矿井及选煤厂可行性研究报告（工程技术方案）.doc

1、矿井及选煤厂可行性研究报告（工程技术方案）第五章 工程技术方案 第一节 选煤工艺 一、煤炭洗洗的必要性 虽然本矿原煤的灰分、硫分均较低，但对于发热量要求较高的用户和出口煤仍然满足不了要求；同时，由于煤层赋存情况的变化，致使矿井原煤灰分波动较大，产品煤质不稳定。因此，为了满足不同用户对煤质的多种需求，为用户提供更加优质、稳定的洁净产品煤，减少矸石的无效运输，所以对本矿井原煤进行洗选加工是十分必要的。除此之外还有以下几点原因说明项目建设的必要性。(一) 符合国家产业政策要求 二号矿井位于区镇。该地区具有煤炭资丰富、水资丰富、交通运输便利的优越条件。截止 20_6 年底，境内已探明煤炭资量 193

2、亿 t，预测煤炭资总量在 500 亿 t以上，其中呼吉尔特矿区已探明煤炭资量 178 亿 t，预测煤炭资总量在 464 亿 t；该地区紧邻国家大型煤炭基地-神东基地神府矿区根据规划和有关机构的研究表明，到 2021 年全国需新增产能 8 亿吨；其中晋陕蒙仍将是我国规划新增产能的主要增长地区，煤炭产量将达 12.65 亿吨，净调出量为 8.88 亿吨，占全国新增产能的 55。为保障国民经济发展，我国煤炭主产地逐步向西部转移已成定局，二号煤矿的煤也属于外调范围。煤炭洗选工程规范规定：动力煤应加工后销售，为保证向国家长期提供稳定优质煤炭，就必须建设与煤矿配套的洗选加工设施，二号煤矿选煤厂的建设符合国

3、家产业布局和国家的产业政策。(二) 二号煤矿选煤厂项目符合国家节能减排政策 虽然本矿煤芯煤样的灰分较低，但在煤炭的开采过程中不可避免的要混入煤层中的夹矸和部分顶、底板矸石，所以开采原煤的灰分往往会比煤芯煤样的灰分高出很多，这部分矸石都是纯矸，没有发热量，如果不进行洗选加工，矸石就会随煤一起运往外地，不但浪费运力，消耗能，还增加电厂的灰渣排量，对环境造成污染，所以必须进行原煤的洗选加工。煤炭洗选加工是节约运力、减少无效运输的有效途径，也是节能减排的有利措施。(三) 二号煤矿选煤厂项目是煤炭用户的需要 根据目前的煤炭市场情况，煤炭的用户要求多种多样，有要求灰分小于 8的出口煤，有要求灰分小于 10

4、的东南沿海电厂，有要求灰分小于 6的炼焦配煤，还有对粒度要求较严的气化工业，和锅炉工业，显然矿井的原煤质量无法满足各个用户要求，只有进行洗选或筛选加工，才能适销对路，满足各行各业用户的需要。虽然电煤是本矿煤的最大用户，煤炭洗选加工后，灰分降低，热值提高，电厂的燃料需求量就会减少，从而可减少电厂的运煤费用及磨煤费用，这些费用足以抵销由于煤质变好、成本升高而增加的费用，燃料质量提高，排渣量会大大减少，据资料显示，电厂每排 1 吨灰渣的费用为 5 元，因此，加工后的煤炭供给电厂，还可节省一部分排渣费用。大型电厂使用加工后的煤炭产品，可降低发电成本，提高锅炉效益，从而提高电厂的经济效益。另一方面，对电

5、厂来说，煤质的稳定与否，直接影响着锅炉的燃烧效率和运行状态、贮煤场和排灰场的大小、球磨机的能力等。因此，用户对煤炭质量的稳定性都有严格要求。例如，出口煤灰分的波动范围一般不得大于±0.5，只有进行洗选加工，才能保证煤质稳定，满足用户需要。(四) 二号煤矿选煤厂项目是市场竞争的需要 和本矿区相邻的有神府矿区、万利矿区、榆神矿区、榆横矿区等大型矿区，这些矿区对煤炭的洗选加工都非常重视，神府矿区现有的各个大型矿井都建有配套的动力煤选煤厂，万利矿区已开发的万利矿井、李家豪矿井和高家梁矿井也配套建设有选煤厂；榆神矿区和榆横矿区已建设和拟建设的矿井也均配套建设选煤厂，本矿井地处偏远，

6、且煤质与上述矿区相似，要想取得市场份额，在竞争中取胜，就更应重视煤炭的洗选加工。只有通过洗选加工提高和稳定煤质，才能赢得市场，得到用户的认可。(五) 二号煤矿选煤厂项目是提高本企业经济效益的保障 对煤炭进行洗选加工，是保证煤矿企业获得经济效益的先决条件，煤矿生产的煤炭只有经过加工后才有销路，或者说销路才能畅通(大同、平朔矿区的实践充分证明了这一点)。产品有了销路，企业才能有效益，在有效益的情况下，才有条件进一步提高经济效益，也就是说，煤炭加工是矿区创收的必备条件和最起码的手段。神府东胜矿区的大柳塔矿井煤芯煤样的灰分小于 10，而生产出的毛煤灰分却高达 1520。毛煤经大柳塔选煤厂处理后，13m

7、m 的块煤灰分可保证达到 10以下，满足用户要求，只有提供适销对路质量稳定的优质产品才能不断提高企业的经济效益。(六) 二号煤矿选煤厂项目可以增加矿井煤炭优势，降低劣势 本矿井煤的优势是低灰、低硫、低磷；劣势是内水相对较高、灰熔点稍低、运距远，煤中的灰分大多是开采过程中混入的外来矸石；硫分多以黄铁矿硫赋存，因此，通过一定的洗选加工，可进一步降低灰分和硫分，使其优势更优，另外通过筛分、离心脱水和加压过滤等加工手段，可脱除一部分外在水分，从而进一步提高发热量，使劣势减弱，该煤易于结渣，而结渣率随煤中灰分含量的增加而增大，经洗选加工后煤中灰分降低，结渣率也随之减少，从而减弱了由于灰熔点低给锅炉燃烧带

8、来的麻烦，通过洗选加工，每年可排出约 1.06Mt 矸石，从而可以减弱由于运距远给矿井效益带来的负面影响。(七) 二号煤矿选煤厂项目是环境保护和洁净煤技术的要求 随着“环境保护无国界”口号的提出，全世界对保护环境的呼声日益提高，煤炭燃烧对环境造成的污染越来越受到世界各国的关注，随着我国“环保法”的颁布实施，火力发电对煤炭质量的要求也越来越严格，对煤炭进行洗选加工，是降低煤中有害物质含量，满足环境保护要求，维护我们赖以生存的地球环境的有效途径之一。近几年发展起来的洁净煤技术主要包括：煤炭加工；煤炭转化；煤炭燃烧及处理；煤炭开发利用中的污染控制，有关人士认为：煤炭加工中的“选煤”是国际上开展洁净技

9、术研究的公认重点，是煤炭后续深加工的必要前提，是使电站和工业燃煤大大减少烟尘和 SO 2 排放量最经济、最有效的途径。(八) 二号煤矿选煤厂项目是建设“高产、高效”矿井的需要 实践表明，矿井机采的原煤灰分比炮采的高 35，综采的又比机采的高 56，本矿井采用综合机械化采煤技术，其引进的采掘机械产量高、事故少、自动化程度高，夹矸及顶底板的混入在所难免，因此，煤质很不稳定，只有通过洗选加工，才能得到合格的煤炭产品，也就是说：矿井要想达到“高产、高效”必须配套洗选加工。发展洗选加工，利用机械排矸，不仅可以稳定煤质，提高发热量，而且可以大大改善工人的工作环境，减轻工人的劳动强度，从而可以减少定员，提高

10、效益，为矿井实现“高产、高效”的目标提供必要的前提。综上所述，对本矿原煤进行洗选加工是十分必要的。二、产品方案 (一) 煤质及用途 本矿原煤以不粘煤为主，长焰煤及弱粘煤次之，具有低灰分、低水分、中高挥发分、低硫分、高热值特高热值、高热稳定性、较低中等软化温度灰、无粘结性弱粘结性等特点，是良好的民用及动力用煤，适用于火力发电、各种工业锅炉等，也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。根据以上煤质特点，确定本矿煤的主要用途如下：1本矿煤挥发分和发热量均较高，燃烧性能良好，发火快，排渣量小，是优质发电用煤。2本矿煤灰分低，挥发分高，是很好的气化、间接液化、化工用煤原料。3本矿煤的灰分低，硫分低是很好的民

11、用燃料，亦能满足一般工业锅炉的用煤要求。总之，本矿煤煤质优良，用途广泛。由于本矿煤质与神府东胜矿区煤质相近，且其煤的内在水分较东胜矿区低，发热量和煤灰熔点较东胜矿区高，因此，本矿煤更具市场竞争力。(二) 产品目标市场用户要求 本矿产品煤主要作为电力、化工和工业动力用煤，其中电力和工业动力用煤主要供周围各电厂使用，化工用煤供蒙大工业园区和博大实地化工使用。其中蒙大新能化工有限公司60万吨/年（二期新增120万吨/年）煤制甲醇项目的前期需煤量约为1.40Mt/a，二期总需煤量为 4.20Mt/a；博大实地化学有限公司需煤量为 2.20Mt/a（预留，其中一期 1.10Mt/a）。(三) 产品方案

12、本选煤厂产品目标市场明确，结合矿井实际生产原煤煤质情况，根据用户对产品质量要求，选煤厂产品结构具体如下：洗精煤（-50mm）：A d 10.50，M t 11，Q ,ar 620_kcal/kg； 混煤（包括 136mm 末精煤、60mm 粉煤、块煤系统煤泥、末煤系统粗精煤和煤泥）：A d 14，M t 14，Q ,ar 5600kcal/kg； 选煤厂末煤洗选系统后生产的混煤首先供远兴能和博大实地化工用煤，剩余产品和部分洗精煤掺配后可供能化工有限公司化工项目用煤，其他产品通过铁路外运销售，同时也可根据生产原煤煤质情况对脱粉粒度进行调节，生产 133mm 末精煤和 60mm 粉煤产品。现有块精

13、煤产品也可以分级成 8020_mm、3080mm 和 1330mm 三种粒级产品地销。三、选煤方法 (一)块煤洗选系统 1入洗下限的确定 针对本矿煤水分偏高、矸石存在泥化现象和本矿区水资紧缺的状况，本矿区煤洗选加工以降低灰分与硫分、提高发热量、稳定煤质、满足用户对产品的质量要求为原则，选煤厂块煤入洗下限以 13mm 为宜，随着用户对优质煤炭产品需求量的增加和选煤技术的进步，根据市场变化，后期选煤厂留有降低入洗下限增加入洗量的可能。2选煤方法的选择 根据本矿原煤的可选性；当分选密度≥1.5kg/l 时，为易选和中等可选煤，当分选密度1.5kg/l 时，为极难选煤。在充分考虑煤质和市

14、场变化的基础上，结合目前国内外选煤技术的发展状况，设计中对块煤采用重介浅槽分选、动筛跳汰分选、跳汰分选等多种选煤方法进行了技术分析p 比较如下：(1) 单段跳汰分选：具有技术成熟、操作管理方便等优点，但与重介等选煤方法相比，分选精度较低，对于原料煤数质量的变化与市场变化的适应性不如其它分选方法，并且循环水量较大，单机处理量和入洗上限较小。(2) 动筛跳汰分选：其分选精度较跳汰分选要高，煤泥水可实现自身循环，用水量少，但对于原料煤数质量变化的适应性不如重介分选，单机处理量小于重介浅槽分选机，对于特大型选煤厂所需设备台数较多，并且容易增加矸石的泥化，当市场需求变化时，难以降低分选下限。适合于大块煤

15、排矸，代替人工手选以及处理脏杂煤和含矸量大的炼焦煤的预排矸工艺。(3) 重介浅槽分选：该选煤方法技术成熟，分选精度高，对于煤质和市场变化的适应性好，对于特大型动力煤选煤厂特别适宜，可以减少设备台数，简化系统。近年来，随着国外先进设备的引进，块煤重介浅槽发展很快，且邻近神东矿区已经建设了多座采用该工艺的选煤厂，具有了很多成熟的经验，该设备具有单机处理能力大、设备高度低、体积小等特点，与斜(立)轮相比，设备简单，易于维护，厂房体积小，便于管理。随着近年来国内外重介选煤技术的不断发展和工艺系统的简化，以及设备、材料的发展，使得重介选煤厂的建设和运营成本大大降低。动力煤重介选煤厂的建设成本与跳汰选的差

16、距越来越小，运行成本也基本相当。以上分析p 表明，重介浅槽分选技术先进，分选精度高，设备处理能力大，对于本矿厂型大，原煤中间密度级产物含量少以及具有成熟的经验等特点，使用重介浅槽分选技术较为适宜。因此，块煤选煤方法推荐+13mm 重介浅槽分选。(二)末煤洗选系统 目前国内外适合于-13mm 粒度级的选煤方法主要有重介旋流器与跳汰分选方法两种，这两种选煤方法的特点如下：1.重介旋流器分选 (1) 重介选分选效率高。无论对易选煤、中等可选煤、还是对难选煤、极难选煤，重介分选均比跳汰分选效率高。采用重介选，可以最大限度的回收精煤产品，提高选煤厂经济效益。(2) 重介分选更能适应本矿煤粒度较细的特点。

17、本矿煤粒度较细，30mm 物料占有一定比例，若采用跳汰分选，很难避免相当部分的细粒级物料因吸缀作用未经分选而直接进入和矸石中，从而影响精煤回收，而重介旋流器不存在这一问题。(3) 重介旋流器分选有利于简化生产管理，易于实现自动控制。重介分选的主要控制参数为密度，密度控制可实现在线调节，对原煤煤质变化适应性强，适合本厂入选原煤粒度细的特点，而跳汰选需通过改变风、水制度来适应原煤粒度组成的变动，生产操作不便，人为因素对精煤产品质量影响较大。事实上，由于重介分选工艺本身的简化以及磁选设备性能的提高、介质泵、管道材质的过关与自动化控制水平的提高，近年来已成为国内外主流的选煤方法。本设计主要是对动力煤的洗选加工，针对动力煤分选的特点-高密度排矸、需选前脱泥等，本设计选用选前脱泥、有压入料、两产品重介旋流器分选工艺，它已成为国内外动力煤分选最成熟的选煤方法，最大特点是分选效率高、分选精度高，旋流器的生产能力大，介质循环量低，可以最大限度的回收精煤产品，提高企业经济效益。重介旋流器入洗又有两产品与三产品、有压与无压、选前脱泥与不脱泥的区别，现分别比较如下：两产品与三产品比较：(1) 从系统可靠性看 由于三产品旋流器采用一套密度系统，二段排矸的密度由一段介质悬浮液浓缩而成，一