8 第八章 选煤厂技术方案.docx
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8第八章选煤厂技术方案
第八章选煤厂技术方案
第一节总论
一、项目背景
（一）项目名称
本次设计的选煤厂主要入洗红四矿井原煤，选煤厂名称为宁夏宝丰能源集团有限公司红四矿井选煤厂，位于红四矿井工业场地内。
（二）设计编制依据
1．《宁夏银川市红墩子矿区红四井田煤炭资源勘探报告》；
2．宁夏宝丰能源集团有限公司《关于红四煤矿选煤厂可行性研究的委托书》；
3．现场踏勘和调研收集到的资料，以及建设单位提供的其它相关资料；
4．《煤炭洗选工程设计规范》和煤炭工业现行的有关规程、法规。
（三）设计范围
本次选煤厂设计范围包括：
缓冲仓至主厂房带式输送机栈桥、主厂房、主厂房至矸石仓带式输送机栈桥、矸石仓、主厂房至产品仓带式输送机栈桥、压滤车间、压滤车间至煤泥落地点带式输送机栈桥、煤泥落地点、浓缩车间、循环水池及泵房、介质库、浮选药剂库、压风机房、集控化验楼以及供配电、集控、通讯、给排水、采暖通风设施。
二、工程设计概况
（一）煤源及煤质
本次设计的选煤厂主要入洗红四矿井原煤，煤源稳定可靠。
红四煤矿原煤为中等变质的气煤，具有水分低、中灰、高挥发分、中粘结性、低～中高硫、低磷等特点，以中热值煤为主，煤灰熔点较高，为较难磨～中等可磨。
（二）选煤厂建设规模及工作制度
红四矿井选煤厂为矿井型选煤厂，设计能力为2.4Mt/a。
选煤厂工作制度：
330d/a、16h/d。
两班生产、一班检修。
（三）厂址
红四矿井选煤厂是与矿井相配套的矿井型选煤厂，位于矿井工业场地的西南侧，选煤厂与矿井在同一工业场地内。
（四）产品结构
根据红四矿井生产原煤硫分变化，确定产品结构：
1．炼焦配煤（开采2、4煤层，原煤硫分较低时）
精煤：
（50～0mm）：
Ad<11％，Mt<10.5％，St.d<1%
中煤：
灰分Ad<32%，Mt＜10.00％，供电厂
2．化工用煤（开采8、9煤层，原煤硫分较高时）
化工用煤：
Ad<16％，Mt<11％
（五）选煤工艺
经过多方案技术经济比选，最终推荐的选煤方法为：
+50mm动筛跳汰排矸，-50mm采用无压三产品重介旋流器分选，细煤泥浮选。
（六）主要技术经济指标
1．最终产品平衡表（表8-1-1）
2、主要技术经济指标
选煤厂类型：
矿井型选煤厂
选煤厂处理能力：
2.4Mt/a
选煤方法：
+50mm动筛跳汰排矸，-50mm采用无压三产品重介旋流器分选，细煤泥浮选。
原煤牌号：
气煤
三、存在问题及建议
（一）本设计所依据的煤质资料是调整后的邻近矿井的生产大样资料，不能完全代表本矿生产的原煤，建议进行下一步设计时，提供更加详尽、切合实际的煤质资料。
产品平衡表（化工用煤）
表8-1-1
产品名称
数量
质量
r％
t/h
t/d
Mt/a
Ad％
Mt%
化工用煤
离心精煤
47.73
216.96
3471.27
1.14
9.77
8.00
粗精煤
4.49
20.41
326.55
0.11
30.00
16.00
浮选精煤
6.73
30.59
489.45
0.16
11.00
18.00
离心中煤
12.85
58.41
934.55
0.31
29.98
8.00
粗中煤
2.99
13.59
217.45
0.07
45.00
16.00
小计
74.79
339.96
5439.27
1.79
15.98
9.70
煤泥
4.49
20.41
326.55
0.11
53.10
21.00
洗矸石
动筛块矸
3.11
14.14
226.18
0.08
85.39
24.00
重介矸石
17.61
80.04
1280.73
0.42
77.17
8.00
小计
20.72
94.18
1506.91
0.50
78.41
10.40
原煤
100.00
454.55
7272.73
2.40
30.58
8.00
第二节厂区概况
一、位置与交通
红墩子矿区红四井田位于宁夏回族自治区银川市东北部，隶属银川市兴庆区管辖。
井田西南距银川市约30公里，东距内蒙古自治区鄂托克前旗约70公里，西南距临河镇约20公里。
井田主要公路有：
（北）京（西）藏和银（川）青（岛）高速公路从本井田西南经过，在临河设有出站口，陶（乐）横（城）公路从本井田西部穿过，向西45Km可到包兰铁路的银川火车站，向南15Km可到银川河东国际机场。
另外，乡镇与村落间的简易公路、大路与主要公路相连，构成了全区的交通网，交通较为便利。
二、地形与水系
红墩子矿区红四井田位于毛乌素沙漠西南边缘，西低东高，海拔1100～1250米，东部较平坦，植被较多，有少量随季风流动的垄状及新月状砂丘；西部地形高低起伏不定，为典型的红土冲沟地貌，沟壑发育，地形支离破碎。
地表水系不发育，常年地表径流有井田西侧的黄河、及井田南部的兵沟。
三、气象特征
井田属中温带半干旱大陆性季风气候，冬季严寒，夏季酷热，冷热多变，昼夜温差悬殊。
年最高气温36℃、最低气温-21℃。
降雨多集中在7、8、9月份，年降雨量最大为273mm，年蒸发量达2722mm，无霜期短，约在5月中旬至9月低。
风季多集中在春秋两季，最大风力达8级，一般为4～5级，多为北及西北风，春季时有砂尘暴天气。
冻土最大深度121cm。
四、地震情况
井田位于鄂尔多斯盆地西缘吴忠地震活动带的东侧，地震震中集中在黄河沿岸，按照《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》划分，本井田所在地区银川市抗震设防烈度为8度，设计分组为第一组。
设计基本地震加速度值为0.20g。
第三节建设规模、厂址及工作制度
一、建设规模
红四矿井选煤厂设计规模与矿井配套为2.4Mt/a，选煤厂类型属于矿井型选煤厂。
二、厂址
选煤厂厂址位于红四矿井工业广场内。
在场地内布置有主厂房、矸石仓、浓缩车间、介质库等建、构筑物。
三、工作制度
选煤厂设计年处理能力2.4Mt/a。
选煤厂工作制度为年工作330天，每天工作16小时。
服务年限和矿井相同。
选煤厂年处理能力2.4Mt/a；
选煤厂日处理能力7.27Kt/d；
选煤厂小时处理能力454.55t/h。
第四节选煤工艺
一、煤质特征及可选性
（一）煤质特征
1．煤的物理和煤岩特性
各可采煤层的煤均为黑色，条痕为黑色，具有油脂、弱玻璃、沥青光泽，断口多为参差状、贝壳状及阶梯状，偶见眼球状断口。
裂隙发育且充填有方解石或黄铁矿。
条带状结构，层状构造。
煤中常见黄铁矿薄膜及黄铁矿结核。
各可采煤层真密度平均为1.52～1.57g/cm3，视密度平均为1.42～1.46g/cm3。
煤多为块状，部分为粉沫状。
2．煤的化学性质和工艺性能
（1）灰分
本井田原煤灰分（Ad）为4.23～49.04%，各可采煤层平均为19.88～27.72%，属中灰煤煤层（据GB/T15224.1-2004标准）。
浮煤灰分为2.88～29.21%，各可采煤层平均为7.16～10.96％。
垂向上，可采煤层灰分平均含量变化不大。
水平方向上，本井田大部分区域为中灰煤，局部为高灰煤。
（2）水分
本井田原煤空气干燥基水分（Mad）为0.62～3.86%，各可采煤层平均为1.30～1.78%。
浮煤空气干燥基水分为0.67～3.65%，各可采煤层平均为1.36～1.79%。
在垂向上，2、4、5-1、5-2煤层水分含量较高，8、9-1、9-2、10煤层水分含量较低。
水平方向上，本井田绝大部分区域水分为＞1.00～＜2.00%
（3）硫
本井田原煤全硫（St,d）含量为0.22～6.77%，各可采煤层平均为0.86～2.88%，属低～中～中高硫煤层（据GB/T1552244.2-2004标准）。
浮煤全硫含量为0.26～4.72%，各可采煤层平均为0.80～2.67%，见表8-4-1。
垂向上，2、4煤层硫分含量较低，为低硫煤层；5-1、5-2煤层硫分含量居中，为中硫煤层；8、9-1、9-2、10煤层硫分含量较高，为中高硫煤层。
水平方向上，2、4煤层大部分区域为低硫煤和特低硫煤，零星分布中硫和中高硫煤；5-1、5-2煤层大部分区域为低硫煤，局部为中硫煤和特低硫煤，零星分布中高硫煤；9-1、9-2、9-3、10、11煤层大部分区域为中硫煤和中高硫煤，局部为高硫煤，零星分布低硫煤。
（4）磷
原煤磷分含量为0.001～0.169%，各可采煤层平均为0.021～0.038%，属低磷煤层。
浮煤磷分含量为0.001～0.202%，各可采煤层平均为0.020～0.034%，见表8-4-2。
垂向上，8、9-1、9-2煤层磷含量较低,平均为0.021～0.027%，2、4、5-1、5-2、10煤层磷含量较高。
平均为0.030～0.038%。
水平方向上，本井田大部分区域为低磷煤，局部为特低磷煤，少量零星分布中磷分煤。
（5）发热量
原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为13.99～37.18MJ/kg，各可采煤层平均为22.84～26.11MJ/kg，属中～高热值煤层（据GB/T15224.3-2004标准）。
各可采煤层原煤干燥基低位发热量（Qnet,d）平均为22.28～25.18MJ/kg，见表8-4-3。
垂向上，9-1、9-2煤层为高发热量煤，其它可采煤层为中发热量煤。
水平方向上，本井田大部分区域为中热值煤，局部为高热值煤，零星分布低热值或特高热值煤。
各可采煤层全硫及各种硫特征表
表8-4-1
煤层号
原煤（%）
浮煤（%）
脱
硫
率
（%）
原煤
分级
全硫
St,d
各种硫
全硫
St,d
各种硫
硫酸盐硫Ss,d
硫化铁硫Sp,d
有机硫So,d
硫酸盐硫Ss,d
硫化铁硫Sp,d
有机硫So,d
2
0.25～3.30
0.01～0.10
0.03～2.46
0.11～2.06
0.35～2.80
0.00～0.04
0.01～1.23
0.31～2.47
6.98
低硫
煤
0.86（36）
0.02（35）
0.45（35）
0.4（35）
0.8（35）
0.01（33）
0.18（33）
0.63（33）
4
0.34～3.58
0.01～0.09
0.03～2.22
0.07～1.27
0.39～2.61
0.01～0.03
0.01～0.71
0.12～2.20
6.74
低硫
煤
0.89（39）
0.02（37）
0.47（37）
0.42（37）
0.83（39）
0.01（34）
0.20（36）
0.66（36）
5-1
0.22～2.77
0.01～0.08
0.03～2.11
0.18～2.14
0.35～2.37
0.01～0.03
0.02～0.38
0.30～2.22
3.09
中硫
煤
0.97（17）
0.02（16）
0.41（16）
0.56（16）
0.94（17）
0.01（15）
0.11（15）
0.86（15）
5-2
0.37～3.56
0.01～0.07
0.01～1.55
0.07～2.69
0.43～3.72
0.00～0.04
0.01～1.31
0.38～3.52
-0.90
中硫
煤
1.11（47）
0.02（44）
0.52（43）
0.58（44）
1.12（47）
0.01（43）
0.22（43）
0.96（43）
8
0.31～6.77
0.00～0.39
0.06～6.54
0.07～3.63
0.26～4.37
0.00～0.06
0.02～2.22
0.21～3.91
17.98
高中
硫煤
2.28（46）
0.04（49）
1.26（46）
0.96（50）
1.87（50）
0.01（50）
0.48（50）
1.37（50）
9-1
0.60～5.26
0.00～0.28
0.03～3.89
0.03～3.26
0.54～4.47
0.00～0.16
0.01～2.77
0.16～4.16
7.29
高中
硫煤
2.88（49）
0.03（49）
1.14（49）
1.74（48）
2.67（49）
0.02（48）
0.37（48）
2.26（48）
9-2
0.54～4.87
0.00～0.33
0.02～3.32
0.03～4.19
0.57～4.72
0.00～0.18
0.01～3.03
0.04～4.42
6.36
高中
硫煤
2.83（53）
0.03（53）
1.14（52）
1.62（53）
2.65（54）
0.02（52）
0.43（52）
2.18（52）
10
0.71～4.57
0.01～0.13
0.07～3.95
0.09～2.59
0.43～4.61
0.00～0.03
0.01～3.15
0.16～4.07
13.85
高中
硫煤
2.31（36）
0.02（36）
1.27（34）
0.96（36）
1.99（38）
0.01（36）
0.49（36）
1.46（36）
（6）粘结性和结焦性
煤的焦渣特征为4～7，各可采煤层平均为5～6，表明本井田煤有较强的粘结性。
煤的黏结指数（GR.I）为36～100，各可采煤层平均为56～84，属中黏结性煤（据MT/T596-2008标准），见表8-4-4。
各可采煤层磷、氯、砷、氟含量表
表8-4-2
煤
层
号
原煤
浮煤
磷Pd（%）
氯Cl,d（%）
砷Asd（μg/g）
氟Fd（μg/g）
磷Pd（%）
氯Cl,d（%）
砷Asd（μg/g）
氟Fd（μg/g）
2
0.006～0.076
0.005～0.084
1～9
109～562
0.002～0.079
0.045～0.214
1～2
16～853
0.033（36）
0.034（35）
2（35）
231（33）
0.022（19）
0.105（17）
1（18）
143（18）
4
0.003～0.163
0.005～0.092
1～4
71～542
0.002～0.103
0.018～0.485
1～1
42～949
0.034（37）
0.041（37）
1（35）
195（32）
0.026（18）
0.139（15）
1（18）
163（16）
5-1
0.006～0.056
0.009～0.056
1～20
88～611
0.011～0.066
0.042～1.107
0～2
78～148
0.03（17）
0.035（16）
2（17）
203（15）
0.027（6）
0.262（6）
1（6）
103（5）
5-2
0.007～0.126
0.005～0.085
0～11
94～810
0.002～0.07
0.027～0.311
0～3
45～676
0.037（46）
0.038（45）
2（47）
210（41）
0.021（22）
0.117（18）
1（22）
137（20）
8
0.002～0.087
0.019～0.132
0～37
53～684
0.001～0.089
0.018～0.274
0～4
17～698
0.021（48）
0.054（47）
4（48）
175（46）
0.014（26）
0.114（22）
1（26）
116（25）
9-1
0.001～0.132
0.02～0.125
0～17
60～626
0.001～0.093
0.027～0.300
0～7
13～669
0.022（47）
0.059（47）
3（47）
167（45）
0.013（27）
0.143（23）
1（27）
108（26）
9-2
0.001～0.15
0.014～0.12
1～28
52～663
0.002～0.202
0.065～0.291
0～6
9～670
0.027（52）
0.058（50）
4（52）
177（49）
0.020（29）
0.133（25）
1（29）
115（28）
10
0.004～0.169
0.014～0.103
1～58
53～729
0.002～0.163
0.018～0.22
1～19
20～666
0.038（38）
0.048（37）
5（38）
193（36）
0.034（21）
0.101（17）
2（21）
148（21）
（7）灰成分及灰熔融性
1）煤灰成分
各可采煤层煤灰成分中，SiO2平均为46.44～54.52%，Al2O3平均为33.26～41.38%，TiO2平均为1.19～1.49%，Fe2O3平均为1.77～8.16%，CaO平均为1.62～3.45%，MgO平均为0.32～0.98%，K20平均为0.35～0.64%，Na2O平均为0.17～0.75%，MnO2平均为0.03～0.10%，SO3平均为0.60～2.43%。
各可采煤层发热量及分级表
表8-4-3
煤层
原煤（MJ/kg）
浮煤（MJ/kg）
原煤发热量（Qgr,d）分级
干基高位发热量（Qgr,d）
干基低位发热量（Qnet,d）
干基高位发热量（Qgr,d）
干基低位发热量（Qnet,d）
2
14.04～31.37
14.75～30.41
29.57～36.08
28.58～35.00
中热值煤
22.84（32）
22.28（31）
31.1（10）
30.04（10）
4
18.69～32.98
18.47～31.95
28.52～36.86
27.56～35.72
中热值煤
25.36（34）
24.49（34）
30.9（13）
29.87（13）
5-1
16.23～31.67
15.63～30.56
29.93～32.33
28.91～31.19
中热值煤
23.14（15）
22.31（15）
30.79（4）
29.74（4）
5-2
16.76～33.57
16.15～32.68
27.20～35.20
26.26～34.17
中热值煤
23.84（42）
23.00（42）
30.74（17）
29.72（17）
8
15.88～37.18
15.14～36.08
27.64～37.28
26.68～36.18
中热值煤
25.3（47）
24.39（47）
31.32（20）
30.24（20）
9-1
13.99～32.50
12.95～31.44
29.02～37.66
28.13～36.52
高热值煤
26.11（45）
25.18（45）
32.24（18）
31.17（18）
9-2
16.79～36.36
16.09～35.28
28.02～36.49
27.19～35.40
高热值煤
25.73（49）
24.82（49）
31.33（21）
30.28（21）
10
16.06～29.70
15.38～28.83
28.37～33.44
27.42～32.48
中热值煤
23.98（34）
23.13（34）
30.71（12）
29.67（12）
各可采煤层煤的粘结性
表8-4-4
煤层号
焦渣特征（1-8）
黏结指数（G）
胶质层最大厚度（Y,mm）
奥亚膨胀度（b,%）
黏结指数分级
2
4～7
36～93
13～15
-25～48
中黏结煤
5（35）
56（25）
14
（2）
-1（4）
4
4～6
37～92
-31～11
中黏结煤
5（39）
59（26）
-17（5）
5-1
4～7
43～89
10～10
-23～34
中黏结煤
6（16）
69（11）
10
（1）
6
（2）
5-2
4～7
40～97
10～18
-30～71
中黏结煤
5（47）
65（34）
13（4）
5（8）
8
4～7
40～98
13～21
-30～101
中黏结煤
6（49）
74（43）
18（4）
17（21）
9-1
4～7
46～99
12～22
-28～191
中黏结煤
6（48）
84（47）
17（16）
42（31）
9-2
4～7
48～100
9～27
-28～154
中黏结煤
6（53）
84（46）
18（24）
43（33）
10
4～7
37～100
12～28
-25～118
中黏结煤
6（36）
77（27）
19（4）
29（12）
各可采煤层酸性氧化物（SiO2+Al2O3+TiO2）平均为82.59～93.15%，碱性氧化物（Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K20）为4.73～13.56%。
煤灰成分中SiO2、Al2O3含量较高。
2）灰熔融性
在弱还原环境下，煤灰软化温度（ST），＞1250～1350℃（中等软化温度灰）平均占5.0～9.5%，＞1350～1500℃（较高软化温度灰）占4.8～10.5%,＞1500℃（高软化温度灰）占84.2～100.0%,本井田煤灰以高软化温度灰为主。
各可采煤层煤灰熔融性流动温度（FT）一般大于1500℃，属高流动温度灰。
3．煤类
根据地质报告提供的数据，红四矿井各煤层以低～中高硫、低磷，高挥发分，中热值，中黏结性，高软化温度灰，高热稳定性的中等变质的气煤为主，原煤经洗选后可用于炼焦配煤、气化原料或燃料等用煤。
（二）煤的可选性
1．生产大样的选取
红四矿井属于新建矿井，且矿井所在红墩子矿区暂无生产矿井，无法提供本矿井或矿区内生产大样，故本次设计选取邻近矿区的《任家庄煤矿3煤生产大样（2009年8月）》作为设计参考依据。
红四矿井前期主采9-1煤层，红四矿井地质报告中提供了9-1煤的煤芯煤样浮沉资料。
因此，现就《红四井田煤炭勘探报告》中提供的9-1煤煤芯煤样浮沉资料与任家庄煤矿3煤生产大样进行比较，最终确定红四矿井各煤层煤质资料的选取。
详见浮沉组成对比表8-4-5，和可选性对比表8-4-6。
由表8-4-5和表8-4-6可知：
任家庄3煤生产煤样与红四煤矿9-1煤煤芯煤样浮沉极为相似，其可选性也极为相似。
生产大样和简选样浮沉组成对比表
表8-4-5
密度（kg/L）
任家庄矿3煤生产大样
红四煤矿9-1煤简选样
50-0.5mm浮沉综合
浮物累计
13-0.5mm浮沉综合
浮物累计
占本级
％
灰分
％
产率
％
灰分％
占本级
％
灰分
％
产率
％
灰分
％
-1.3
20.00
4.89
20.00
4.89
30.05
6.65
3
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