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xx煤矿筛分系统改造方案

XX煤矿筛分系统改造方案

XX煤矿设计能力为30万吨/年，2012年产量为39万吨，2013年计划产量是39万吨。

煤矿现有的筛分系统为三级筛分，其设计能力为250t/h。

三级筛分使用的三个振动筛均为圆振筛，一级筛为16x45，单层，网孔为80mm；二级筛为15x36，双层，上层网孔48x60mm；下层网孔24x30mm；三级筛为15x36，单层，其网孔为13mm。

经查阅相关资料，圆振筛一般适用于<100t/h的筛分系统，因此该系统设计存有一定缺陷。

一、系统改造的必要性

1．随着原煤产量的增加，现有筛分系统能力不足，特别是二、三级堵筛、糊筛现象严重，造成筛后产品不分级。

砂煤中含粉煤，粉煤中含砂煤，致使部分砂煤无法回收入洗，粉煤质量下降（具体数据见表一：

各类筛分物料统计）；入洗砂煤因含粉量大造成煤泥产率高，煤泥水处理量大且增加了入洗费用等。

2．现有筛分系统无法满足随时调整产品结构的要求。

3．2013年8月即将开采30号煤层。

现有筛分系统无法满足对30号煤筛分及其加工工艺的要求（30号煤的煤层及煤质情况见附件二《对XX煤矿30号煤开采及加工方案的建议》一文）。

二、系统改造的基本思路

1．提高现有筛分系统生产能力，满足井下生产要求。

2．降低粉煤中砂煤含量，提高粉煤品质；降低砂煤含粉量，提高洗选效益。

3．根据市场变化，随时调整块煤、加工煤、砂煤比例，满足市场需求，促进煤炭销售，降低煤场库存压力，提高销售收入。

4．对30号煤、特别是30号下层煤进行拣选、筛分、破碎后洗选，以提高30号煤的精煤回收率，提高该煤层的综合经济效益。

5．改造过程不影响矿井正常生产，不对现有系统进行大的改变；改造后的系统尽量简单、易于操作且维护量少；尽量短的工期和尽量少的改造费用。

三、改造方案

（参见附件一：

XX煤矿筛分系统改造方案示意图）

（一）一级筛的改造

1．将一级筛的筛网由现有的80mm更换成120mm；

2．在现有拣选皮带上每班增设5-6个人工，对>120mm的筛上物进行人工选矸。

手选的矸石通过皮带下的溜槽直接落入现有的块煤仓；

3．在手选皮带机头处，将现有块煤落仓溜槽，改造成裤衩形（分煤器），将选矸后的块煤，一路由新增设的一条皮带转载至二级筛后的破碎机，一路直接落块煤仓。

现有块煤仓隔断成二部分，一部分容纳手选矸石，另一部分存大块煤。

（二）二级筛的改造

1．将上层筛网由现有的48x60mm，更换成80x80mm。

换下的上层筛网，安装到二级筛的下层。

二级筛原来的下层筛网不再使用。

2．二级筛现有的两个溜煤槽，改成裤衩形（分煤器），一路保持原样，一路通进二级筛后新增设的破碎机。

（三）新安装一台双辊齿式破碎机

安装破碎机的主要目的，是为了破碎30号煤层（特别是下分层）的块煤，提高30号煤的精煤回收率和综合效益；其次是为了根据市场需求及时调整产品结构。

在二级筛后，增设一破碎机，其破碎能力为80－100t/h。

破碎机安设在现有的砂煤转载皮带上方，破碎后的砂煤直接落入砂煤转载皮带，入缓冲仓待洗。

1．破碎机出料口可在30－80mm之间调整，这样，可以根据市场变化，随时调整加工煤、砂煤的比例及产品结构。

2．若市场加工煤需求较好，60－80mm粒度的可以不进破碎机，而通过裤衩形溜槽直接进入砂煤转载皮带，入缓冲仓待入洗。

3．冬季大块煤需求较多，120mm以上粒度的可以通过裤衩形溜槽，直接进入块煤仓待手选。

（四）三级筛

现有三级筛保持不动，其筛网规格现为20mm，作为备用筛使用。

（五）新安装一台滚筒筛

在三级筛后，增设一个三层筛网的滚筒筛，与三级筛平行安装，并可与三级筛并列使用。

滚筒筛的直径为1800mm，三层筛网分别为：

外层13或15mm，中间层30mm，内层50mm。

其综合生产能力为150－180t/h。

二级筛过来的物料，通过裤衩形溜槽进入滚筒筛，13（15）mm以上的砂煤，通过溜槽（或皮带）转入现有的砂煤皮带，进入缓冲仓待洗；13（15）mm以下的筛下粉煤，通过溜槽直接落地进入粉煤仓。

需要并列或单独使用圆振筛时，只需调整裤衩溜槽的挡板即可。

四、可行性的分析

（一）生产能力的评估

现有上仓皮带的生产能力为250t/h。

为控制洗煤厂的入洗量，现将其运输能力控制在150－200t/h左右。

根据目前筛分产物看，80mm以上约占10％，60－80mm约占18％，30－60mm约占25％（其中含粉煤量约17％，已计入13mm以下量内），13－30mm约占17％（其中粉煤含量约为60％，已计入13mm以下量内），13mm以下约占30％（已去除其中约31％砂煤含量）。

1．一级筛生产能力

现有一级筛、二级筛及三级筛均为圆振筛。

筛网更换后，其一级筛的生产能力计算如下：

式中：

A0――有效筛面面积，m2；

Q0――单位生产能力，t/m2h，查表得65；

0．7――筛分效率。

上仓皮带的最大运输能力为250t/h，一级筛满足要求。

2．经计算，更换后二级筛上层的生产能力约为212t/h，下层为189t/h。

根据计算及观察结果，改造后二级筛基本能够满足生产要求。

3．进入三级筛的物料最多约为180t/h，滚筒筛基本能够满足生产的要求。

若产量继续增加、筛分效果变差，可同时启用三级圆振筛，使两个三级筛同时运转，增大生产能力。

（二）破碎效果评估

双辊齿式破碎机，该类型破碎机产生粉煤量少，约为5％。

进入破碎机的煤量为：

120mm以上粒度级，约为4％，以250t/h计算，每小时约10t；

80－120mm粒度级，约占6％，每小时15t；

60－80mm粒度级，约占18％，每小时45t。

合计破碎量为70t/h，占全部煤量的28％。

按1.2倍的富裕系数，考虑选择生产能力为80－100t/h的破碎机。

经考察调研，该生产能力的破碎机，以锤式、牙板式的价格最低，约为10万元/台。

鳄式、圆锥式、对滚轴式、反击式、双辊齿式等破碎机的价格均在20万元/台以上。

但双辊齿式效果最佳、安装方便、维修量最小、通过率高、出粉率低，故考虑选用双辊齿式破碎机。

（三）筛分及洗选效果评估（见表一）

表一：

各类筛分物料统计（以250t/h产量计算）

粒度级

>120mm

>80mm

>60mm

>30mm

>13mm

<13mm

比例％

含粉量％

比例％

含粉量％

比例％

含粉量％

比例％

含粉量％

比例％

含粉量％

比例％

含砂量％

改造前

0

0

10

0

18

0

42

38．5（约40.4t）

30

31（约23.3t）

改造后

4

0

6

0

18

0

42

10（约10.5吨）

30

0

说明：

>13mm粒度级中10％的含粉量为估计值。

由上表可以看出：

1．改造后，每小时可减少粉煤入洗29.9吨，增加砂煤入洗量23.3吨。

在入洗量不变的前提下，每小时可减少（29.9－23.3）x25＝415元的洗选费支出、可增加精煤产量并可减少10％的煤泥量约3吨，其经济效益显而易见。

2．改造后，经过破碎可增加10（28）％砂煤入洗量。

（四）粉煤提质的评估

经13mm筛分实验，现有粉煤经13mm网孔筛分后，筛下粉煤热值比较筛分前粉煤热值，可提高约200卡/克，相应粉煤的吨煤销售价格可提高10－15元。

（五）农事关系的评估

块煤拣选一直由附近农村的村民承包。

因历史原因，块煤拣选费为50元/吨，价格偏高。

特别是在目前市场环境下，块煤销售多少也受到些影响，客户意见也较大。

为此，曾多次与村民协商降低拣选费用，但均无结果，协调难度较大。

若将块煤进行破碎后洗选，在销售淡季暂时停止大块煤的生产，可以无形破解拣选价格高、农事关系难协调的问题，为今后改变块煤拣选方式创造条件。

五、需要增加的设备及预算

1．一级筛及二级筛筛网，钢材及加工安装费约1.5万元（锰钢）。

2．破碎机及附属设备，约38万元。

其中：

破碎机一台，约35万元（含双电机含税）；转载皮带一条约1万元；辅料及加工安装费2万元。

根据联系的几家厂家报价，双辊齿式破碎机在22－40万元之间。

故预算35万元。

3．滚筒筛及附属设施，约13.64万元。

其中：

滚筒筛5万元，基础刚架约4万元，皮带（或溜槽）一条约1万元，防雨棚32m2约0.64万元，材料及加工安装费约3万元。

4．大块煤溜槽及手选矸石溜槽约3万元。

以上合计约56.14万元。

系统改造以后，一是能够提高筛分系统生产能力，满足当前矿井生产的要求；二是能够根据市场的变化，随时调整产品的结构；三是能够提高洗煤厂洗选效果，增加精煤回收率；四是能够满足30号煤层开采时对该层煤的加工及洗选要求，提高30号煤的精煤回收率，提高综合经济效益；五是可以增加砂煤入洗量、减少粉煤入洗量，降低煤泥产出率；六是可以破解大块煤拣选费高而又难以调整的问题，避开农事关系矛盾。

附件：

一、XX煤矿筛分系统改造方案示意图

二、对XX煤矿30号煤开采及加工方案的建议

三、XX煤矿煤层煤样报告表（共3份）

附件二：

对XX煤矿30号煤层开采及加工方案的建议

13001工作面为XX煤矿30号煤层的首采工作面，今年8月份即将进入开采。

该工作面设计倾斜长为130米、走向长600米。

其煤层平均厚度2米，共有上、中、下三个分层，上、下两个分层为煤岩，中分层为泥质页岩夹石。

13001作为30煤层的首采工作面，其开采及加工方式的选择确定，对整个30号煤层的开采，影响是十分巨大的。

一、30号煤层的基本情况及特性

根据对30号煤13001运输巷20个区域45个测点的实测及观察，30号煤上分层煤岩的平均厚度为1.01米，中分层矸石0.43米，下分层煤为0.41米（未考虑2处较大断层影响）。

上分层煤层厚度1.01米（局部煤层样为1.0米），除局部有不连续层状硫铁矿夹石外，煤质硬且煤质分布状态较为稳定均衡，与中分层分界明显。

根据局部煤层样1.45浮沉实验，30上层煤上浮率为78.65％，上浮物低位热值为6865卡/克，灰分11％，固定碳为83.72％。

下分层煤岩的平均厚度为0.41米（局部煤层样为0.3米），与中分层分界不明显，煤岩中掺杂着较均匀而细密夹矸，坚硬。

根据局部煤层样1.45浮沉实验，30下层煤的上浮率为54.22％，其低位热值为6788卡/克，灰分11.78％，固定碳82.89％。

但下分层煤质分布状态不均衡、变化较多，所以综合煤质一般。

30中分层为泥质页岩，平均厚度为0.43米（局部煤层样为0.6米），灰分平均为86.14％。

根据实验结果综合分析：

上分层煤岩的密度为1.54-1.6，下分层为1.6-1.90，中分层夹矸为2.5，综合密度约1.842（TRDd）。

根据局部煤层样实验报告，三个分层的综合灰分为45.62％，综合热值为4120卡/克（若根据45测点结果分析，该煤层的综合灰为37.47％，综合热值约为4750卡/克）。

（注：

共做过3个局部煤层样的小浮沉实验，其中一个1.45密度实验，两个1.5密度实验。

详见附件三）

二、开采方案的思考

根据30号煤层的赋存结合XX煤矿的实际情况，对该煤层的开采，设想如下：

1．为提高开采效率和资源回收率，13001工作面采用综合机械化开采，采高控制在1.8～2.0米，见顶见底，一次采全高。

2．综采机组使用径向扁形截齿螺旋滚筒，1000mm直径、小截距。

扁形截齿适用于煤质较硬且含夹矸较多的煤层，截割阻力小，效率高，装煤效果好，产生粉尘少且出块率高。

三、地面拣选、洗选加工方案

1．一级筛人工拣选皮带上，每班增加5－6个人工，对一级筛筛上的块煤进行人工选矸。

人工选出的矸石，落入煤仓上方新增设的排矸皮带，由其将矸石运至栈桥北矸石堆，再用铲车运至矸石坑定点填放。

大块煤落入块煤仓后，再进行场地二次人工拣选，或直接破碎后洗选。

2．块煤经场地二次人工拣选，选出合格的块煤后，将剩余的中煤及30号下分层的块煤，破碎成60mm以下的砂煤进洗煤厂洗选，或直接粉碎后作为粉煤出售。

3．30号煤需要单独放仓并单独洗选，才能保证洗选效果，提高精煤洗出率和洗选效益。

四、可行性的分析

1．扁形截齿的使用技术现已非常成熟。

可以要求滚筒的生产厂家根据30号煤质特性及对煤炭品种的要求，对滚筒及截齿排列进行单独研究和设计。

2．若13001工作面采高2米，根据计算，其采出总量约为26.59万吨。

其中上分层为12.13万吨，占45.62％；中分层为8.39万吨，占31.55％；下分层为6.08万吨，占22.87％。

若对矸石进行人工拣选，以30％选出率计算，就是选矸8.39×0.3＝2.52万吨，可节省洗选费约6.3万元（扣除拣选人工费约12.6万元），并可提高煤质、降低综合灰分约8.16％、综合热值提高约630卡/克。

其计算公式为：

（1）2.52×30％×25－6×70×2×（600÷4）注天＝6.9万元

（2）45.62－[（26.59×45.62%-2.52×86.14%）/26.59]×100％＝8.16（％）

（注：

以每天2班生产、4米进尺计。

每班安排6人选矸。

）

3．若每天2班生产，推进6刀，日采出量约为1592吨，其中夹矸层矸石为503吨。

以30％块矸率、又30％被选出计，每班安排5－6个人工选矸，每人每班选矸约3.8吨。

劳动强度偏高但基本可行。

4．30号煤密度较大、特别是下分层最大密度为1.9且质硬，与含矸中煤的密度相当。

如不单独洗选，则将在洗煤机第一段排矸口随矸石排出。

若按排出60％计，约有3.65万吨下分层的煤会被排出，按300元/吨价格计算，该工作面将损失销售收入约1094万元。

所以，30号煤必须单独洗选加工，特别是目前，必须与27号煤分开洗选。

5．经对洗选车间进行调研：

若将30号煤、特别是下分层的煤破碎成60mm以下砂煤后再行洗选，则精煤洗出率会大幅提高。

下层煤密度大且品相不好，大块煤遭到客户拒收。

因此，将人工拣选块煤剩下的中煤及下分层的大块煤，进行60mm以下的破碎，再洗选成砂煤、丁煤，可以大大提高精煤出产率，从而提高经济效益。

总结：

30号煤层使用扁形截齿螺旋滚筒采煤机，一次采全高；原煤上井后，先在拣选皮带上进行人工选矸、将大块的矸石分选出。

选矸后的大块煤，进行二次场地人工拣选、或破碎后进行洗选。

对场地拣选后剩余的中煤及粒度较大（>60mm）、特别是下分层的块煤，破碎成60mm以下砂煤后再进行洗选加工，可以提高洗选效果和精煤产出率，从而提高企业经济效益。

2013年3月19日于XX煤矿

2013年5月12日修改