【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 9月，平均 ；氣溫一般較高，月最高氣溫達(dá) ，最低氣溫 ，平均氣溫 ；歷年凍結(jié)月份為 12 月到次年 3 月，凍土深度一般在 左右，最大可達(dá) 。全年無(wú)霜期在 180 天，早霜期一般于 10 月中旬，晚霜期于 4月中旬。風(fēng)力不大，一般 3～ 4級(jí)，最大 6級(jí)，春、冬季多西北風(fēng)，夏秋季多東南風(fēng) 。 地震 歷年地震資料及文獻(xiàn)記載，濟(jì)南地區(qū)未發(fā)生過(guò) 5 級(jí)以上破壞性地震。濟(jì)南六度地震烈度區(qū)。 廠型、廠址及工作制度 選煤廠類型 煤礦選煤廠為礦井型選煤廠，入選 礦井生產(chǎn)的全部原煤，選煤廠處理能力與礦井規(guī)模相一致，設(shè)計(jì)處理能力為 60 萬(wàn) t/a。 廠址選擇 煤礦選煤廠與 礦井在同一工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，位于礦井工業(yè)廣場(chǎng)的北 部 。 選煤廠工作制度 按《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB503592021 的規(guī)定，本選煤廠的工作制度為年工作 330d，每天工作 16h。二班生產(chǎn)，一班檢修。 、選煤廠生產(chǎn)能力 年生產(chǎn)能力： 60 萬(wàn) t/a。 小時(shí)生產(chǎn)能力： 。 、服務(wù)年限 選煤廠服務(wù)年限與礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限一致 。 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 選煤工藝 煤質(zhì)資料分析 煤的化學(xué)分析 本區(qū)煤種煤種的劃分根據(jù) 1986 年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒發(fā)的《 GB5751— 86 中國(guó)煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)》，采用 比重液洗選的精煤可燃基揮發(fā)分 Vdaf(%)、粘結(jié)指數(shù) GRI(%)、膠質(zhì)層厚度 Y（ mm）和奧亞膨脹度 b(%)四種參數(shù)。評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)全部采用本區(qū)鉆孔取樣化驗(yàn)結(jié)果。 由于受區(qū)域變質(zhì)作用和巖漿入體的接觸變質(zhì)作用疊加影響，區(qū)內(nèi)可采煤層煤種牌號(hào)變化復(fù)雜，氣煤（ QM）、氣肥煤（ QF）、肥煤（ FM）、 1/3 焦煤（ 1/3JM）、焦煤（ JM）、瘦煤（ SM）、貧煤（ PM）、貧瘦煤（ PS）、無(wú)煙煤（ WY）、天然焦（ TR）共 10 個(gè)煤種均有揭露點(diǎn)，同一煤層最多有 6~7 個(gè)煤種。總體上 7層煤以 1/3 焦煤為主，第 5 層煤以肥煤為主，第 11 層煤以 1/3 焦煤、焦煤為主，第 13 層煤以焦煤、貧煤為主，第 131 層煤以貧瘦煤、貧煤為主，全區(qū)以中 ~高等變質(zhì)程度的煙煤為主。 現(xiàn)在主采煤層是 7 層， 7 層煤質(zhì)分析： （ 1） 灰分： 按國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于 1994 年 9 月 24 日經(jīng)“技監(jiān)國(guó)標(biāo)函（ 1994）181 號(hào)文”發(fā)布的《 GB/》標(biāo)準(zhǔn)評(píng) 。 原煤灰分鉆孔樣 %～ %，平 均值為 %， 總體來(lái)看，沿垂深方向 。 （ 2） 硫分： 按照《 GB/》標(biāo)準(zhǔn)， 原煤硫分鉆孔樣平均值為 %～ %，屬 中 硫煤。煤中硫的存在形態(tài)：硫煤以有機(jī)硫?yàn)橹?. （ 3） 發(fā)熱量： 原煤干燥基彈筒低位發(fā)熱量 鉆孔樣平均值為 ㎏～ MJ/㎏，均為 特 高熱值煤。 （ 4） 粘結(jié)性和結(jié)焦性 本區(qū)可采煤層正常煤種為中 ~高等變質(zhì)程度的煙煤， 七層煤 粘結(jié)指數(shù)平均~%，膠質(zhì)層厚度平均 ~，奧亞膨脹度平均 ~%，2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 成焦率平均 ~80%，焦渣特性 2~8。 1/3 焦煤、焦煤均具有較強(qiáng)的粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性，為較好的煉焦用煤和煉焦配煤 。 （ 5） 煤灰成分及灰熔融性 ST（℃） 各煤層煤灰成分以酸性礦物為主，如 SiO2(占 %~%), Al2O3(占%~%), 其 次 為 堿 性 礦 物 ， 如 FeO3( 占 %~%),CaO( 占%~%), MgO(占 %~%),再次為 SO3(占 %~%), TiO2(占%~%),K2O(占 %~%), Na2O、 P2O MnO2等。各煤層灰熔融性以灰分軟化溫度 ST（℃）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)， 7層煤屬高熔灰分 煤。 原煤篩分、浮沉資料及分析 原始篩分、浮沉資料見(jiàn)表 211，表 212，表 21表 214，及可選性曲線見(jiàn)圖 21。 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 表 211 礦 7 層煤篩分實(shí)驗(yàn)報(bào)告表 粒度 （ mm） +50 5025 2513 136 63 小計(jì) 產(chǎn)率 （ %） 100 灰分 （ %） 表 212 礦 7 層煤綜合篩分試驗(yàn)報(bào)告表 粒度 （ mm） 5025 2513 136 63 小計(jì) 產(chǎn)率 （ %） 100 灰分 （ %） 213 煤泥的篩分組成表 粒級(jí) (mm) 占本級(jí)％ 占全樣％ 灰分 (%) ～ ～ 30 ～ 17 ～ 合計(jì) 100 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 表 214 礦 7 層煤浮沉試驗(yàn)綜合表 密度級(jí)（ Kg/L） 占本級(jí) % 占全樣 % Ad% 累計(jì) δ177。 （ Kg/L） 浮物 沉物 產(chǎn)率 % Ad% 產(chǎn)率 % Ad% 密度級(jí) 產(chǎn)率 % 1 2 3 4 6 7 9 10 12 13 100 2 100 合計(jì) 100 煤 泥 總 計(jì) 100 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 密度/1 灰分 /%沉物累計(jì)產(chǎn)率/%浮物累計(jì)產(chǎn)率%βλθεδ 圖 2— 1 50～ 可選性曲線 （一）篩分組成分析 (1) 入選原煤灰分：由表 211可見(jiàn)，原煤平均灰分為 %。礦井采用綜采放頂煤采煤工藝，煤層中的夾矸將全部混入煤中，頂板串矸也會(huì)使原煤灰分大幅增高，故生產(chǎn)原煤灰分會(huì)比較高。入選原煤原生煤泥量：由表 212可知， 生產(chǎn)煤樣中原生煤泥含量 %， (2) 隨著粒度的減小，各粒級(jí)含量變化不明顯，而各粒級(jí)產(chǎn)品灰分逐漸減小，說(shuō)明煤與矸石的硬度存在差異，矸石較煤硬；但小于 高說(shuō)明，矸石存在泥化現(xiàn)象。 （二） 浮沉組成分析 (1)小于 1. 5 密度級(jí)為主導(dǎo)密度級(jí) ，占 %。 ～ 1. 35 密度級(jí) 含量最大 ，該密度級(jí)的相應(yīng) 灰分為 %；隨著密度級(jí)增大，灰分相應(yīng)的增大。小于2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 密度級(jí)的灰分為 %，說(shuō)明煤的內(nèi)灰較高不易得到特低灰分的精煤。 (2)煤的中間密度級(jí)（ ）含量均較少， 且隨粒度減小，各密度級(jí)的相應(yīng)含量逐漸減少。其中 密度級(jí)的相應(yīng)含量降低較明顯，說(shuō)明夾矸煤的存在是主要原因，對(duì)中煤的產(chǎn)率和灰分有較大影響。 (3)煤層浮沉煤泥產(chǎn)率、灰分隨粒度減小而逐漸增加，且灰分均高于原煤平均灰分，說(shuō)明原煤中的矸石明顯有泥化現(xiàn)象。因此，在煤泥水處理環(huán)節(jié)應(yīng)選擇合適的選煤工藝和煤泥脫水設(shè)備，并適當(dāng)提高煤泥水設(shè)備的處理能力。 （ 4） 故在本次選煤廠工藝設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)中的煤泥量的估計(jì)要充分考慮富余，以使其更能反映出入選原煤的實(shí)際情況，同時(shí)在工藝作業(yè)設(shè)置和設(shè)備選型時(shí)，要考慮適應(yīng)煤泥量變化對(duì)工 藝生產(chǎn)過(guò)程的均衡，確保整體工藝過(guò)程的可靠性。 （三） 煤的可選性 由圖 21 可見(jiàn)，當(dāng)指定精煤灰分為 %時(shí)，精煤理論產(chǎn)率為 %，理論分選密度為 ，分選密度177。 含量為 %，屬 極 難選煤。 選煤工藝 工藝概述 （一） 工藝 選擇原則 工藝選擇注重以下 幾點(diǎn)： (1) 工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單、 先進(jìn)，各工藝 環(huán)節(jié) 合理、 可靠，以確保 正常 有效生產(chǎn)時(shí)間； (2) 煤泥水系統(tǒng)盡可能完善 、靈活 ，保證洗水閉路循環(huán)； (3) 分選參數(shù)易于調(diào)節(jié)，以方便分選不同煤質(zhì)和 產(chǎn)品 不同灰分要求時(shí)的生產(chǎn)管理； (4) 減少能耗、介耗、藥耗等硬指標(biāo)， 使 運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、單位生產(chǎn)成本盡量低。 （二）推 薦入洗 工藝 ： 遵循上述原則，考慮到入洗原煤的粒度特性、密度特性以及可選性，為了2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 提高選煤廠應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的靈活性，設(shè)計(jì)首先確定選煤廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為精煤、中煤和矸石三種產(chǎn)品。 對(duì)于 50～ 0mm 級(jí)原煤，要洗選出精煤、中煤和矸石三種產(chǎn)品，目前可供選擇、分選精度較高的選煤方法有跳汰分選 、 兩段 重介旋流器主再選 和三產(chǎn)品重介旋流器分選。這 三 種選煤方法的特點(diǎn)如下： （ 1）重介旋流選的精度高 ，跳汰分選下限高 。 當(dāng)本廠末煤生產(chǎn)灰分 %以下的 煉焦煤 時(shí)，分選密度在 以下，入洗煤為極難選，采用重 介旋流選的可能偏差為 Ep＝ ～ ，采用跳汰分選的不完善度 I＝ ～ ，相同精煤灰分時(shí)，重介旋流選占本級(jí)的精煤產(chǎn)率比跳汰選高 5～ 10%。另一方面， 跳汰分選有效分選下限高，只能到 ，故煤泥要么得采用其他方法分選，要么只能脫水后全部作未分選煤摻配；跳汰機(jī)下降周期的吸綴作用容易造成細(xì)粒精煤損失，降低精煤回收率；操作調(diào)整自動(dòng)化程度低，對(duì)人工調(diào)整的依賴性大，分選精度低，分選效率低；跳汰機(jī)及配套的斗子提升機(jī)高度大、體積大，致廠房建筑體積大，廠房投資高；跳汰用循環(huán)水須經(jīng)處理，故要處理的煤泥水量 大。生產(chǎn)費(fèi)用稍低，但卻不抵精煤回收率的降低。 （ 2） 兩段 重介旋流器主再選： 由于生產(chǎn)低灰精煤，所以要生產(chǎn)三個(gè)產(chǎn)品，采用重介旋流選生產(chǎn)三個(gè)產(chǎn)品，可采用三產(chǎn)品重介旋流器分選和兩段兩產(chǎn)品重介旋流器分選兩種方式。采用兩段兩產(chǎn)品重介旋流主要優(yōu)點(diǎn)是中煤和矸石的質(zhì)量可以準(zhǔn)確控制，一段和二段的介質(zhì)循環(huán)量較??；其主要缺點(diǎn) : 工藝流程復(fù)雜、設(shè)備和管路多、磨損和電耗多、投資較高、生產(chǎn)成本高。 （ 3） 三產(chǎn)品重介旋流器分選： 采用三產(chǎn)品重介旋流器分選，其優(yōu)點(diǎn)為工藝流程簡(jiǎn)單，一套密度控制系統(tǒng)可以生產(chǎn)三個(gè)產(chǎn)品，設(shè)備和管路減少，可以通過(guò)低密度 分選介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高密度排矸，二段的分選密度可通過(guò)改變底流口的大小和溢流口的插入深度，在一定范圍內(nèi)調(diào)整分選密度。 有效分選下限可達(dá) 甚至更低，在不增加其他選煤方法的情況下，回收粗煤泥摻入精煤可增加精煤回收率，減少直接摻入末煤或中煤產(chǎn)品的煤泥量；主要分選設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 積小，可大幅減少?gòu)S房體積；雖然循環(huán)介質(zhì)量較大，但大部分合格介質(zhì)在系統(tǒng)中循環(huán)，進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行處理的煤泥水量少；生產(chǎn)費(fèi)用與跳汰分選基本持平。 （ 4） 重介旋流 器 采用 無(wú) 壓給料方式有利于 減少次生煤泥量 ，工藝布置比較合理。 無(wú)壓給料方式，就是煤和介 質(zhì)分別給入， 即入重介旋流器的原料煤自流入重介旋流器，重介懸浮液泵送給入重介旋流器 ，減少脫泥等工藝環(huán)節(jié)而且有利于減少次生煤泥量，對(duì)于本廠特別合適 。 （ 5） 的粗粒煤泥重介旋流選比浮選經(jīng)濟(jì)效益好 的煤泥可采用浮選， 但浮選最有效的粒度是在 ，而且浮選是一種分選精度低，生產(chǎn)成本高的選煤方法。實(shí)踐證明直徑 1200mm 以下的重介旋流器分選下限可達(dá)到 ，將三產(chǎn)品重介旋流器的有效分選下限確定為 ，可提高最終精煤產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本。 （ 6） 煤泥 浮選 浮選是目前對(duì) 煤泥分選最有效的方法，可采用的浮選工藝有：直接浮選、濃縮浮選、半直接浮選。本設(shè)計(jì)推薦采用直接浮選工藝，主要理由如下： (1)直接浮選系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可節(jié)省投資。 (2)較短的煤泥浸泡時(shí)間，可減小煤泥的進(jìn)一步泥化，使煤泥具有較高的可浮性。 為了簡(jiǎn)化工藝，同時(shí)使煤泥中 以上粒級(jí)的粗煤泥也進(jìn)入旋流器得到有效分選，不進(jìn)行預(yù)先脫泥，采用不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝。 綜上所述采用工藝為： (1) 50～ 0mm 采用不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品 重介旋流器分選； (2) ～ 精煤泥采用高 頻篩加煤泥離心機(jī)回收； (3) 浮選床分選，浮選精煤加壓過(guò)濾機(jī)回收，浮選尾煤快開(kāi)壓濾機(jī)回收 。 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 原則工藝流程 根據(jù)入選原煤的特點(diǎn)和確定的選煤方法，經(jīng)方案比選，本著在滿足工藝要求的前提下盡量減少環(huán)節(jié)的原則，制定了相應(yīng)的工藝流程，整個(gè)工藝系統(tǒng)可分為 三 大部分： （ 1） 50－ 0mm三產(chǎn)品重介旋流器分選 ， ； （ 2） － 0. 25mm煤泥浮選和尾煤回收； （ 3） 介質(zhì) 回收 和凈化。 工藝流程如附圖 001； 工藝流程詳述： （ 1） +50mm塊煤手選 檢查性 排矸 預(yù)先篩分篩上物 +50mm 的塊煤手選預(yù)先排矸。 手選后 +50mm 經(jīng)破碎后，與 預(yù)先分級(jí)篩篩上物 50－ 0mm 原煤混合作為三產(chǎn)品重介旋流器的入料。 （ 2） 50－ 0mm 三產(chǎn)品重介旋流器分選 500mm 級(jí)原煤不脫泥無(wú)壓 給料 三產(chǎn)品重介旋流器分選， 選出精煤、中煤和矸石三種產(chǎn)品，分別采用單層篩，篩孔 0. 5mm 脫介脫水。精煤、中煤脫介篩篩上物經(jīng)離心機(jī)二次脫水。矸石脫介后進(jìn)入矸石帶式輸送機(jī)排出。 （ 3） 介質(zhì)回收凈化 精煤弧形篩篩下及精煤脫介篩前段的合格介質(zhì)進(jìn)入合格懸浮液系統(tǒng)循環(huán)使用 ； 精煤脫介篩篩下的稀介質(zhì)與分流出的合格介質(zhì) 以及精煤離心機(jī) 離心液 一起進(jìn)入精煤磁選機(jī)磁選 , 磁選精礦返回合格介質(zhì)系統(tǒng)循環(huán)使用 ，磁選尾礦進(jìn)