我国洁净煤技术发展现状.docx
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我国洁净煤技术发展现状
1总论
1.1选煤厂类型、厂型及厂址
贵州盘县松河煤矿隶属于攀峰煤业公司，现拟建设一座年产4.0Mt的矿井型选煤厂，主要洗选松河煤矿1、2号矿井所产原煤，产量分别占总产量的40%和60%。
1.2工作制度
选煤厂实际生产时间为每年330天，每天生产16小时，两班生产，一班检修。
1.3矿区及厂址概况
盘县位于贵州省西部，六盘水市西南部，是贵州的西大门，地处贵州通往云南的
的交通要道，素有“黔滇咽喉”之称。
全境南北长107公里，东西宽66公里。
盘县在
北纬25°19′36″-26°17′36″，东经104°17′46″-104°57′46″之间。
东邻普安，南接兴义，西连云南省富源、宣威，北临水城。
盘县目前重点城镇基础设施不断完善，交通建设强力突破，镇胜高速公路、英柏一期、红威、柏火、大响等二级公路和一批通乡、通村公路相继建成通车，水盘高速公路开工建设，公路通车总里程达5601.8公里，其中高等级、二级公路通车里程分别达120公里、248.8公里，交通条件大幅改善，为煤炭产品的外运提供了有利条件。
煤钢电一体化工业基地、红果循环经济型煤焦化、盘南煤化工、盘南电厂240万千瓦机组、120万吨产能的三合水泥厂、坡上草原风力发电和首黔新工艺新材料循环经济工业示范基地等一批结构调整和产业升级重大项目相继建成或开工，这大大刺激了煤炭的需求量。
煤电产业作为当地的支柱产业，拥有较好的发展机遇。
1.4原料煤矿井概况
1.4.1交通位置
松河矿井位于贵州省六盘水市盘县北部的北土城向斜北翼中段，水柏铁路由北向南从井田西部穿过，并在矿井工业场地附近设有松河站，经盘西支线、威红支线连接贵阳、昆明、南宁、广州、防城等地，另有G320国道及两（河）水（城）公路（S217）分别从井田东部和西部通过，运输便捷。
1.4.2地形地貌
本区为构造剥蚀山地地貌。
纵观井田，山岭走向与地层走向一致，最高点位于井田中部海子坝大山，标高+2301.66m，海子坝大山至上德乌一线为分水岭，由分水岭向井田东西两端地势降低，最低点在淤泥河河床，标高+1629.23m。
横观井田，北部峨眉山玄武岩形成单面山构造缓坡，煤系地层剥蚀成为宽缓而不对称的槽谷。
南部飞仙关组、永宁镇组第一段地层向北山峻陡坡，向南形成单面山剥蚀坡。
1.4.3水系
井田内地表水系不甚发育，主要由沟谷小溪汇合而成的小河，均属雨源型河流，具有山区河流暴涨暴落的特点。
区内主要有松河及淤泥河，经拖长江、乌都河汇入北盘江，属珠江流域北盘江水系。
松河流经矿井工业场地西侧，最大流量15.029m3/s,最小流量0.058m3/s；淤泥河位于井田东端，最大流量68.10m3/s，最小流量0.1193m3/s。
1.4.4气象
本区气候温和、雨量充沛，属亚热带高原季风气候。
年最高气温为六、七、八月份，最低气温为十二、一、二月份；年平均气温14.2℃，冬季（一月）最低气温-7.9℃，夏季（七月）最高气温37℃，历年平均日照1598.8h，日照率为36%。
年最大降雨量在六、七、八月份，最小在十一、十二、一、二月份。
年平均降雨量1399.3mm,月最大降雨量449.4mm，月最小降雨量3.2mm，年平均蒸发量1492.32mm。
风速平均1.5m/s,以东北风和西南风为主，年平均冻期36天。
另外，盘县气象站标高为+1527.1m，低于松河矿井工业场地标高+1693.2m，而本地的气候条件随高程的增加和地形不同有明显的变化。
1.4.5地震情况
根据国家建设部、质量监督检验检疫总局2001年7月20日联合发布的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A-我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的规定，本地区地震基本烈度为六度。
1.4.6工程地质概况
本区地形具山地地貌，地层呈单斜构造。
地表二叠系煤系地层，三叠系地层至第四系冲积层均有出露，因此，工程地质条件各不相同，其表现为：
（1）岩溶发育问题。
区内地貌属构造剥蚀、侵蚀山地岩溶高山地貌，岩溶凹地漏斗、溶洞均有发育。
（2）淤泥软土问题。
在沟谷地带、山脚洼地，均有水流冲积物及沉积物，其表面为粘土覆盖，而其下为沉积淤泥和软塑土，具有压缩性高，透水性好，强度较低等特点。
（3）开采引起的滑坡、崩塌问题。
区内原开采小煤窑较多，由于受其采动影响，加上在斜坡地带受构造格局制约，在重力作用和采动影响下，滑坡和崩塌现象较多。
1.4.7煤质特征
井田内煤的变质程度从上到下、从西到东逐渐增高。
井田内共计焦煤、肥煤、瘦煤三种。
获得的工业资源储量中，焦煤占87.5%，肥煤占3.3%，瘦煤占9.2%。
（1）硫分各煤层原煤硫分钻孔样平均值为0.19%-4.73%，总体来看，原煤硫分呈现上下煤层高中间煤层低的规律，煤中硫的存在形态：
特低硫、低硫煤以有机硫为主，中硫、高硫煤以黄铁矿硫为主。
（2）灰分各煤层原煤灰分钻孔样平均值为17.41%-30.20%，总体来看，沿垂深方向，各煤层原煤灰分呈现上、下高，中间低的规律。
（3）磷分各煤层原煤钻孔样平均值为0.0035%-0.0224%，各煤层均为低磷和特低磷煤。
（4）发热量各煤层原煤钻孔样平均值为34.91%MJ/kg-36.20MJ/kg，精煤为35.87%MJ/kg-36.63MJ/kg.各煤层均属高热值煤。
（5）挥发分各煤层精煤挥发分钻孔样平均值为17.19%-26.06%，挥发分从上到下逐渐减小，其变化规律与煤种的渐变规律基本相符。
（6）煤的可选性在δp=1.4时，各煤层均为极难选；δp=1.5时，除15号煤为难选，其余均为中等可选；δp=1.6时，各煤层均为易选；δp=1.7时，各煤层及入选原煤均为易选及极易选。
当理论精煤灰分为12.5%时，各煤层均为易选及极易选；当理论精煤灰分为11.0%时，各煤层均为中等可选及难选；当理论精煤灰分为10.0%时，各煤层均为极难选。
本矿生产灰分在10%左右的洗精煤，分选比重一般在1.4左右，各可采煤层的可选性均为极难选。
主要可采煤层精煤为优质炼焦用煤，中煤可作为动力煤。
1.5选煤工艺
经方案比较后，最终选定的流程为：
50-1mm用无压三产品旋流器混合入选，1-0.5mm用TBS分选，煤泥浮选联合工艺。
具体流程如下：
两矿井来煤进入准备车间，经50mm预先筛分，+50mm入手选皮带，手工选矸后，进入破碎机，破碎机出料与预先筛分筛下混合进入主厂房。
原煤经刮板分配，进入脱泥筛，脱泥筛下进入原生煤泥桶，筛上进入无压三产品旋流器分选，选出精煤、中煤、矸石三种产品，其中精煤和中煤脱介后经25m分级，-25mm物料进入离心机脱水后与筛上精煤或中煤混合。
原生煤泥和精煤磁尾经分级旋流器分级，旋流器溢流进浮选，浮选精煤经加压过滤机脱水，脱水后与水洗精煤混合。
浮选尾煤进入浓缩机，底流经加压过滤机压滤，作为尾煤产品。
分级旋流器底流进入TBS分选机，TBS溢流经振动弧形筛预先脱水，筛上进煤泥离心机脱水后作为精煤与水洗精煤混合后运出厂外。
TBS底流和中矸磁尾经振动弧形筛预先脱水后进入中煤离心机，脱水后作为中煤运出厂外。
1.6产品品种和用途
该选煤厂为炼焦用煤的矿井型选煤厂，主要出精煤、中煤和矸石三种产品。
精煤作为炼焦用煤出售给焦化厂，中煤作为动力煤出售给电厂，煤泥主要作为民用煤出售给当地居民，矸石可作为当地砖厂烧砖用的原料。
1.7供水、供电
1.7.1供水
经现场调查了解和贵州省煤田地质勘探公司159队1982年12月提交的《盘县矿区松河井田精查补充勘察地质报告》及水文地质地形图资料，该矿井范围内水系不甚发育，主要水源有：
（1）松河、淤泥河
松河、淤泥河属珠江流域，北盘江水系。
松河流经矿井工业场地西侧，枯季流量为0.058m3/s，淤泥河位于该井田东端，枯季流量为0.1193m3/s，松河、淤泥河除枯季流量较小外，上游大型厂矿企业较多，水质污染较严重。
处理后，可作为该矿井选煤厂生产用水补充水源。
（2）娃都水库
娃都水库位于该矿井工业场地副斜井井口西北面水平距离约2.82km，距矿井生活区水平距离约1.40km。
库容量52万立方米，现已不再作为灌溉用水，在征得地方政府主管部门的同意后，可作为该矿井生产、生活消防用水水源。
可向矿井工业场地及生活区自流供水。
（3）井下水
根据地质报告，该矿井下正常涌水量为480m3/h，最大涌水量为1086m3/h，经混凝沉淀消毒处理后，可作为该矿井选煤厂、瓦斯抽放站生产用水及井下消防洒水。
综上所述，本矿井的水源是有保障的。
1.7.2供电
松河矿井地处贵州省盘县北部，贵州西部电网覆盖该地区，盘县的主要电源点是盘县电厂和红果220KV变电站，本区电网系统合理，供电电源可靠，能够为松河矿井提供可靠的供电电源。
1.8选煤厂主要技术经济指标
选煤厂主要技术经济指标见表1.8-1
表1.8-1选煤厂主要技术指标
序号
指标名称
单位
指标
备注
1
选煤厂类型
矿井型
2
处理能力
（1）年处理能力
万t
400
（2）日处理能力
t
12121.2
（3）小时处理能力
t
757.6
3
设计工作制度
（1）年工作天数
d
330
两班生产
一班检修
（2）日工作小时
h
16
4
原煤质量
牌号
焦煤
灰分
％
14.57
5
原煤的可选性
极难选
6
选煤方法
重介-粗煤泥-浮选联合工艺
7
选后产品质量（灰分/水分）
（1）精煤
％
9.12/10.91
（2）中煤
％
31.58/7.00
（3）矸石
％
73.68/27.00
（4）煤泥
％
30.22/25.00
8
选后产品产率
（1）精煤
％
83.23
（2）中煤
％
8.19
（3）矸石
％
4.44
（4）煤泥
％
4.14
9
选后产品年产量
（1）精煤
万t
332.9
（2）中煤
万t
32.8
（3）矸石
万t
16.6
（4）煤泥
万t
17.7
10
全厂在籍人数
人
173
其中：
生产工人
156
续表1.8-1选煤厂主要技术指标
序号
指标名称
单位
指标
备注
11
劳动生产率
（1）全员效率
t/工
100
（2）生产工效率
t/工
105.4
12
吨煤用水量
（1）清水
m3/t
0.144
（2）循环水
m3/t
2.28
13
吨煤电耗
kw.h
7.55
14
重介系统吨煤介耗
Kg/t
0.95
15
建设项目静态总投资
万元
21342.7
其中：
土建工程
万元
15534.9
设备购置
万元
2913.5
安装工程
万元
435.6
其他费用
万元
1250.6
工程预备费
万元
1208.1
16
吨原煤基建投资
元
53.4
17
吨原煤加工费
元
24.8
18
选后产品单位成本
（1）精煤
元/t
682.42
（2）中煤
元/t
270.38
（3）矸石
元/t
2.58
（4）煤泥
元/t
103.40
19
年平均税后利润
万元/年
148933.3
20
静态投资回收期
年
0.14
2选煤工艺
2.1煤质资料分析及可选性研究
建一座现代化煤炭洗选厂，对煤质进行分析和评述就是对煤进行“号脉诊断”。
设计就是依靠入洗原煤基础资料。
进行透彻煤质分析，把握准确原煤特性，设计出适合于入选原煤的实际特性工艺流程，为选煤厂洗选加工创造出更大的经济利益。
众所周知，由于成煤环境和成煤条件不同，形成了煤炭赋存状况方面的差异。
因而不同煤田、不同矿区的煤质千差万别，有时候即便同属一块煤田，但在不同的井田，甚至不同的采区，不同的层位，其煤质的变化和区别也非常大。
如何将被选原煤的“脉”号准，是搞好选煤工艺设计必须重视的基础问题。
所以，建设现代化选煤厂，至关重要的问题是选煤工艺设计必须符合不同矿区的不同煤质特性。
为了进一步了解煤的内在性质，以制定合理的选煤工艺流程，下面将原煤资料进行如下分析：
2.1.1煤质资料的审查及分析
一、资料可靠性分析
对原煤资料的分析，首先要特别重视煤质资料的代表性。
用不具代表性或代表性差的筛分、浮沉资料提供设计，是对设计的误导，后果是严重的。
因此，对煤质资料的代表性问题应该引起高度重视。
现将原煤资料可靠性分析如下：
1、原煤矿样是该厂设计入洗的松河煤矿1号、2号矿井建井煤质资料，没有用相邻矿井和其他地质资料作代资料，故该矿样具有高度的代表性。
2、该矿样是经过采样、试验、制样、化验、计算等工序完成的，各工序都可能产生误差。
如果误差超过一定限度，不仅影响资料的准确性和可靠性，甚至判定该资料不能使用，所以筛分、浮沉试验都要按国家标准GB/T477-1998《煤炭筛分试验方法》、GB478-87《煤炭浮沉试验方法》和行业标准MT-93《煤粉筛分试验方法》、MT57-93《煤粉浮沉试验方法》进行审查。
（1）、试验过程中试样重量损失的审查：
对筛分或浮沉试验资料，试验前后煤样的重量的差值比不得超过2%。
即
=（煤样总质量－毛煤质量）/煤样总质量；
（2）、试验结果的灰分差值：
筛分试验前总样灰分与试验后各粒级产物灰分的加权平均值的差值，以及浮沉试验前煤样灰分与试验后各密度级产物灰分的加权平均值的差值，按其灰分不同、粒度不同有不同的规定。
（3）、筛分试验的审查：
对于筛分试验，煤样灰分<20%，相对差值不超过10%；煤样灰分≥20%，绝对差值不超过2%。
Δ2=（筛分试验前总样灰分－试验后各粒级产物灰分的加权平均值）/筛分试验前总样灰分；
（4）、浮沉资料的审查：
对于浮沉资料，粒度大于或等于25mm时，煤样灰分<20%，相对差值不超过10%；煤样灰分≥20%，绝对差值不超过2%；最大粒度小于25mm时，煤样灰分<15%，相对差值不超过10%；煤样灰分≥15%，绝对差值不超过1.5%。
经审查，所用的数据资料真实有效，可以作为选煤厂设计的依据，下面将对两个煤样的筛分浮沉数据进行分析综合，以此作为后续分析计算和数据处理的依据。
二、煤质分析
为了采用合理正确的工艺方法，将煤质资料的数据规律和分析内容与选煤方法的选择、工艺环节的设置、流程的制定、甚至与产品的定向定位结合起来，为下一步工艺设计做基础，现将煤质特征分析如下：
1、1号井筛分表
表2.1-11号井筛分表
筛分试验表
粒级（mm）
各级产率
重量（g）
数量（%）
灰分（%）
>50
976000.00
17.93
19.68
50-25
455200.00
8.36
19.40
25-13
682400.00
12.54
20.24
13-6
731200.00
13.44
17.79
6-3
568000.00
10.44
17.08
3-0.5
1064000.00
19.55
14.62
0.5-0
965600.00
17.74
17.40
50-0合计
4466400.00
82.07
17.40
合计
5442400.00
100.00
17.81
通过对大样资料的分析，从表2.1-1中可以看出：
（1）从表2.1-1中可以知道其硫分和灰分，根据《选煤工艺设计与管理》P40表
3-1可知，此煤灰分为17.81%，属于低中灰煤。
（2）矸石、夹矸项未列出，说明矸石、夹矸量极少，无需考虑预先排矸和分选上限。
（3）原煤主导粒级3-0.5mm，占原煤总样的19.55%。
各粒级灰分与原煤灰分相近，说明煤质较均匀。
（4）原生煤泥（-0.5mm粒级）的灰分大于相邻粒度级的灰分，由此可以初步判定矸石存在一定的泥化现象。
（5）煤泥含量占全样的17.74%，煤泥含量较大，对煤泥水系统要求较高。
（6）25-0.5mm粒级，随着粒度减小，灰分减小，说明煤较脆，且有一定的破碎现象
（7）13mm-0.5mm粒级含量占全样43.46%，末煤含量较大，应注意其水分的控制，并且介耗可能会增加。
2、2号井筛分表
表2.1-22号井筛分表
粒级
（mm）
产品名称
各级产率
重量（Kg）
数量（%）
灰分（%）
>100
煤
346.00
3.49
11.18
夹矸煤
硫化铁
矸石
小计
100-50
煤
1649.80
16.65
11.90
夹矸煤
硫化铁
矸石
小计
>50
1995.80
20.14
11.78
50-25
煤
822.60
8.30
12.41
25-13
煤
1111.00
11.21
14.27
13-6
煤
1489.60
15.03
14.01
6-3
煤
1095.10
11.05
13.84
3-0.5
煤
1722.40
17.38
11.90
0.5-0
煤
1672.50
16.88
10.14
50-0合计
7913.20
79.86
12.58
毛煤总计
9909.00
100.00
12.4175
通过对大样资料的分析，从表2.1-2中可以看出：
（1）、该煤样灰分Ad（%）=12.42，属于低中灰煤。
（2）、矸石、夹矸项未列出，说明矸石、夹矸量极少，无需考虑预先排矸和分选上限。
（3）原煤主导粒级3-0.5mm，占原煤总样的17.38%。
各粒级灰分与原煤灰分相近，说明煤质较均匀。
（4）25-0.5mm粒级灰分随着粒度减小而减小，包括-0.5mm粒级灰分也低，说明煤质脆易碎。
（5）煤泥含量占全样的16.83%，煤泥含量较大，对煤泥水系统要求较高。
（6）13mm-0.5mm粒级含量占全样43.46%，末煤含量较大，应注意其水分的控制，并且介耗可能会增加。
3、1、2号井原煤浮沉资料分析
1号井原煤自然级浮沉资料见表2.1-3，2号井原煤自然级浮沉资料见表2.1-4，1号井原煤破碎级浮沉资料见表2.1-5，2号井原煤破碎级浮沉资料见表2.1-6，
表2.1-31号井原煤自然级浮沉表
密度级（g/cm3）
50-25（mm）
25-13（mm）
13-6（mm）
6-3（mm）
3-0.5（mm）
50-0.5（mm）
占本级（%）
占全样（%）
灰分（%）
占本级（%）
占全样（%）
灰分（%）
占本级（%）
占全样（%）
灰分（%）
占本级（%）
占全样（%）
灰分（%）
占本级（%）
占全样（%）
灰分（%）
占本级（%）
占全样（%）
灰分（%）
<1.3
5.10
0.17
6.81
5.11
0.26
7.21
13.27
0.70
6.75
13.47
0.55
4.92
16.90
1.29
5.90
11.72
2.98
6.08
1.3-1.4
65.99
2.19
10.25
65.54
3.28
10.53
67.40
3.58
11.46
63.86
2.62
10.64
63.12
4.83
9.90
64.99
16.51
10.53
1.4-1.5
9.35
0.31
18.74
10.84
0.54
20.01
6.54
0.35
21.87
7.30
0.30
22.10
7.89
0.60
19.34
8.29
2.10
20.23
1.5-1.6
4.25
0.14
26.07
3.27
0.16
27.31
3.56
0.19
30.88
4.04
0.17
30.54
3.38
0.26
28.32
3.62
0.92
28.72
1.6-1.7
1.70
0.06
32.30
1.64
0.08
35.10
1.63
0.09
37.36
2.02
0.08
38.65
1.57
0.12
33.64
1.69
0.43
35.47
1.7-1.8
1.87
0.06
44.87
1.13
0.06
45.51
1.25
0.07
44.74
1.35
0.06
44.17
1.50
0.11
40.40
1.40
0.36
43.39
>1.8
11.74
0.39
74.27
12.47
0.62
74.86
6.35
0.34
73.26
7.96
0.33
72.50
5.64
0.43
70.46
8.31
2.11
73.23
合计
100.00
3.32
20.08
100.00
5.01
20.76
100.00
5.31
16.97
100.00
4.11
17.45
100.00
7.66
14.84
100.00
25.40
17.56
煤泥
0.84
0.03
26.53
0.10
0.01
22.44
1.23
0.07
28.25
1.66
0.07
27.61
2.08
0.16
20.88
1.29
0.33
24.26
总计
100.00
3.35
20.13
100.00
5.02
20.76
100.00
5.37
17.11
100.00
4.17
17.62
100.00
7.82
14.96
100.00
25.73
17.64
从表2.1-3可知：
（1）、原煤整体灰分属中低灰，带煤泥后的综合灰分17.64%；
（2）、50~0.5mm级可以看出该矿的主导密度级为1.30~1.40kg/L，占该矿样的50~0.5m
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