华西选煤厂施工设计说明.docx
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华西选煤厂施工设计说明
1概述
1.1项目来源
太原理工矿山设计研究所，受内蒙古温明矿业有限责任公司的委托，进行温更选煤厂施工设计。
1.2项目范围
项目范围包括地面生产系统，即：
原煤受煤，准备车间，主厂房，产品场，供配电系统，辅助工程。
1.3建设要求
改造规模：
90万吨/年；
工作制度：
330×16小时；
产品品种：
精煤，中煤，煤泥，矸石；
设计原则：
工艺先进，矸石中没有精煤损失，产品结构尽量灵活，投资尽量节省，管理方便，厂房宽敞明亮；经设计者按先进、优质、低价的选型原则精心选取的，选煤厂在定货时除皮带运输机和刮板运输机应参照安装总图外，其余设备应尽量按《设备名细表》中给定的制造厂家、型号规格和参数进行，以免在安装和使用时出现难以预料的问题。
附件1《设备名细表》中，备注一栏给出的数字为制造厂家的代号。
本设备选型按照单产170吨/时，精煤可能产率85%，中煤可能产率35%，矸石可能产率25%，-0.5mm煤泥可能产率25%，-0.25mm煤泥可能产率小于15%，浮选精煤可能产率80%考虑确定。
主要技术指标：
分选效率大于90%；吨原煤水耗小于0.2立方（循环水浓度小于5g/l）；中煤精损小于10%（分选密度±0.1含量不大于30%）；矸石精损0%；主洗精煤水分小于10%；中矸水分小于20%；精、尾煤泥水分小于25%；
总平面布置原则：
服从总体规划，满足工艺要求，缩短煤流距离，节省占地面积，充分利用地形，减少土方工程，厂内运输方便，厂外运输合理；
工艺布置原则：
满足工艺要求，缩小建筑面积，降低厂房高度，减少输送环节，节省土建费用；有利于节能，有利于采光，有利于维修，有利于监管。
1.4设计依据
《选煤厂设计规范》；
《选煤厂安全规程》；
《煤炭矿井和选煤厂建设工期定额》，建设部（88）建标字第412号文，1988；
《煤炭建设工程造价费用构成及计算标准》；
《煤炭工业建设项目经济评价方法与参数》，1997。
《工程项目工期定额》，建设部，1993；
《工业“三废”排放试行标准》GBJ4-73；
《城市区域环境噪声标准》GBH2.2-82；
《工业企业噪声控制设计规范》GBJ78-85；
《污水综合排放标准》GB8978-88；
《建筑设计防火规范》，GBJ16-87；
内蒙古温明矿业有限责任公司建设年入洗90万吨原煤跳汰选煤厂设计协议；
原煤可选性资料，
工业广场总平面图（1：
500），
工业广场工程地质及地震资料，
原煤及产品售价资料，
矿区水源资料，
矿区电源资料，
矿区气象资料，
矿区交通运输资料，
矿区概算资料。
1.5研究结果
1.5.1技术方面
A．工艺流程。
采用成熟先进的筛下空气室数控风阀、自动排料跳汰洗煤主洗工艺，具有投资最少，装机容量最小，产品结构灵活，分选效率高，矸石中无带煤损失，分选下限可以到0.5mm以下。
B．设备选型。
采用筛下空气室数控风阀、自动排料跳汰洗煤主洗的主要设备有：
跳汰机，精煤脱水筛，中煤、矸石脱水斗提机，精煤离心机，原煤破碎机，原煤分级筛，渣浆泵，浮选机，快开压滤机，浓缩机等。
这些设备已在选煤厂广泛使用，积累了大量的制造和使用经验，完全保证正常生产。
C．产品结构。
采用跳汰方案，每年可洗出：
精煤（40-0mm）36.2万吨，灰分10.02%；中煤（40-0mm）41.4万吨，灰分27.3%；矸石（40-0mm）12.4万吨，灰分70%。
D．工程设计。
采用跳汰方案，主厂房及所有单项工程能够合理有序地摆放在现有工业广场内，所需设备能够按工艺要求摆放在相应建筑物或构筑物内。
E．动力消耗。
采用跳汰工艺流程，全厂用电设备54台，装机总容量为1140kw，年耗电量为4788000度，处理吨原煤电耗为5.32度。
1.5.2环境方面
A．大气环境。
设计在储煤场、原煤准备车间、煤炭转载点分别采取了封闭、除尘和喷水抑尘措施，场区绿化率较高，矿区周边的煤粉落地浓度不会很高；外排煤矸石原本纯净，再加之适当的掩埋措施，不会有较多的废气排出。
因此对当地大气环境不会产生较大影响。
B．水环境。
设计采用浓缩压滤技术处理煤泥水，可使选煤厂生产废水全部循环使用，不外排，因此不会造成水环境污染。
C．声环境。
由于新建工程的主要噪声污染源封闭在厂内，因此对厂界噪声的贡献值不大，设计小于53.0dB（A），对环境不会产生较大的影响。
1.5.3财务方面
A．达到工程建设目标，项目总投资为1452.97万元，其中固定资产为1452.97万元，流动资金为1000万元。
固定资产投资中，土建投资占440万元，设备投资占587.97万元，安装工程等投资占435万元。
B．正常年份年销售收入为27910万元，加工吨原煤销售收入为310.11元/吨原煤，总成本费用为15314万元。
单位成本为173.69元/吨原煤。
利税总额为2596万元/年，上缴所得税为298.7万元/年，可分配利润为2297.3万元/年。
C．全部投资内部收益率为36.55%，大于相应行业基准收益率15%；财务净现值为2945万元，大于零；投资回收期不足半年；
2建设目标
厂型。
工程全部竣工后，原煤洗选能力达到170t/h。
厂址。
内蒙古温明矿业有限责任公司温更煤矿工业广场。
工作制度。
每年工作330个工作日，每个工作日工作16小时。
产品结构。
精煤（40-0mm），洗矸石（40-0mm），电煤1（40-0mm），由（中煤+煤泥）构成；电煤2（40-0.75mm），由（中煤）构成；要求产品结构高度灵活。
质量目标。
精块煤外观和内在质量达到用户要求；由不同成分混合而成的各种电煤，外观和内在质量达到用户要求。
环保目标。
煤泥水达到厂内闭路循环，不外排，不造成当地水体污染；煤矸石屯放于当地山谷，不占用农田，不污染环境。
产品质量大幅度提高，在给用煤企业带来效益的同时，大大减轻企业所在地的大气污染。
3支撑条件
3.1煤源
3.1.1原煤赋存状态及数量
温更选煤厂系温更煤矿的配套项目，全部入洗温更煤矿所产原煤。
改造后原煤生产能力达到170t/h。
选煤厂与矿井同步建设，原煤来源稳定。
温更井田，一般见煤3-5层，最多6层，但具有经济可采价值的只有2层，即9号层和16号层。
9号煤层厚0.2-7.96m，平均5.7m，最大可采厚度7.3m，为单一厚煤层。
煤层变化规律为东薄西厚，上、中部厚下部薄。
中下部夹1至3层夹矸，厚度一般为0.1-0.3m，最大0.57m，含矸率为5-10%。
夹矸岩性为炭质泥岩，泥岩局部为粉细砂岩。
变化规律为：
井田西南煤层厚夹矸薄，井田东北，煤层薄夹矸厚。
8号煤层顶板为灰黑色泥岩和砂质泥岩，属软弱不稳定顶板。
底板多为灰褐色铝土质泥岩，属中等坚硬底板。
16号煤层位于煤系地层的中含煤段，下距9号煤层30.79-40.63m,平均36m，局部可采可采面积4.36km2，主要分布在井田的西部及中部。
煤层厚0.1-3.01m，平均1.77m，为中厚煤层。
结构简单，夹矸一般1至2层，厚度一般0.05-0.2m，夹矸及顶底板岩性多为泥岩、砂质泥岩与砂质岩。
3.1.2煤质
9号和16号煤层为低变质烟煤，物理性质相似，煤岩类型以丝质亮暗煤和富丝质暗煤主为。
煤的工业分析见可采煤层工业分析表。
按照国家煤炭分类标准（GB5751-86），9号煤为低灰，特低硫、特低磷、富油、中高发热量之肥煤（BN31）；16号煤为低灰、低硫、低磷、富油、中高发热量之气煤（BN33）。
两个煤层的灰熔点均为1300°C。
两个煤层的元素分析结果如可采煤层元素分析结果表所示。
可采煤层工业分析表
煤层
原煤工业分析
浮煤工业分析
Mad
%
Ad
%
Vdaf
%
Std
%
Pd
%
Qnet.d
MJ/kg
Mad
%
Ad
%
Vdaf
%
Gri
9
4.80
21.03
32.90
0.22
0.009
24.77
5.46
7.09
33.56
3
16
4.19
21.13
39.95
0.33
0.011
25.05
4.97
7.44
40.41
0.15
可采煤层元素分析结果表
煤层
碳Cdaf%
氢Cdaf%
氧Cdaf%
氮Cdaf%
硫Cdaf%
9
81.95
5.16
10.21
1.02
0.22
16
83.64
4.92
9.53
1.00
0.33
根据煤的化学性质，工艺性能及煤岩组分的特征，两层煤均可作为炼焦、动力及气化用煤。
3.1.3可选性
根据内蒙煤田地质局综合试验室提供的<<内蒙古温明矿业有限责任公司温更煤矿9号煤浮沉试验结果报告>>整理原煤粒度组成如筛分试验结果综合表所示，80-25mm粒级密度组成如80-25mm粒级浮沉试验结果综合表所示，25-0.5mm粒级密度组成如25-0.5mm粒级浮沉试验结果综合表所示，0.5-0mm粒级密度组成如0.50-0mm粒级浮沉试验结果综合表所示，0.5-0mm粒级小筛分组成如0.5-0mm粒级小筛分试验结果表所示。
由筛分试验结果综合表可以看出：
原煤的主导粒级是25-0.5mm。
随着粒度的减小，产率增加，灰分降低，这说明低灰的纯煤较脆，容易破碎，矸石比较坚硬，与煤连生，大粒度中含有一定量的纯矸或夹矸煤。
0.5-0mm的煤泥，含量较低，灰分高于25-0.5mm，其中可能含有部分易泥化的泥质页岩存在。
由80-25mm粒级浮沉试验结果综合表可以看出：
该粒级的主导密度级是1.3-1.4密度级，占该粒度级的42.45%，其次是+2.0密度级的纯矸，占22.8%。
随着分选密度的增加，γ±0.1趋于降低，最高γ±0.1为73%，相应理论分选密度和精煤灰分分别为1.4kg/l和8.83%，最低γ±0.1为5%，相应理论分选密度和精煤灰分分别为1.8kg/l和15.8%。
这说明洗选低灰分的精煤比较容易，可选性处在易选阶段，完全可用跳汰选煤工艺。
筛分试验结果综合表
粒级
产率（%）
灰分（%）
筛上累计（%）
产率
灰分
80-50
20.38
39.19
20.38
39.19
80-25
18.83
25.80
39.21
32.76
25-0.5
50.87
19.08
90.08
25.03
0.5-0
9.92
23.59
100.00
24.89
合计
100.00
24.89
由25-0.5mm粒级浮沉试验结果综合表可以看出：
该粒级的主导密度级是1.3-1.4密度级，占该粒度级的61.33%，其次是+2.0密度级的纯矸，占10.91%。
随着分选密度的增加，γ±0.1趋于降低，最高γ±0.1为81%，相应理论分选密度和精煤灰分分别为1.4kg/l和6.97%，最低γ±0.1为3%，相应理论分选密度和精煤灰分分别为1.8kg/l和10.85%。
这说明精煤灰分越高越容易洗，反之变难。
80-25mm粒级浮沉试验结果综合表
密度级
kg/l
产率（%）
产率（%）
灰分（%）
浮煤累计（%）
γ±0.1（%）
产率
灰分
-1.30
1.483
3.78
5.14
3.78
5.14
1.30-1.40
16.645
42.45
9.16
46.23
8.83
73
1.40-1.50
5.384
13.73
19.37
59.96
11.25
29
1.50-1.60
3.524
8.99
31.60
68.95
13.90
15
1.60-1.80
2.137
5.45
39.76
74.40
15.80
5
1.80-2.00
1.097
2.80
47.74
77.20
16.95
10
+2.00
8.943
22.80
86.25
100.00
32.75
合计
39.213
100.00
32.75
25-0.5mm粒级浮沉试验结果综合表
密度级
kg/l
产率（%）
产率（%）
灰分（%）
浮煤累计（%）
γ±0.1（%）
产率
灰分
-1.30
3.096
6.09
2.96
6.09
2.96
1.30-1.40
31.201
61.33
7.37
67.42
6.97
81
1.40-1.50
5.695
11.19
17.16
78.61
8.42
18
1.50-1.60
2.592
5.09
28.75
83.70
9.66
7
1.60-1.80
1.783
3.51
39.29
87.21
10.85
3
1.80-2.00
0.955
1.88
52.98
89.09
11.74
4
+2.00
5.551
10.91
79.03
100.00
19.08
合计
50.873
100.00
19.08
0.50-0mm粒级浮沉试验结果综合表
密度级
占全样产率
（%）
产率（%）
灰分（%）
浮煤累计（%）
产率
灰分
-1.30
0.321
3.23
4.66
3.23
4.66
1.30-1.40
2.241
22.60
5.78
25.83
5.64
1.40-1.50
3.956
39.90
10.15
65.73
8.38
1.50-1.60
0.866
8.74
20.35
74.47
9.79
1.60-1.80
0.824
8.32
44.26
82.79
13.25
1.80-2.00
0.434
4.38
64.89
87.17
15.84
+2.00
1.272
12.83
76.26
100.00
23.60
合计
9.914
100.00
23.60
0.5-0mm粒级小筛分试验结果表
粒度级
（mm）
占全样产率
（%）
产率（%）
灰分（%）
筛上累计（%）
产率
灰分
0.500-0.350
2.31
29.33
19.12
29.33
19.12
0.350-0.250
1.63
20.67
20.38
50.00
19.64
0.250-0.125
2.10
26.67
22.31
76.67
20.57
0.125-0.074
0.58
7.33
24.37
84.00
20.90
0.074-0.045
0.73
9.33
25.34
93.33
21.34
-0.045
0.52
6.67
29.25
100.00
21.86
合计
7.87
100.00
21.86
由0.50-0mm粒级浮沉试验结果综合表可以看出：
该粒级的主导密度级是1.3-1.5密度级，占该粒度级的65.73%，灰分为8.38%。
说明煤泥中含有一定量的低灰精煤，如采用适当方式回收后掺入商品煤，对降低商品煤灰分是有益的。
由0.5-0mm粒级小筛分试验结果表可以看出：
煤泥粒度较粗，+0.125mm粒级占76.67%，灰分随粒度变小逐步增加，但增幅不大。
说明煤泥处理相对容易，如采用压滤机回收，滤饼灰分可能不会很高。
从可选性情况看，采用适当选煤方法，选出部分低灰精块煤产品，较大幅度地降低电煤灰分，增加企业经济效益，改善当地及周边地区的用煤质量现状是完全可能的。
3.2水源
选煤厂所需水源全部采用煤矿井下涌水，常年有水，矿井正常涌水量为56.62m3/h—182.36m3/h，扩建以后，矿井涌水量将大幅度增长。
煤矿现有生活水源大口井一座，井深5米，基本能满足目前职工的生活饮用。
井水主要来源为第四系黄土潜水，当地居民长期饮用无有害病变。
洗澡用水临时取用立井井筒涌水。
选煤厂生产用水每小时约需30m3/h，利用矿井水可行，在煤矿扩建工程中统一考虑。
3.3电源
温更煤矿设有35/10KV变电站，容量3.2MVA+2MVA，选煤厂用电负荷在煤矿扩建工程中统一考虑，无须增容。
3.4小结
温更选煤厂，煤源稳定，既可选出高质量的焦煤产品，也可选出优质动力块煤。
水源和电源能满足选煤生产需要，交通运输条件较好，市场前景广阔；
4选煤工艺
4.1工艺说明
跳汰选煤工艺流程分为五部分即：
原煤准备，分选系统，产品净化与分级，煤泥浮选回收，煤泥水处理。
A.原煤准备。
矿井所产毛煤经受煤坑由带式输送机输送至原煤准备车间，先由原煤分级筛（筛孔为40mm）进行分级，筛上的>40mm级物料经人工手选除掉杂物，而后进破碎机破碎到<40mm后与筛下物料（40-0mm）混合作为入洗原煤，再由皮带输送机送至主厂房。
B.分选系统。
原煤与循环水分别由皮带与循环水泵同时给入数控风阀自动排料跳汰机，原煤在循环水、鼓风的驱动下，作波浪运动，从而实现精煤、中煤与矸石的分选；
C.产品净化与分级。
矸石与水的混合物进入矸石斗提机脱水，而后废弃；中煤与水的混合物进入中煤斗提机脱水，而后掺入电煤；精煤与水的混合物进入精煤脱水筛脱水，而后进入离心机，脱水后作为最终产品；精煤脱水筛筛下进入精煤泥缓冲池，由精煤泥泵泵入精煤泥脱水筛；
D．煤泥净化与回收。
精煤泥进精煤泥脱水筛，脱水筛筛上与精煤汇合后进入离心机；精煤泥筛筛下去浮选，浮选精矿进精煤压滤机，精煤压滤机滤饼掺入精煤。
E.煤泥水处理。
浮选机尾煤进浓缩机，浓缩机溢流水作循环水复用，浓缩机底流进压滤机；压滤机滤饼掺入电煤或单独出售，压滤机滤液作循环水。
详情参见附图1：
4.2跳汰选煤工艺流程图
A设备选型。
根据工艺流程计算，系统所需主要设备为：
数控跳汰机1台，循环水泵1台，精煤脱水筛4台，中煤、矸石脱水斗提机各1台，浮选机1台，破碎机1台，压滤机3台，浓缩机1台。
详情参见附件1：
设备清册表。
跳汰选煤工艺主要设备选型确定表
序号
设备名称
技术特征
台数
功率（kw）
1
给煤机
GMW-3
2
15
2
原煤皮带机
B=800L=92m
1
22
3
原煤分级筛
ZK1230
1
11
4
手选皮带
B=1000L=8m
1
4
5
原煤破碎机
2FP500x1000
1
30
6
末原煤皮带
B=800L=8m
1
7.5
7
破碎机至跳汰机皮带
B=800L=91m
1
22
8
自动排料数控跳汰机
SKT-12Q=150t/h
1
8
9
矸石、中煤斗提
T3260L=12m
2
15
10
精煤脱水筛
ZK3642
1
44
11
煤泥泵
ZJA100
1
90
12
狐形筛
FHS352045
2
0
13
煤泥筛
ZK3636
1
44
14
矿浆处理器
XY-3.0
1
7.5
15
浮选机
XJM-S12*4
1
123
16
快开精煤压滤机
KK200/1500
2
28
17
精煤皮带机
B=800L=70m
1
22
18
精煤泥刮板机
B=800L=18m
1
15
19
药剂桶
φ1.5m
4
0
20
斜管浓缩机
XGNS-100
2
44
21
尾煤泥刮板机
B=800L=8m
2
22
22
快开煤泥压滤机
KK200/1500-U
1
8.5
23
精煤离心机
TLL-1000
1
38
24
鼓风机
L32-60/0.35
1
75
25
大、小压风机
2
60.5
26
清水泵
1
22
27
立式扫地泵
1
11
28
尾煤压滤泵
ZJA150
2
180
29
精煤压滤入料泵
ZJA150
2
180
30
循环泵
ZJA200
1
90
31
除铁器
1
0
32
精煤转运刮板
B=800L=15m
1
11
33
煤泥泵变频器、电动葫芦
1+3
9
34
小计
B.厂房规模。
主体建筑为四层楼房（第1、2、3层、4层），长×宽×高≈28×21×21m3，局部建筑一层（第4层），长×宽×高≈7×14×4m3，总建筑体积为6762m3。
C.工艺布置。
根据布置原则，数控跳汰机布置在第2、3层，精煤、中煤和矸石脱水筛、脱水跳汰机布置在第2、3层，浮选机布置在第2层，所有泵布置在第1层。
详情见跳汰工艺布置图。
跳汰选煤工艺，系投资最少、经济效益最高，装机容量最小；储运系统简化；同时具有厂房宽敞明亮、矸石中无带煤损失和分选下限可以到0.5mm的优点。
较好地体了设计原则。
4.3工艺参数及产品结构
依据工艺流程和用户要求，优化计算出的最佳工艺参数及最佳产品结构分别如最佳方案工艺参数表和最佳方案基本产品结构表所示。
最佳方案基本产品结构表
项目
产品名称
粒度
mm
数量
质量
γ%
t/h
t/d
Mt/a
Ad%
Mt%
精末煤
40-0
40-0
40..22
86
1207
0.362
10.02
8.0
中末煤
40-0
40-0
46..00
99
1380
0.414
27..30
20
矸石
40-0
40-0
13.78
30
413
0.124
70.00
20
合计
40-0
40-0
100.00
215
3000
0.90
26.23
15.17
最佳方案工艺参数表
数控跳汰机一段
数控跳汰机二段
分选精度Ep
0.09
0.06
分选密度
1.368
1.768
4.4主要设备选型
选型原则：
技术先进，运转可靠，操作方便，备品备件易于解决；制造厂家在地域上分布上尽量集中，便于售后服务。
选型依据：
工艺流程计算结果，并考虑产品结构和质量要求的变化，《选煤厂设计规范》，设备选型不均衡系数。
设备选型不均衡系数取为：
煤流系统1.15，矸石系统1.5，煤泥水系统1.25。
4.5小结
重介旋流器流程配套的主要设备有：
数控跳汰机，精煤脱水筛，中煤、矸石脱水斗提机，原煤破碎机，浮选机，压滤机，原煤分级筛，斜管浓缩机，离心脱水机及渣浆泵等。
这些设备已在选煤厂广泛使用，积累了大量的制造和使用经验，能保证正常生产。
由产品结构研究可知，采用跳汰选煤工艺，每年可洗出：
精煤（40-0mm）36.2万吨，灰分10.02%；中煤（40-0mm）41.4万吨，灰分27.3%；矸石（40-0mm）12.4万吨，灰分70%。
综上所述，工艺流程确定适当，设备选型先进可靠，产品结构能达到本项目的建设目标。
5工程设计
5.1原则
符合当地工程地质条件，符合当地气象条件，符合当地水源和电源条件，符合安全生产和工业卫生要求，符合消防要求，符合矿区总体规划，符合国家和当地环保法规。
满足工艺要求，缩短煤流距离，节省占地面积，充分利用地形，减少土方工程，厂内运输方便，厂外运输合理，考虑二期工程，适当留有余地。
有利于节能，有利于采光，有利于维修，有利于监管，有利于缩短工期，有利于节省投资。
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