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均质化配煤技术在泊江海子选煤厂研究及应用
摘要：在矿井原煤煤质不断变化情况下,为了实现销售商品煤配煤质量稳定,减少不合格批次,避免质量纠纷,泊江海子选煤厂利用现有的工艺系统,优化配煤过程,探索出三级配煤方案,将煤质互补,保证配煤煤质均匀。针对配煤过程中存在的不足,在现有措施的基础上,建议引入SCL-2000型在线测灰仪,能快速动态监测煤流灰分,实现自动、精准的在线检测,实时指导配煤,保证商品煤配煤质量稳定。
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泊江海子选煤厂隶属于内蒙古银宏能源开发有限责任公司，位于内蒙古自治区东胜区泊江海子镇境内泊江海子矿工业广场内。类型为矿井型选煤厂，设计规模与矿井配套，选煤厂设计能力为10.0Mt/a。泊江海子矿矿区内煤为不黏煤及长焰煤，是良好的民用及动力用煤，适用于火力发电等。
泊江海子选煤厂设计有2座3万t的原煤仓与4座3万t的产品仓。矿井原煤运往筛分破碎车间的原煤经200mm分级筛干法分级后，筛上+200mm经手选带式输送机人工拣杂后破碎到200mm以下，筛下-200mm原煤经13mm分级筛干法分级，筛上+13mm块煤与破碎后的-200mm一起作为块煤进入块煤仓储存;筛下-13mm作为末原煤，既可实现进入末原煤仓储存，也可以实现进入产品仓，作为动力配煤外销。原煤洗选后，精煤进入产品仓储存。
泊江海子选煤厂采用的洗选工艺为块煤重介浅槽，末煤有压两产品重介旋流器，粗煤泥采用浓缩分级旋流器回收，煤泥水采用两段浓缩后压滤回收。根据原煤煤质，采用块煤全部入洗，末煤不入洗或部分入洗的洗选工艺。选煤厂发挥配煤工艺方面的优势，将洗选后的精煤与末原煤进行合理的配比，可以生产多种质量的产品，结合市场需求，现主要生产发热量为4200kcal/kg、4500kcal/kg和4800kcal/kg的商品煤。
1、原煤煤质变化
泊江海子矿原煤煤质呈现周期性的有规律的变化趋势，在单独一个采煤面的周期内，随着采煤面的推进，煤层逐渐变薄，煤质逐渐变差，原煤的发热量呈逐步降低的趋势。如2019年开采113106工作面，2019年1月至7月随着采煤面的推进，原煤发热量从4721kcal/kg降至3684kcal/kg，降幅达1037kcal/kg。到8月份新增加开采工作面，两个采煤面进行配采，使得原煤煤质提升。2019年原煤质量具体变化数据见表1。
表12019年泊江海子矿原煤质量变化情况
原煤煤质不稳定给选煤厂洗选带来很大的困难，对商品煤的质量稳定更是一个挑战，因此做好选煤厂配煤基础数据统计工作，优化配煤工艺是保证商品煤质量稳定合格的关键。
2、配煤系统介绍
泊江海子选煤厂有2个3万t的原煤仓，分别是块原煤仓和末原煤仓，4个3万t的产品仓，分别为产品A、产品B、产品C、产品D。块原煤经过主洗系统洗选后，通过产品带式输送机进入产品仓;末原煤可以与块原煤一样，经过主洗系统洗选后，通过产品带式输送机进入产品仓;也可以不进行洗选，直接与洗选后的精煤按照不同比例掺配后进行销售。具体配煤系统流程如图1所示[1,2,3,4,5,6,7,8]。
块原煤进入块原煤仓后，通过原煤仓下2041带式输送机进入主洗系统进行洗选。末原煤可以直接进入末原煤仓，也可以通过原煤仓上7003带式输送机进入产品B和C仓。末原煤进入原煤仓后，可以通过原煤仓下2040带式输送机直接进入主洗系统进行洗选，也可以通过7089带式输送机转载至7002精煤带式输送机，与洗精煤按一定比例配煤后进入产品仓;末原煤还可以通过原煤仓下带式输送机2040反转经7004带式输送机转载产品仓下7072带式输送机上直接进行配煤，最后进入装车站进行销售。
块原煤经主洗系统洗选后，通过7001和7002洗精煤带式输送机进入产品仓，然后通过产品仓下带式输送机7072和7073，在8019带式输送机上按比例配煤后，经快速装车站进行装车销售。
图1泊江海子选煤厂配煤系统流程图
3、均质化配煤方案
利用泊江海子选煤厂系统灵活的特点，根据不同的生产情况，一般通过三种配煤方案即三级参配，实现煤质均质化的要求。现就三级参配具体方案分别进行介绍。
3.1 方案一:仓前配煤(一级参配)
该方案是通过末原煤与洗选后的精煤进行仓前配煤，达到煤质均质化的目的，具体流程为:块原煤经过主洗系统洗选后，精煤通过带式输送机7001和7002进入产品仓A仓或D仓，末原煤经筛分车间分级后进入末原煤仓，通过原煤仓下带式输送机2041，经7089带式输送机转载进入精煤带式输送机7002，与7002带式输送机的精煤参配后一起进入产品仓A仓或D仓。根据末原煤发热量不同，通过7089和7002带式输送机上的皮带秤数据，控制末原煤仓下给煤机的带煤量，按照不同的比例参配出满足市场需求的商品煤。
该方案特点是末原煤与精煤先在带式输送机上混合后再进入产品仓，使得仓内混煤煤质比较均匀，且在装车时可以单仓直接装车，不用再进行配比，保证装车效率。
3.2 方案二:仓上转载(二级参配)
该方案是将末原煤不进末原煤仓直接转载至产品仓上，单独进产品存放，装车时再进行仓下配比，具体流程为:末原煤经2209运至原煤仓上后，经2007刮板和7003带式输送机直接转载至产品仓上，经7007带式输送机进入产品B仓或C仓，洗选精煤直接进A仓或D仓。装车销售时再将A仓或D仓的精煤与B仓或C仓的末原煤分别在仓下7072和7073带式输送机上配比，在8019带式输送机上混合后装车。根据末原煤发热量不同，通过8019和7072带式输送机上的皮带秤数据，计算控制精煤与末原煤的比例，配出满足市场需求的商品煤。
该方案特点是末原煤与精煤分别进入产品仓存放，在装车时根据商品煤煤质要求进行配比，配煤质量方便调整具有一定的灵活性。
3.3 方案三:仓下配煤(三级参配)
该方案是将末原煤从末原煤仓下转载至产品仓下，与洗选精煤配比装车，具体流程为:末原煤经仓下2040带式输送机及7004带式输送机转载至产品仓下7072带式输送机上，与产品仓下7073带式输送机上的精煤在8019带式输送机上混合后装车。根据末原煤发热量不同，通过8019和7072带式输送机上的皮带秤数据，计算控制精煤与末原煤的比例，完成配煤过程。
该方案作为方案一和方案二的补充辅助配煤方案，在末原煤不入洗或少量入洗的情况下，将末原煤直接从原煤仓下转载至产品仓下进行配煤装车，简化了配煤流程。
3.4 配煤方案的应用
泊江海子选煤厂实际生产过程中，不同的原煤煤质情况下采用的生产工艺及配煤方案均有所不同。在煤质较好时，采用块原煤全部入洗，末原煤不入洗的生产工艺。为了保证商品煤产率，通过调整筛分工艺来提高末原煤比例从而降低入洗量。在这种情况下，末原煤量大且洗精煤量小，因此将产品A仓存放洗精煤，产品B、C、D三个仓用来存放末原煤，装车配煤销售时，配煤方案二为主方案三为辅的方式进行。
在原煤煤质一般时，采用块原煤全部入洗，末原煤少量入洗的生产工艺。将洗后精煤通过配煤方案一直接掺配成符合用户要求的商品煤存放于产品D仓，剩余洗精煤存于产品A仓，其余末原煤存于产品B、C仓，装车配煤销售时，直接单独销售D仓产品，或根据市场需求采用方案二掺配其他煤质产品销售。
在原煤煤质相对较差时，采用块原煤全部入洗，末原煤部分入洗的生产工艺。由于洗后块精煤与末精煤发热量不同将其分别存于产品A仓和D仓，C仓依然存放末原煤，B仓视末原煤量的情况存放末原煤或掺配好的商品煤。装车配煤销售时，直接单独销售D仓产品，或根据市场需求采用方案二掺配其他煤质产品销售。
4、配煤过程中的不足
泊江海子选煤厂单个煤仓容量为3万t，直径为30m，这种大直径煤仓在进仓、放仓时极易偏仓造成煤仓中不同煤质的煤层错位混乱，且在人工测量仓位数据时偏差大，主要表现为在仓位没有变动情况下不同员工测出的仓位可能出现一两千吨的偏差，这些是导致出现装车煤质不合格批次的主要原因。在日常生产过程中为了减少此类情况，采取的措施是原煤进仓时尽量安排不同煤质分别进入不同的煤仓储存，相同煤质保证进入同一煤仓，使单一煤仓存煤尽量单一均质;装车时进行循环放仓，每次装车保证所有给煤机都运转一遍，尽量保证每一台给煤机放出的煤量相差不多，使煤仓仓位均匀下降，避免煤仓放煤偏仓，仓内煤质混乱。而在装车带式输送机安装煤质在线检测设备，可以更有效防止因偏仓导致配煤不合格的情况。
目前在原煤进仓过程中缺乏必要的煤质在线检测设备设施，只能根据人工化验数据推算煤仓各煤层的吨位和灰分，由于矿井煤质波动较大，推算数据存在一定的偏差。而在装车配煤时又根据推算数据计算配煤比例，容易出现单批次装车煤质不合格的情况，影响商品煤的稳定性。尤其是放仓到仓内煤质变化的结合面处时，更容易出现单批次装车煤质不合格的情况。
在线测灰仪目前普遍应用于商品煤装车系统里，对于装车稳定率，保证商品煤质量方面作用非常明显，在线灰分测量的基本原理是双能量γ射线穿透法[9]，利用双光子源镅-241和铯-137释放出两组不同能量的γ射线，由于煤和灰分对两组γ射线的吸收系数不同，所以透过输送带及物料后两组γ射线的剩余量不同。仪器记录无物料时的γ射线数量，并将其转变成电信号，计算机根据这些数据的变化就可以计算出煤的灰分值[10,11,12]。SCL-2000型灰分测定仪将成熟的核子射线技术及先进的计算机技术有机地、智慧地结合在一起，采用国际流行的集成线路器件，辅以直观、生动的软件界面，实现了煤灰分在线测量，显示出前所未有的快速、准确、便捷等特点[13,14]。该灰分仪的精度误差:灰分在15%以下时误差在±0.3%之内;灰分在15%～30%时误差在±0.8%之内;灰分在30%以上时误差在±1.5%之内。可以快速动态监测煤流灰分，实现自动、精准的在线检测，实时指导配煤[15]。因此，在装车输送带上安装SCL-2000型在线测灰仪可以在装车过程中实时准确的对装车煤质进行检测[16]，更及时准确地指导装车配煤，保证商品煤煤质稳定。
5、结语
相似的配煤结果，可以有多种多样配煤方案，泊江海子选煤厂充分利用配煤工艺系统，在不同原煤煤质条件下的，不断优化配煤方案，实现均质化配煤，适应了煤炭市场的各个时期，为企业带来巨大的经济效益。但是在配煤过程中也存在一些问题，如果泊江海子选煤厂能够在装车输送带上引入SCL-2000型在线测灰仪，进行实时动态监测煤流灰分指导配煤，则可以促进其配煤工作进一步提升，保证商品煤配煤质量稳定。
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2025-07-07我要评论
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2020-11-23
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