時(shí)間:2023-03-01 16:22:29
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盡管煤炭篩選的工序很多,但最基本的工作就是受煤,這主要是保證煤礦井作業(yè)的穩(wěn)定開展,促進(jìn)煤礦的連續(xù)輸往井上平臺。同時(shí),受煤不但能大量從礦井底部輸出煤礦資源,送往附近的煤礦倉庫,還能對接其他的井下程序,促進(jìn)礦井底部的煤炭存儲。
1.2篩選
從含義上來說,篩選主要是對從煤礦井底部輸出的煤炭進(jìn)行選別,按照混合物的顆粒原理分批選出不同等級的原煤。作為初級階段,篩選的方法很多,可結(jié)合原煤的外形進(jìn)行分類選別,并通過空心狀的篩子進(jìn)行干篩或者濕篩,有針對性的進(jìn)行原煤處理。
1.3破碎
煤礦井底部的原煤包含多種混合物,有的原煤形狀比較大,簡單的篩分無法有效地推動選煤工作。所以,對于尺寸比較大的原煤可利用機(jī)器設(shè)備進(jìn)行破碎,將單塊體積較大的煤塊磨碎、敲碎、壓碎等方式進(jìn)行破碎操作,并把隨后的煤粉或煤渣進(jìn)行提取,分理出優(yōu)質(zhì)的煤種。
1.4選煤
通過篩分、破碎原煤之后,就需要自詡地去掉原煤中的雜質(zhì)和混合物,利用機(jī)器進(jìn)行選別,,從而獲得最優(yōu)質(zhì)的煤種。并且,在雜質(zhì)祛除之后,進(jìn)行煤炭的等級分類,并按照目標(biāo)客戶的需求進(jìn)行深加工。近年來,我國富含煤炭資源地區(qū)的選煤工作主要是開展機(jī)械加工、中心選煤等作業(yè)方法。
1.5運(yùn)輸
在煤炭分類篩選以后,就必須對客戶的需求進(jìn)行運(yùn)輸,并開展市場營銷,保證生產(chǎn)的穩(wěn)定。同時(shí),針對銷售市場,還要做好相關(guān)調(diào)研工作,將煤炭分門別類地存儲,才能在交通運(yùn)輸過程中提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率,早日占領(lǐng)市場優(yōu)勢。
2以重介質(zhì)選煤技術(shù)為例,分析選煤的工藝制定方法
2.1原煤分級準(zhǔn)備
在煤炭倉庫的原煤需要進(jìn)行有效的篩選,這需要將其分成不同的等級,并根據(jù)原煤的尺度和形狀,在篩分廠房中進(jìn)行篩分。事實(shí)上,一般所謂的毛煤有多種尺寸,普遍在7mm到15mm之間,而不同的原煤具有對應(yīng)的分級方法。
2.2重介質(zhì)篩選流程
塊狀的原煤得到篩孔分級后,需要按照相關(guān)要求開展?jié)穹▉砻摰裘悍N中的混合物和泥土,而大于篩孔的原煤將被運(yùn)到重介質(zhì)篩選過程中,在重介質(zhì)的淺槽池內(nèi)再次被篩選,從而將選出的塊狀精煤和塊矸石分類。比如,等級比較高的煤種可用于動力煤,而末煤能制成電煤產(chǎn)品,脫泥后的煤會在末煤離心機(jī)的作用下得到有效的脫水,然后運(yùn)到電煤系統(tǒng)。等級比較差的煤種、優(yōu)質(zhì)動力煤、普通煤等脫泥以后的物質(zhì),將和合格介質(zhì)再次進(jìn)行充分的調(diào)合,從而在泵帶的動力下重回重介質(zhì)旋流器中,得到多次的篩選,直到?jīng)]有任何煤質(zhì)為止。
2.3介質(zhì)回收
所謂介質(zhì)回收就是專門針對塊煤與末煤而開展。拿塊煤來說,把塊煤經(jīng)過通過脫介篩過濾選擇后,合格的介質(zhì)就會被運(yùn)往對應(yīng)的介質(zhì)桶,并進(jìn)行多次的循環(huán)利用。這樣一部分合格的介質(zhì)與介質(zhì)篩里的普通介質(zhì)就共同輸送到磁選機(jī),而磁選機(jī)發(fā)揮高度篩選的功能,將優(yōu)質(zhì)的精煤放入合格介質(zhì)桶。
2.4煤粗泥篩選
把-1.6mm以內(nèi)的煤礦進(jìn)行水流噴濕,將其含有的泥土進(jìn)行沖掉,這樣就能篩選出精礦與尾礦。一般而言,精礦主要是在弧形篩與離心機(jī)的作用下,保證充足的脫水后,從而加入精礦產(chǎn)品。尾礦也是要經(jīng)過弧形篩的作用,不過必須使用高頻篩才能把回收的粗煤泥,進(jìn)行有效的回收。
我國是世界上最大的煤炭開采國和消費(fèi)國。隨著采煤機(jī)械化程度的推進(jìn)和開采深度的增加,原煤質(zhì)量越來越差。提高原煤入洗率,可充分提高煤炭綜合利用價(jià)值,使煤炭滿足不同行業(yè)需求,減少對環(huán)境的污染,使企業(yè)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
1 選煤工業(yè)跨越發(fā)展
“十一五”以來,我國煤炭洗選工業(yè)發(fā)展迅速,已成為世界選煤大國。一大批關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范取得成功,很多技術(shù)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平,有些技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。2012年,煤炭入洗量達(dá)到20.5億噸,比2007年增長了86.4%;原煤入洗率提高到56.2%,比2007年提高了15.3個(gè)百分點(diǎn)。我國基本實(shí)現(xiàn)了煉焦煤的全部入洗。但是,動力煤的入選比例還不到40%。我國自行研制的大型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、復(fù)合干法選煤技術(shù)、用于粗煤泥分選的干擾床分選機(jī)、大型分級破碎機(jī)、大型旋流微泡浮選柱、大型重介淺槽分選設(shè)備、大型磁選機(jī)、大型自動化快開壓濾機(jī)、大型振動篩等關(guān)鍵洗選設(shè)備大多替代進(jìn)口并開始出口。利用先進(jìn)的選煤技術(shù)和裝備建設(shè)成了一批大型、特大型現(xiàn)代化選煤廠,選煤廠設(shè)計(jì)和建設(shè)水平已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。
2 重介質(zhì)選煤技術(shù)異軍突起
近年來,重介質(zhì)選煤技術(shù)由于具有工藝簡化、運(yùn)行成本低、分選效率高、技術(shù)可靠、處理能力大等優(yōu)勢,其分選比重日益加大,已達(dá)到54%。在重介質(zhì)旋流器分選過程、數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬方面取得了重要的理論成果,為旋流器參數(shù)優(yōu)化和性能提升提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí),在簡化工藝系統(tǒng)、降低分選下限、提高入料上限、增強(qiáng)自動化程度等方面取得了突破性的成就。成功開發(fā)了大型多供介無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器;研究開發(fā)成功以一套介質(zhì)凈化回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原煤分級分選,構(gòu)建了重介質(zhì)旋流器分選難選煤精煤最大產(chǎn)率化工藝系統(tǒng);原煤按粗細(xì)粒級不同可選性采用不同分選密度分選,提高了精煤產(chǎn)率;降低了大型無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器入料壓力、功耗和磨損;實(shí)現(xiàn)了全部粗煤泥經(jīng)小直徑重介質(zhì)旋流器分選。
3 分選工藝日趨合理高效
我國中小型選煤廠大多采用兩段選煤工藝,設(shè)備和工藝簡單,但分選效率較低,粗粒精煤損失嚴(yán)重。中型和大型選煤廠基本采用兩段半分選工藝,其主要增加了粗煤泥回收環(huán)節(jié),復(fù)雜程度介于兩段和三段選煤模式之間,但造成浮選入料高灰細(xì)泥含量增加,精煤產(chǎn)率低。目前,很多新建選煤廠多采用增加了粗煤泥回收和分選的三段選煤工藝,雖然設(shè)備和工藝復(fù)雜,但實(shí)現(xiàn)了全粒級高精度分選,對大塊粗粒分選效果和細(xì)粒煤泥浮選效率的提高均有利,總精煤產(chǎn)率高,是一種較有前途的分選工藝。
4 干法選煤技術(shù)得到加強(qiáng)
我國是缺水國家,西北部和中部等產(chǎn)煤省區(qū)更是缺水嚴(yán)重。我國煤炭有2/3以上分布在西部,采用濕法分選技術(shù)耗水量高、投資及生產(chǎn)費(fèi)用高。干選以其污染小、不用水、投資少、建廠快等諸多特點(diǎn),為煤炭降灰提質(zhì)、易泥化煤種及干旱缺水地區(qū)的煤炭分選提供了有效技術(shù)途徑。我國干法選煤整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。我國的干法分選理論揭示了流態(tài)化分選的錯(cuò)配效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了氣固流態(tài)化分選系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化;揭示了不同粒級煤炭在流化床中的分布規(guī)律,形成了物料在流化床中的三級分布理論。北京博后篩分工程公司獨(dú)立研發(fā)的“大型重介質(zhì)干法分選系統(tǒng)”已在徐州礦務(wù)集團(tuán)張集煤礦進(jìn)行了連續(xù)的50t/h工業(yè)試運(yùn)行,分選效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。該系統(tǒng)的分選精度接近濕法重介質(zhì)選煤,但不用水,沒有水污染,技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平,具有廣闊的應(yīng)用前景。
5 深度脫硫降灰技術(shù)逐步深入
靜電分選技術(shù):依靠不同物料間的電性差異,借助于高壓電場作用實(shí)現(xiàn)分選的一種選煤方法。
聚團(tuán)浮選技術(shù):利用煤和礦物質(zhì)表面性質(zhì)的差異,用油作粘結(jié)劑進(jìn)行選擇性粘附、團(tuán)聚,使煤和黃鐵礦分離。經(jīng)過多年的研究,已成功開發(fā)出一套高效、低能耗、工藝簡單、成本低的脫除煤中細(xì)粒嵌布黃鐵礦硫的新工藝——高剪切疏水聚團(tuán)浮選脫硫新工藝。
生物脫硫技術(shù):它是利用微生物能夠選擇性氧化有機(jī)或無機(jī)硫的特點(diǎn),去處煤炭中的硫元素,或者利用微生物的選擇性吸附作用來改善煤和黃鐵礦表面的疏水性,以達(dá)到脫硫的目的,是目前潔凈煤技術(shù)的熱門研究課題之一。它的優(yōu)點(diǎn)是既能專一的脫除結(jié)構(gòu)復(fù)雜、嵌布粒度很細(xì)的無機(jī)硫,同時(shí)又能脫除部分有機(jī)硫,而且反應(yīng)條件溫和,設(shè)備簡單,成本低。
1 概述
煤炭在我國一次能源消費(fèi)比例中占70%左右,是我國主要的基礎(chǔ)性能源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各行業(yè)對于煤炭的需求量不斷增加,給煤炭行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。煤炭企業(yè)在當(dāng)前形勢下,應(yīng)緊緊抓住機(jī)遇,積極應(yīng)對時(shí)展帶來的挑戰(zhàn),充分利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)及先進(jìn)的設(shè)備,不斷提升企業(yè)的生產(chǎn)效率,推動我國煤炭行業(yè)的發(fā)展。為了提高煤炭的生產(chǎn)效益及利用率,大力發(fā)展洗選煤技術(shù),是企業(yè)當(dāng)前面臨的關(guān)鍵問題。
2 我國洗選煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 洗選煤設(shè)備的現(xiàn)狀
在過去的幾十年間,我國的洗選煤技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展。我國從國外引入重介質(zhì)選煤技術(shù)以后,不斷創(chuàng)新,已經(jīng)形成具有自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)的重介質(zhì)懸流技術(shù),且該技術(shù)已經(jīng)在整體水平上超過了其他國家;另外,浮選技術(shù)在我國的發(fā)展速度飛快,部分設(shè)備已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平,如我國將礦漿預(yù)礦化器應(yīng)用到機(jī)械攪拌浮選機(jī)中,已經(jīng)取得良好的效果,并得到大范圍推廣使用;加壓過濾技術(shù)、強(qiáng)氣壓穿流式壓濾技術(shù)和沉降離心脫水技術(shù)的研制成功,可通過使用120m2加壓過濾機(jī)和400m2強(qiáng)壓穿流式壓濾機(jī),實(shí)現(xiàn)了對細(xì)粒煤的脫水技術(shù)。我國煤炭行業(yè)經(jīng)過長期發(fā)展,已經(jīng)在洗選煤技術(shù)研發(fā)方面取得較為矚目的成績,所使用的洗選煤設(shè)備也多為國內(nèi)自主生產(chǎn)。
2.2 選煤工藝發(fā)展現(xiàn)狀
我國煤炭行業(yè)洗選煤工藝主要有跳汰-浮選、重介-浮選、跳汰-重介-浮選三種工藝。這三種類型的工藝存在的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為簡化,采取的多為混合入選,進(jìn)入的顆粒由于粗細(xì)不同,會在運(yùn)行過程中發(fā)生干擾現(xiàn)象。顆粒的不同,在混合入選的工藝中會導(dǎo)致粒級產(chǎn)生不同的分選效果,降低分選速度。產(chǎn)品質(zhì)量波動較大,粒度受限較高、參數(shù)不合理是我國選煤工藝中存在的主要弊端,這主要是由我國機(jī)械制造的水平、機(jī)器制造的材質(zhì)所決定的。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,自動化控制技術(shù)在洗選煤工藝中的引用,工藝水平和參數(shù)控制方面均有了大幅度提高。
3 洗選煤技術(shù)的發(fā)展前景
3.1 重介技術(shù)將占主導(dǎo)地位
隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,我國企業(yè)對煤炭的使用質(zhì)量提出了更高的要求,我國當(dāng)前洗選煤技術(shù)無法滿足當(dāng)前生產(chǎn)的需求。洗選煤技術(shù)在一定時(shí)期內(nèi)仍以跳汰選為首要選擇方法;浮選粒度上限將降低至0.2mm左右,以提高煤炭質(zhì)量;重介技術(shù)將占據(jù)主導(dǎo)地位,其余洗選煤技術(shù)發(fā)展至一定階段可引入自動化技術(shù),以提高選煤質(zhì)量、簡化選煤操作、減少煤炭損耗、節(jié)約煤炭資源。
重介選煤技術(shù)將與跳汰選煤技術(shù)一樣具有廣泛普及率,其操作將更加簡單易控。重介選煤技術(shù)的基礎(chǔ)建設(shè)投資額及生產(chǎn)成本與跳汰選煤技術(shù)接近,但其選煤的質(zhì)量及效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于跳汰法,這是重介選煤技術(shù)將取代跳汰法,占據(jù)主導(dǎo)地位的主要原因。
3.2 洗選煤設(shè)備大型化
國內(nèi)洗選煤廠的規(guī)模不斷加大,已具有向選煤大型化發(fā)展的趨勢。我國各地已經(jīng)建成和正在建成的選煤廠規(guī)模均比較大,如山西平朔建設(shè)的15Mt/a的安太堡選煤廠、21Mt/a的安家?guī)X選煤廠以及內(nèi)蒙神華的25Mt/a的哈爾烏素選煤廠,均達(dá)到大型甚至特大型選煤廠的規(guī)模。選煤廠規(guī)模大型化的前提是選煤設(shè)備的大型化,綜合性的大型選煤設(shè)備不僅能大大簡化選煤工藝,還能減少人力勞動的需求量,提高選煤效率,有利于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
3.3 選煤廠建設(shè)將以裝配式為發(fā)展趨勢
當(dāng)前階段是我國洗選煤技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵期,這一階段建設(shè)的新型選煤廠以動力煤廠為主,其建設(shè)目的是緩解當(dāng)前用煤緊張和選煤質(zhì)量落后的問題。隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷深化,人們對于洗煤技術(shù)的看法也將不斷改變,動力煤和煉焦煤選煤技術(shù)逐步由兩個(gè)獨(dú)立分割的個(gè)體,逐步融合為一個(gè)整體,二者的融合需要通過裝配式設(shè)備完成。
我國選煤行業(yè)的研究人員通過一系列的研究,創(chuàng)新性的將不同種類的,高效的選煤技術(shù)集成一體,經(jīng)過多次試驗(yàn)及改進(jìn)后,取得良好的效果。裝配式選煤廠主要優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)時(shí)間短、建設(shè)投資金額少、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高,能為企業(yè)贏取更大的經(jīng)濟(jì)效益,因此成為我國選煤廠未來發(fā)展趨勢。
3.4 選煤過程的自動化控制
自動化控制技術(shù)已在各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,該技術(shù)的使用能極大的降低人力勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率及生產(chǎn)的安全性。加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在洗選煤設(shè)備中的應(yīng)用,不斷提高生產(chǎn)的自動化水平。洗選煤設(shè)備中的篩分機(jī)、重介質(zhì)旋流器、浮選機(jī)、臥式振動離心脫水機(jī)、加壓過濾機(jī)、跳汰機(jī)等均可引入自動化控制技術(shù),以提高設(shè)備的可靠性,逐步實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。如將產(chǎn)品質(zhì)量回控系統(tǒng)配合重介浮選使用,可有效提高選煤質(zhì)量。
4 結(jié)語
煤炭在當(dāng)前一段時(shí)間內(nèi)仍是我國工業(yè)發(fā)展的主要能源,利用先進(jìn)的技術(shù),實(shí)現(xiàn)對我國煤炭資源的高效、潔凈的開發(fā)及利用,是每個(gè)煤炭企業(yè)所面臨的問題。為解決我國能源可持續(xù)供應(yīng)的戰(zhàn)略問題,我國煤炭企業(yè)走洗選煤加工之路,發(fā)展煤炭深加工技術(shù)已是必然趨勢。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號:N39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)42-0343-03
經(jīng)過選煤工業(yè)幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究,重介質(zhì)選煤以其分選效率高、工藝系統(tǒng)簡單、生產(chǎn)管理方便等優(yōu)點(diǎn),而被越來越多地運(yùn)用到選煤廠實(shí)踐中,并在選煤工藝中逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位。其中,重介淺槽分選機(jī)作為目前塊煤分選常用的一種重介質(zhì)分選設(shè)備,在新建選煤廠中,重介淺槽分選機(jī)已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的塊煤重介質(zhì)分選設(shè)備,如重介質(zhì)立輪、斜輪分選機(jī)等,在生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。
1 重介淺槽分選機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
1. 1 結(jié)構(gòu)
重介淺槽分選機(jī)的主要由槽體、水平流和上升流系統(tǒng)、排矸刮板系統(tǒng)、驅(qū)動裝置等部分組成,如圖1所示。槽體是一個(gè)鋼外殼的長條形槽式結(jié)構(gòu)。在槽體的長邊兩側(cè)分別設(shè)有入料箱和溢流堰。入料箱底部設(shè)有水平流介質(zhì)管,為淺槽分選機(jī)提供水平介質(zhì)流[2]。水平介質(zhì)流可保證物料層向排料的方向運(yùn)動,并起到維持槽內(nèi)液面的高度的作用;上升介質(zhì)流則通過槽體底部的上升介質(zhì)流漏斗進(jìn)入槽體。槽體底部的漏斗上整體鋪設(shè)一層帶孔的耐磨襯板,并在槽體長邊兩側(cè)的下部各鋪設(shè)一條刮板鏈導(dǎo)向軌,刮板裝置沿軌道移動,將矸石從槽體窄邊一頭排出。
排料刮板系統(tǒng)由頭輪組、尾輪組、兩組隨動輪組、刮板、鏈條、導(dǎo)軌、連接板等組成。刮板通過連接板固定在兩側(cè)鏈條之間,鏈條掛在頭輪組、尾輪組及隨動輪組兩側(cè)的鏈輪上,鏈條的下端嵌入導(dǎo)軌滑槽內(nèi);頭輪組、尾輪組、隨動輪組均由軸、兩片鏈輪、輪轂、滾動軸承組成,通過軸承座固定在槽體側(cè)板的相應(yīng)位置上。
驅(qū)動裝置由電動機(jī)、減速機(jī)和三角帶等組成。
1.2 工作原理
重介淺槽分選機(jī)是根據(jù)浮沉原理,將被分選原煤在一定密度的懸浮液中按密度差異進(jìn)行分層和分離的設(shè)備[3]。在分選過程中,低密度的煤由于低于懸浮液密度而上浮,高密度的矸石等則在重力的作用下沉至槽體底部。最終,煤從溢流堰排出,矸石通過槽體底部的刮板輸送機(jī)排出。懸浮液則是通過兩個(gè)部位給入分選槽內(nèi):從槽體下部漏斗給入的上升流和從原煤給料側(cè)帶孔的布流板給入的水平流,生產(chǎn)中需要保證進(jìn)入槽體內(nèi)的懸浮液都是均勻分散的。其中,上升流的作用是保持懸浮液均勻、穩(wěn)定,并使精煤上浮,起到分散入料的作用。水平流通過布料箱的反擊和限制,可使水平流全寬、均勻的進(jìn)入槽體內(nèi)。水平流的作用是保持槽體上部懸浮液密度穩(wěn)定,同時(shí)形成一個(gè)由入料端向排料端的水平運(yùn)動,對上浮精煤起到運(yùn)輸作用。
入選原煤進(jìn)入分選槽后,通過調(diào)節(jié)擋板的作用可使物料全部浸入到懸浮液中,在浮力的作用下完成分層。精煤等低密度物浮到分選槽的上部,矸石等高密度物沉到槽體底部。在下沉過程中,與矸石混雜的低密度物由于上升流的作用而充分分散后繼續(xù)上浮。最終在水平流的作用下,使得浮在懸浮液上部的低密度物由溢流口排出,成為精煤產(chǎn)品;沉到槽底的高密度物在刮板的作用下,由機(jī)頭溜槽排出成為矸石產(chǎn)品,最終完成原煤的分選過程[4-5]。
2 重介淺槽分選機(jī)的應(yīng)用
2.1 重介淺槽分選機(jī)的應(yīng)用歷程
重介質(zhì)淺槽分選機(jī)早在20世紀(jì)40年代就開始使用,通過歐美各國的推廣和完善,形式在不斷地改進(jìn)。從開始時(shí)的DSM型分選機(jī)、麥克納利―特朗普分選機(jī)、巴沃依分選機(jī)、利巴分選機(jī),到最近比較流行的丹尼爾分選機(jī)、彼德斯分選機(jī)。我國在20世紀(jì)50年代開始研究重介淺槽分選機(jī),但進(jìn)展較為緩慢。
一直到20世紀(jì)90年代,我國才開始大規(guī)模應(yīng)用重介淺槽分選機(jī)。其中以平朔安太堡選煤廠最先從美國引進(jìn)了丹尼爾重介質(zhì)分選機(jī),用于分選13~150mm塊煤。由于該設(shè)備具有操作維護(hù)簡單、投資低、效率高等優(yōu)勢,很快就在我國得到認(rèn)可,成為目前我國新建選煤廠中塊煤分選工藝的主選設(shè)備。從發(fā)展上來看,重介淺槽大有代替重介斜輪、立輪分選機(jī)的趨勢。
21世紀(jì)以來,彼德斯淺槽分選機(jī)開始在神東地區(qū)使用。2002年,孫家溝選煤廠首次在神東地區(qū)使用重介淺槽分選機(jī)分選塊煤。在此之后,神東地區(qū)新建選煤廠基本為塊煤重介質(zhì)淺槽工藝。重介淺槽分選機(jī)在該地區(qū)的廣泛應(yīng)用,為提高選煤工藝水平和洗選煤炭的質(zhì)量作出了重要貢獻(xiàn)。
目前,響應(yīng)國家發(fā)展改革委的倡導(dǎo),陜北大型煤炭示范基地建設(shè)啟動。規(guī)劃利用10年左右的時(shí)間,打造一個(gè)煤炭、電力、化工、鐵路、物流一體化的工業(yè)園區(qū)。對目前規(guī)劃開發(fā)的71座礦井,包括現(xiàn)有的6座選煤廠,其選煤方法基本采用塊煤淺槽分選工藝,突顯出了重介淺槽分選機(jī)在選煤工藝中的重要地位。
2.2 重介淺槽分選機(jī)的應(yīng)用分析
2.2.1 選煤廠塊煤排矸
重介淺槽分選機(jī)是目前選煤廠塊煤排矸的首選方法,由于其分選效率高,分選密度可調(diào)節(jié)范圍寬,加之分選粒度范圍寬、處理量大,且易于管理,生產(chǎn)過程可實(shí)現(xiàn)自動化的優(yōu)點(diǎn),所以在國內(nèi)選煤廠得到了很好的應(yīng)用。但是,國內(nèi)使用的重介淺槽分選機(jī)多以進(jìn)口產(chǎn)品為主;國內(nèi)生產(chǎn)的重介淺槽分選機(jī)大多是仿照國外設(shè)計(jì)的。
路慶華[6]對西曲礦選煤廠原有的選擇性破碎機(jī)塊煤排矸工藝進(jìn)行改造,通過對新設(shè)備的可行性研究以及現(xiàn)有幾種排矸設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)分析,結(jié)合入選煤質(zhì)不穩(wěn)定的特點(diǎn),最終選擇了 XZQ―1635型淺槽重介分選機(jī)作為塊煤的排矸設(shè)備。通過半年多的生產(chǎn)實(shí)踐表明,采用重介淺槽分選機(jī)對排矸系統(tǒng)的技術(shù)改造是可行的。改進(jìn)后的重介淺槽分選機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,完全滿足了生產(chǎn)需要。雖然工藝較以前復(fù)雜,技術(shù)改造投入成本高,但該工藝系統(tǒng)管理方便,機(jī)器運(yùn)行噪音小,改善了職工工作環(huán)境,同時(shí)降低了矸石帶煤量,減少了煤炭資源的浪費(fèi)。
焦紅光等[7]通過對馬村選煤廠+13mm無煙塊煤分選效果較差的原因進(jìn)行分析,決定對該廠原有的兩段水洗溜槽對塊煤洗選系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。最終在滿足生產(chǎn)要求的前提下,保留了原一段水洗溜槽分選工藝,并增設(shè)了淺槽重介質(zhì)精選流程。生產(chǎn)實(shí)踐表明,改造后的工藝效果有了顯著提高,不僅解決了長期以來焦作礦區(qū)由于原煤中介石含量高而帶來的選后煤炭產(chǎn)品質(zhì)量問題,提高了塊精煤的質(zhì)量,而且有效地回收了原煤中的介石。其中介石產(chǎn)品中因含有較多的可燃成分,既可單獨(dú)作為一種產(chǎn)品,又可破碎后再選,不僅保護(hù)了資源,又增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,收到了良好的效果。
李艷紅等[8]對華豐礦選煤廠采用重介淺槽排矸工藝對原有的排矸工藝進(jìn)行改造,以 XZQ―1620 重介淺槽分選機(jī)分選 200~50 mm粒級的塊煤,有效地解決了該選煤廠人工選矸效果差的問題。不僅減少了工人的勞動強(qiáng)度,而且可排除入選原煤中 70% 的矸石,降低了塊煤產(chǎn)品的灰分,提高了經(jīng)濟(jì)效益。
孫永新等[9]對山西王坡選煤廠100~13mm塊煤重介淺槽分選效果進(jìn)行了分析,其中,分選設(shè)備采用的是W8F48型重介淺槽分選機(jī)。從應(yīng)用實(shí)踐來看,W8F48塊煤重介淺槽分選機(jī)具有體積小、性能穩(wěn)定、事故率低等特點(diǎn),同時(shí)分選效率可達(dá)95%以上,可能偏差為0.07,達(dá)到了良好的分選指標(biāo)。
馮國富等[10]對斜溝煤礦選煤廠中DMB8013型重介淺槽分選150~50 mm 塊原煤的效果進(jìn)行評估。從單機(jī)檢查試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐表明,DMB8013型重介淺槽在斜溝煤礦選煤廠應(yīng)用效果良好。150~50 mm塊原煤分選效率高達(dá)99.8%;矸石中帶煤損失為 0.11%;設(shè)備的小時(shí)處理量大,適應(yīng)生產(chǎn)要求。
2.2.2 井下原煤排矸
隨著采煤工業(yè)逐漸采用機(jī)械化大生產(chǎn),使得煤層頂、底板及夾矸煤大量混人原煤中,造成原煤中矸石含量的增加。然而在一般的采煤流程中,原煤在井下是不做處理的,而是通過提升系統(tǒng)提升至地面后再進(jìn)行排矸作業(yè),排出的矸石堆積成矸石山,不僅占用了大量的土地,而且矸石中含有一定的可燃物,在一定的情況下還會發(fā)生自燃,排放出二氧化硫、氮氧化物和煙塵等大量有害氣體,污染環(huán)境。如果能將原煤中的矸石在井下排出,將分選出的矸石直接回填,則將會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
目前國內(nèi)第一座井下選煤廠已經(jīng)在山東新汶礦業(yè)集團(tuán)落戶生產(chǎn)。利用重介淺槽排矸工藝,實(shí)現(xiàn)了原煤井下洗選、矸石就地充填。不但解決了矸石占用土地、污染環(huán)境的問題,而且還降低了運(yùn)輸成本。該井下重介淺槽排矸工藝由來料系統(tǒng)、煤矸分選系統(tǒng)、介質(zhì)回收系統(tǒng)、煤泥水處理系統(tǒng)四大系統(tǒng)組成,如圖2所示。該廠自 2010 年6 月投產(chǎn)以來,系統(tǒng)運(yùn)行可靠,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,設(shè)備維護(hù)量小,自動化程度高;主要重介淺槽分選機(jī)分選效率高達(dá) 98. 5% 以上,矸石中帶煤率
在井下建立重介淺槽分選工藝是原煤井下分選、排矸的一個(gè)方向,重介淺槽分選機(jī)作為井下選煤廠的主選設(shè)備具有較高的分選效率,大幅度減少礦井矸石運(yùn)輸產(chǎn)生的無效運(yùn)輸量,不僅提高了企業(yè)的產(chǎn)能,降低了成本,而且減少了環(huán)境污染。在“十二五”期間,國家將研究建設(shè)井下選煤廠作為重點(diǎn)項(xiàng)目,并大力發(fā)展井下重介淺槽分選工藝。
3 重介淺槽分選機(jī)使用中常見故障及應(yīng)對措施
3.1 常見故障
(1)槽內(nèi)異物,造成卡鏈現(xiàn)象
重介淺槽分選機(jī)采用刮板鏈傳動的方式來運(yùn)輸重物料。在生產(chǎn)過程中,常因原煤中混有的長條煤塊、木棍、鐵器、棉紗、膠帶機(jī)膠皮帶等雜物在重介淺槽分選機(jī)底部卡住,造成卡鏈或堵鏈,嚴(yán)重時(shí)還會造成跳鏈、斷鏈等事故,從而影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)鏈片磨損,出現(xiàn)斷鏈現(xiàn)象。
重介淺槽分選機(jī)的鏈條是最易損壞的一個(gè)機(jī)構(gòu),鏈條失效的主要原因是磨損。因?yàn)殒湕l的鏈板與導(dǎo)軌、套筒與導(dǎo)軌及銷軸與套筒之間存在著較大的摩擦力,而且長期受水、介質(zhì)粉以及煤泥等多重因素的影響,鏈條易磨損或脫落,導(dǎo)致鏈條失效。一旦出現(xiàn)斷鏈或者其他鏈條故障,若不能及時(shí)采取措施,電機(jī)不但會拉斷鏈條,還會拉壞淺槽的其他部件;與此同時(shí),塊原煤和介質(zhì)會在槽體內(nèi)積聚結(jié)塊,致使整個(gè)淺槽“壓死”,給維修帶來了很大的困難。
(3)介質(zhì)系統(tǒng)出現(xiàn)密度不穩(wěn)定問題
重介淺槽分選機(jī)在洗選過程中,一定時(shí)間內(nèi),介質(zhì)密度可能會出現(xiàn)達(dá)不到設(shè)定值的現(xiàn)象。如果介質(zhì)的密度太低,會造成大量精煤混入矸石中排出,導(dǎo)致“壓死”淺槽刮板或堵塞矸石溜槽。于此同時(shí),由于介質(zhì)與煤炭沉積在一起,使得產(chǎn)品脫介變得非常困難;如果介質(zhì)的密度太高,又會使大量的中煤或矸石進(jìn)入精煤系統(tǒng),造成塊精煤質(zhì)量下降。另外,如果介質(zhì)系統(tǒng)不穩(wěn)定導(dǎo)致介質(zhì)桶內(nèi)的液位太低時(shí),也會使分選機(jī)中的煤與介質(zhì)積壓,造成槽體底部刮板“壓死”。
3.2 應(yīng)對措施
3.2.1防止鏈條卡鏈的應(yīng)對措施
增大對原煤入選前準(zhǔn)備工序的投入,盡量減少雜物進(jìn)入分選槽。為此,在原煤從煤倉到重介淺槽分選機(jī)所流經(jīng)的每一個(gè)轉(zhuǎn)載或分級環(huán)節(jié)都需要增設(shè)孔徑大小不一的篦子和下料溜槽,清理出大塊煤和雜物。同時(shí)加大工作人員巡回檢查的力度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)篦子上的雜物并清理;加強(qiáng)對除鐵器的管理,及時(shí)清理除鐵器上的鐵器,確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.2.2 防止鏈條斷鏈的應(yīng)對措施
針對鏈條經(jīng)常斷鏈的情況,可采取的措施有:
(1)減少主傳動小鏈輪的齒數(shù),降低鏈速,同時(shí)在從動軸上安裝保護(hù)裝置;
(2)日常管理中,對鏈條進(jìn)行預(yù)緊和拉緊相結(jié)合,減少鏈條磨損,延長鏈條的使用壽命;
(3)在重介淺槽分選機(jī)運(yùn)行一定時(shí)間后,及時(shí)調(diào)整緊鏈器和機(jī)尾的距離,防止機(jī)尾彎曲滑道處出現(xiàn)鏈條脫離滑道的現(xiàn)象。
3.2.3確保密度穩(wěn)定的對策措施
(1)對介質(zhì)的回收處理,要保證介質(zhì)的回收率。盡量減少煤流帶入的煤泥量 (煤泥的表面積大,將增加介質(zhì)的粘附量) ,可通過篩前濕法篩分來保證;同時(shí)加強(qiáng)對磁選機(jī)的日常管理,確保介質(zhì)的回收。
(2)合理選擇噴水位置,采用固定篩板對產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)先脫介,在分級段采用雙層脫介,以增加脫介篩的脫介面積。對第一噴水點(diǎn)位置的選擇取決于預(yù)先脫介效果和振動篩的預(yù)脫介的效果,如脫介效果好,第一噴水點(diǎn)要靠近振動篩的稀脫介處,同時(shí)還要與篩下溜槽位置相對應(yīng);第二噴水點(diǎn)選在第一噴水點(diǎn)與排料端中間。
4 結(jié)語
煤炭在很長一段時(shí)間內(nèi)仍是我國所依賴的一次能源,如何高效、潔凈地開發(fā)和利用豐富的煤炭資源,依舊是當(dāng)前必須解決重大戰(zhàn)略課題。加大動力煤洗選比例,走洗選加工之路;同時(shí)加速煤炭企業(yè)的整合,實(shí)現(xiàn)煤礦和與之配套的選煤廠的大型化發(fā)展是解決該課題的必由之路。重介淺槽分選機(jī)以其處理能力大、分選速度快、分選精度高等優(yōu)勢在選煤工藝中占據(jù)著越來越重要的地位。隨著國家對煤炭洗選加工的重視,重介淺槽工藝在中國選煤行業(yè)將具有十分廣闊的市場前景。因此在加強(qiáng)和完善重介淺槽分選工藝研究的基礎(chǔ)上,大力發(fā)展具有中國自主產(chǎn)權(quán)的大型重介淺槽分選機(jī),開辟出適合中國國情特點(diǎn)、適應(yīng)快速提高動力煤入洗比例的建廠技術(shù)途徑,對實(shí)現(xiàn)我國煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
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煤炭資源是我國重要的能源之一,因此這一資源與人們的發(fā)展息息相關(guān),所以要重視煤炭資源的開采及利用過程,并且在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境為我們所提供的信息優(yōu)勢與科技優(yōu)勢的支持下進(jìn)一步推動煤炭資源開采與利用技術(shù)的發(fā)展。而選煤這一環(huán)節(jié)作為煤炭事業(yè)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)更應(yīng)該得到人們高度的重視,同時(shí)這一環(huán)節(jié)中的對煤炭進(jìn)行清潔的過程還與我國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)不謀而和,因此相關(guān)部門更應(yīng)對選煤環(huán)節(jié)的革新與完善加以高度的關(guān)注,而這就需要從我國選煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀有一個(gè)充分的了解。
1 我國選煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 重介質(zhì)選煤比例提升
重介質(zhì)選煤工藝現(xiàn)已成為選煤工業(yè)發(fā)展的首選技術(shù),成為我國選煤技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。此外,耐磨技術(shù)也有很大進(jìn)步。并在設(shè)備大型化、生產(chǎn)過程自動控制、提高入料上限、降低有效分選下限以及簡化工藝系統(tǒng)等方面都取得了突破性的成就,進(jìn)一步提高了重介質(zhì)旋流器選煤的效率和經(jīng)濟(jì)性,標(biāo)志著我國重介質(zhì)選煤技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
1.2 跳汰選煤技術(shù)的進(jìn)步
跳汰物料處于松散狀態(tài)的時(shí)間占總脈動周期的比例已增長到70%以上,使有效分選時(shí)間增加,分層狀況得到改善;多次進(jìn)氣使物料床層更好地松散,減少因吸啜而產(chǎn)生的透篩損失,降低頂水耗量;使分選下限降低,分選的粒度范圍增寬,脫硫效果顯著提高。近年來,動篩跳汰機(jī)以其處理量大、用水量少、工藝簡單、分選效率高、運(yùn)營費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),備受選煤界的廣泛關(guān)注。
1.3 浮選技術(shù)發(fā)展大型浮選機(jī)的推出
浮選柱作為一種高效細(xì)粒煤分選設(shè)備,由于結(jié)構(gòu)簡單,占地面積小,成本低,建設(shè)周期短,節(jié)省能耗等優(yōu)點(diǎn),近年來在我國發(fā)展迅速。目前主要使用新結(jié)構(gòu)充填式浮選柱、旋流微泡浮選柱及射流浮選柱等。我國研制的浮選柱有效分選下限可達(dá)10?滋m,其性價(jià)比高于同類進(jìn)口設(shè)備和其他類型的浮選機(jī),應(yīng)用前景廣闊。
2 我國選煤技術(shù)煤炭清潔利用的影響
2.1 整體提升煤炭質(zhì)量
煤炭洗選即從原煤中將煤和矸石分離,從而獲得質(zhì)量不同的產(chǎn)品的過程。隨著煤炭消費(fèi)劇增和環(huán)保意識增強(qiáng),煤炭的洗選加工得到了各國的高度重視,因而推動了選煤技術(shù)的發(fā)展。使得選煤在煤炭行業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的作用。對煤炭的清潔利用的主要步驟是對煤炭的洗選,而這一步驟作為煤炭清潔領(lǐng)域中尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)其背后所體現(xiàn)的環(huán)保意義也是尤為巨大的。這一步驟的實(shí)施基礎(chǔ)是原煤,而原煤體系實(shí)際包含兩個(gè)部分,即煤層和矸石性雜質(zhì),洗選這一步驟主要就是將矸石性雜質(zhì)從原煤體系中分離出來,進(jìn)而使相應(yīng)的煤種能夠得到更高層次的質(zhì)量提升,因此這一環(huán)節(jié)對于煤炭事業(yè)來說意義重大,應(yīng)予以一定的發(fā)展性條件支持,如資金、技術(shù)等,從而進(jìn)一步提升我國選煤體系中的實(shí)際原煤質(zhì)量。
2.2 推動能源節(jié)約事業(yè)
煤炭洗選可大大降低灰分,脫除硫分,使煙塵(TSP)、SO2和NOx的排放顯著減少。同時(shí),去除大量的洗矸石和高灰分煤泥可用作電廠的燃料,或生產(chǎn)磚、水泥,鋪路、充填塌陷區(qū),為節(jié)能減排和減少了礦區(qū)環(huán)境污染創(chuàng)造了條件。煤炭的清潔體系實(shí)際上是一種煤炭的高效利用體系,這一體系的實(shí)際開展在一定程度上能夠進(jìn)一步提升煤炭的質(zhì)量,進(jìn)而使煤炭燃燒所釋放的能源數(shù)進(jìn)一步提升,在發(fā)熱的同時(shí)因?yàn)殡s質(zhì)的減少,相應(yīng)的電能消耗也會減少,所以在工業(yè)化的煤炭燃燒過程中,相應(yīng)的熱能效能夠得到較為明顯提升,并且與傳統(tǒng)的煤炭燃燒相比,產(chǎn)生同樣熱能耗所需要耗費(fèi)的煤炭數(shù)量也會因此而降低,較為符合當(dāng)下我國的可持續(xù)發(fā)展事業(yè)的相關(guān)要求。同時(shí)也為能源節(jié)約事業(yè)做出了一定的貢獻(xiàn)。
2.3 推動產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化
經(jīng)過清潔技術(shù)處理的煤炭,因其質(zhì)量上的變化可以將其進(jìn)一步開發(fā)成優(yōu)質(zhì)精品煤炭產(chǎn)物,進(jìn)而將實(shí)際的煤炭根據(jù)質(zhì)量的差異性而二次加工成不同質(zhì)量的產(chǎn)品,其中精煤提純之后的中煤可以提供給類似焦油化工廠、電力廠、化肥加工單位這一類對于煤炭數(shù)量需求巨大而相對來說對于煤炭的質(zhì)量并不是特別高的產(chǎn)業(yè),進(jìn)而節(jié)約其實(shí)際生產(chǎn)過程中的實(shí)際煤炭成本。而提純后產(chǎn)生的泥類煤質(zhì)可以經(jīng)過一定的電解等技術(shù)進(jìn)一步將其中的電解鋁等材質(zhì)析出,從而作為市面上的鋁材為相關(guān)的工業(yè)體系所用,因此這一系列的開發(fā)與利用工程的而實(shí)際推進(jìn)在一定程度上革新了煤炭產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu),進(jìn)而使煤炭產(chǎn)品有了較為多樣化的選擇,一改從前煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、孤立的局面,以全面帶動煤炭產(chǎn)業(yè)所引發(fā)的經(jīng)濟(jì)變革。因此,將改變煤炭企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,產(chǎn)業(yè)鏈短,經(jīng)濟(jì)效益差的局面,有利于煤炭產(chǎn)品由單結(jié)構(gòu)、低質(zhì)量向多品種、高質(zhì)量轉(zhuǎn)變,延伸煤炭企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)化,為煤礦提高經(jīng)濟(jì)效益、走可持續(xù)發(fā)展道路、開展綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了條件。
2.4 提升煤炭的競爭力
我國的煤炭很大一部分都用來出口,進(jìn)而獲取巨大的貿(mào)易差價(jià),而這也是我國主要的經(jīng)濟(jì)來源,在此基礎(chǔ)上,許多國家對我國的煤炭的需求量就進(jìn)一步增大,而與此同時(shí),這些客戶也希望獲得更為優(yōu)質(zhì)化的煤炭資源,因此它們開始對于我國的煤炭有了一系列的要求,因此基于這一背景就需要進(jìn)一步提升煤炭的清潔度,而對煤炭清潔利用體系的進(jìn)一步完善與落實(shí)能夠全方位提升煤炭的質(zhì)量,進(jìn)而使出口的煤炭滿足相應(yīng)國家對與煤炭各成分與含量的要求,因此這一煤炭清潔利用體系的實(shí)際開展具備一定的可行性。
結(jié)束語
總而言之,當(dāng)下我國煤炭事業(yè)的發(fā)展對于我國來說具有十分重要的意義,因此要在此基礎(chǔ)上全面建設(shè)我國的選煤體系,進(jìn)而為工業(yè)的發(fā)展和建設(shè)選出更為優(yōu)質(zhì)的煤炭資源,同時(shí)還要切實(shí)注重煤炭清潔技術(shù)的開發(fā),以此來提升煤炭的可利用性,以減少相應(yīng)的資源損耗,這兩部分的開發(fā)與建設(shè)有利于革新我國的煤炭事業(yè)結(jié)構(gòu);有利于完善我國的煤炭體系建設(shè),同時(shí)還有利于進(jìn)一步強(qiáng)化我國的煤炭質(zhì)量,進(jìn)而在此基礎(chǔ)上,從煤炭的角度帶動我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]趙志國,張東晨,閔凡飛.我國選煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對煤炭清潔利用的影響[J].中國科技論文在線,2011.
二、浮選的基本原理及浮選工藝
浮選過程就是將一定濃度的煤漿與定量的浮選藥劑在攪拌桶中進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁缓筮M(jìn)入浮選機(jī),由于浮選機(jī)攪拌、充氣,在煤漿中形成大量氣泡,疏水的煤粒與氣泡碰撞并黏附在氣泡上,上浮至礦漿液面,形成礦化泡沫層,由刮泡器刮出為精煤;不能黏附到氣泡上的矸石則留在水中,作為尾煤排出機(jī)體,從而達(dá)到分選的目的。
浮選是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)和流體力學(xué)的過程,在這個(gè)過程中起主導(dǎo)作用的是煤和矸石表面潤濕性的差異。煤和矸石的表面潤濕性之所以有差別主要是因?yàn)槊汉晚肥砻娴慕Y(jié)構(gòu)不同,煤主要由有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)兩部分組成,煤表面以非極性疏水表面為主,又存在不同程度的極性表面,煤的非極性表面對水分子的吸附力小于水分子之間的內(nèi)聚力,固水滴在煤表面不易展開,潤濕程度較小,疏水性較強(qiáng),因此煤粒與水中的氣泡碰撞接觸時(shí),氣泡容易克服水化層的阻擋,并排開水化層與煤粒表面黏附在一起。而矸石表面呈極性,水滴在矸石表面能迅速地展開,表明矸石表明親水性強(qiáng)。
目前應(yīng)用最廣泛的浮選工藝是泡沫浮選法,向煤泥中加入各種浮選藥劑并攪拌調(diào)和,使之與煤泥細(xì)粒作用,以擴(kuò)大不同煤泥顆粒間的可浮性差別。調(diào)好的礦漿送入浮選槽,攪拌充氣。礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞,可浮性好的煤泥選擇性地黏附于氣泡并攜帶上升成為氣—液—固三相組成的礦化泡沫層,經(jīng)機(jī)械刮取或從礦漿面溢出,再脫水、干燥成精煤產(chǎn)品。不能浮起的礦物隨礦漿從浮選槽底部作為尾礦產(chǎn)品排出。
三、影響煤泥高效浮選的主要因素分析
1.浮選原料煤
煤泥浮選原料由粒度粗細(xì)不等、密度大小不同的煤和矸石及連生體組成,其可浮性與煤化程度、煤巖成分、氧化程度以及礦物質(zhì)的浸染等有關(guān)。研究表明:相同工藝條件下,中等煤化程度的煤(焦煤、肥煤、瘦煤)的可浮性最好,年輕的和年老的煤浮選效果很差;同一種煤,由于煤巖成分的不同,可浮性不同,鏡煤的可浮性最好,絲炭最差,亮煤和暗煤居中。煤被氧化后,煤表面親水性增加,可浮性變差,因此煤泥氧化程度越大對浮選越不利。
另外,的可浮性與煤泥的粒度有關(guān)。煤泥粒度要求為0.5mm以下。煤泥的最佳浮選粒級是在0.074—0.25mm,而對于0.25—2mm的粗粒煤泥,由于其粒度大,可浮性不好,在浮選過程中不能有效分選[1],造成精煤損失,因此有效分選出粗粒煤泥的精煤非常關(guān)鍵。推薦對煤泥粒度進(jìn)行小篩分實(shí)驗(yàn),在0.25—0.5ram比重較大且灰分偏高的情況下,推薦采用TBS分選粗粒煤泥,有效回收粗煤泥,解決“跑粗”,同時(shí),對于<0.25ram的細(xì)粒級,可采用對其有效地浮選柱分選,達(dá)到提高浮選精煤產(chǎn)率的目的[2]。
2.浮選藥劑及藥劑制度
煤泥浮選只靠煤和矸石表明的自然差別是不夠的,為了擴(kuò)大煤和矸石表面性質(zhì)的差異,必須向礦漿中加入一定量的浮選藥劑,以增強(qiáng)煤粒表明的疏水性。浮選藥劑主要由起泡劑、捕收劑、抑制劑、調(diào)整劑四部分組成。煤泥浮選中,一般采用煤油、輕柴油做捕收劑,仲辛醇作起泡劑,石灰或碳酸鈉做抑制劑,水玻璃、醇做調(diào)整劑。不同的浮選藥劑對煤泥的浮選效果不同,要根據(jù)煤泥的性質(zhì),選用不同的浮選藥劑,做浮選對比試驗(yàn)。在滿足用戶要求的情況下,應(yīng)選擇性能價(jià)格比最優(yōu)的藥劑。
藥劑制度主要指藥劑的種類和用量,加藥方式和加藥點(diǎn),以及藥劑的乳化,等等。藥劑用量要適量,過量的藥劑不僅造成浪費(fèi),而且使精煤質(zhì)量降低,如果浮選藥劑量不足,就會使浮選速度和精煤回收率降低。適宜的用藥量要根據(jù)浮選原料性質(zhì)、藥劑性質(zhì)和加藥方式等通過實(shí)驗(yàn)來確定。加藥方式有一次添加和分次添加兩種。一次添加是將藥劑添加到攪拌桶中,這樣可以提高浮選速度,操作方便,但選擇性差。藥劑性質(zhì)不活潑、不易失效和不易分散,當(dāng)煤漿中細(xì)泥較少時(shí),可采用一次加藥。分次加藥可使浮選機(jī)各槽中煤漿的藥劑濃度比較均勻,有利于提高選擇性和降低用藥量,但分次加藥量和加藥點(diǎn)也應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。
3.浮選流程
合理的浮選流程是保證獲得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的首要條件,常見的浮選工藝流程有下列四種。
(1)一次浮選流程
一次浮選流程是煤泥經(jīng)浮選分成精煤(泡沫)和尾煤兩種產(chǎn)品最簡單的流程。該流程的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)操作方便,處理量大。適合于低灰易選煤泥對精煤質(zhì)量要求不太高的較難選煤。
(2)中煤再選流程
圖2所示為中煤再選流程,該流程前四室的產(chǎn)品為最終精煤產(chǎn)品,后兩室的泡沫產(chǎn)品為中煤,返回到第二室再選,末一室排出的最后為尾煤。該流程的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,由于中煤再選,精煤、尾煤質(zhì)量指標(biāo)容易保證,適用于細(xì)粒含量多的較難選煤,但只有當(dāng)中煤基本上不以連生體形式存在時(shí),再選才有效。
(3)精煤再選流程
該流程如圖3所示,該流程可以全部精煤再選也可部分精煤再選,該流程的特點(diǎn)是流程復(fù)雜,適用于難選煤或?qū)嘿|(zhì)量要求比較高的浮煤。
(4)三產(chǎn)品流程
上述幾種浮選產(chǎn)品流程都是選出最終產(chǎn)品,這對要求出低灰精煤、高灰尾煤,往往不容易保證,而三產(chǎn)品流程就可以實(shí)現(xiàn),如圖4,因此它適合含連生體多而精煤灰分有要求比較低的難選煤。該流程的缺點(diǎn)是要多設(shè)中煤過濾系統(tǒng)。
四、結(jié)語
在煤泥浮選工藝設(shè)計(jì)中,原煤性質(zhì)是最先應(yīng)考慮的影響因素,還有浮選工藝的設(shè)計(jì)和改進(jìn),也要對浮選藥劑及藥劑制度、浮選設(shè)備、浮選流程等進(jìn)行分析探究,以上因素應(yīng)協(xié)調(diào)考慮,這對實(shí)現(xiàn)煤泥高效、經(jīng)濟(jì)浮選具有重要意義。
在煤炭市場寬松情況下,以市場為導(dǎo)向,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),優(yōu)化客戶布局,實(shí)施品質(zhì)差異化經(jīng)營理念,確保銷售市場穩(wěn)定,是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。
1.1深化洗選加工,提升產(chǎn)品價(jià)值
由于煤炭行業(yè)的特殊性,井下生產(chǎn)的原煤只是初級產(chǎn)品,真正的產(chǎn)品制造在選煤環(huán)節(jié)。因此,從某種意義上講,煤炭企業(yè)的營銷活動是從選煤環(huán)節(jié)開始的。冀中能源注重選煤煤質(zhì),堅(jiān)持煤礦辦到哪里,洗選設(shè)施就建到哪里的原則,邢臺礦區(qū)的6座生產(chǎn)礦井中有5座建有選煤廠,而沒有選煤廠的邢東礦原煤也全部調(diào)配到其他選煤廠入洗。多年來,冀中能源一直緊跟國內(nèi)先進(jìn)的選煤工藝技術(shù),及時(shí)進(jìn)行選煤廠改造,逐步擴(kuò)大選煤廠入洗能力,提高原煤入洗率和精煤產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品對市場的適應(yīng)性。目前,邢臺礦區(qū)原煤實(shí)現(xiàn)100%入洗,精煤售價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原煤售價(jià),提高了企業(yè)的競爭力。
1.2調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),生產(chǎn)適銷商品
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,煤炭用戶的日趨增多,對煤炭品種的需求更加多樣化。企業(yè)只有不斷新增煤炭品種,積極主動地進(jìn)行市場調(diào)研,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),才能提高企業(yè)自身的市場適應(yīng)能力和競爭力。1997年以前,冀中能源的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,供給冶金、電力、焦化企業(yè)的工業(yè)用煤占比不足50%,有一大部分原煤銷往民用燃料煤市場,淡旺季變化明顯,價(jià)格波動大且用戶零散。1998年冀中能源開始實(shí)施精煤戰(zhàn)略,以市場為導(dǎo)向,持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品細(xì)分,大力開拓工業(yè)用煤市場,公司產(chǎn)品從最初的冶煉精煤、原煤等簡單幾個(gè)品種發(fā)展到現(xiàn)在包括噴吹煤、末煤等在內(nèi)30多種產(chǎn)品。此舉不僅把大量的民用燃料煤轉(zhuǎn)變成冶金、焦化和電力用煤,而且擺脫了淡旺季的波動,實(shí)現(xiàn)了市場需求穩(wěn)定均衡,產(chǎn)品平均售價(jià)大幅提升,貨款回收狀況明顯改善,企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。2.3優(yōu)化客戶結(jié)構(gòu),確保市場穩(wěn)定穩(wěn)定可靠的客戶群可以減少資金占用,加速資金周轉(zhuǎn),創(chuàng)造最佳效益。冀中能源在進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時(shí),不斷優(yōu)化市場結(jié)構(gòu),實(shí)施大客戶戰(zhàn)略。多年來,冀中能源煤炭銷售始終堅(jiān)持向企業(yè)發(fā)展前景好、企業(yè)信用好、運(yùn)輸便利、用量大的用戶傾斜,與8家大型冶金、焦化、電力企業(yè)建立了中長期戰(zhàn)略合作關(guān)系,穩(wěn)定了企業(yè)的市場,保證了用戶的需求,為雙方營造了穩(wěn)定的經(jīng)營環(huán)境。
2提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)創(chuàng)造雙贏局面
服務(wù)意識是企業(yè)經(jīng)營的靈魂,提升顧客滿意度和忠誠度,贏得更多顧客,將決定企業(yè)在激烈的市場競爭中能夠走多遠(yuǎn)。
2.1堅(jiān)持用戶至上,追求客戶滿意
在服務(wù)用戶上,煤炭企業(yè)應(yīng)始終堅(jiān)持用戶至上的原則。運(yùn)銷部門永遠(yuǎn)是用戶在企業(yè)內(nèi)的利益代言人,多年來,冀中能源運(yùn)銷部門堅(jiān)持公平交往、誠信待客,多方面為用戶需求考慮。一是公司煤炭運(yùn)銷部門注重對市場的調(diào)研,為用戶提供現(xiàn)實(shí)和潛在的市場需求。二是把維護(hù)用戶利益放在了首位,每年煤炭訂貨會與用戶簽訂合同,達(dá)成供貨意向后,運(yùn)銷部門將用戶產(chǎn)量、質(zhì)量需求信息及時(shí)反饋到礦井生產(chǎn)和煤質(zhì)部門,并進(jìn)一步修訂生產(chǎn)計(jì)劃,按用戶需求組織生產(chǎn)和銷售。三是營銷部門業(yè)務(wù)人員對口定期走訪,凡是雙方確認(rèn)的質(zhì)量糾紛,及時(shí)進(jìn)行處理以達(dá)到雙方滿意。四是依托與鐵路部門良好的合作關(guān)系,在鐵路發(fā)運(yùn)上,保證按時(shí)發(fā)貨,當(dāng)用戶有緊急需求時(shí)做到及時(shí)到貨。
2.2推行集中銷售,增強(qiáng)議價(jià)能力
營銷集中管理是有效整合內(nèi)部資源,全面提升煤炭企業(yè)的信譽(yù)度、話語權(quán)、市場地位,使企業(yè)的整體利益得到最優(yōu)的需要。冀中能源積極發(fā)揮集中銷售平臺優(yōu)勢,加強(qiáng)內(nèi)部溝通和信息共享,共同面對市場、面對客戶,市場話語權(quán)進(jìn)一步增強(qiáng),尤其是在煤炭市場下行時(shí),集中銷售的優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)。對于外欠貨款嚴(yán)重、經(jīng)營狀況較差的用戶,嚴(yán)格控制發(fā)運(yùn)量。同時(shí),對于有接貨能力、經(jīng)營業(yè)績優(yōu)秀的用戶,給予適當(dāng)優(yōu)惠政策,增加供貨量,切實(shí)做到保市場、控風(fēng)險(xiǎn)、促回收。
2.3強(qiáng)化讓渡意識,營造共贏局面
根據(jù)國家的規(guī)劃,到2010年,中國將建立起比較完善的循環(huán)經(jīng)濟(jì)法律、法規(guī)體系、政策支持體系、技術(shù)創(chuàng)新體系和有效的約束機(jī)制。首先,國家重點(diǎn)行業(yè)資源利用效率將有較大幅度提高,形成一批具有較高資源生產(chǎn)率、較低污染排放率的清潔生產(chǎn)企業(yè);重點(diǎn)領(lǐng)域建立和完善資源循環(huán)利用體系和機(jī)制;全國資源生產(chǎn)率大幅度提高,廢棄物排放顯著削減,初步建立起資源消耗、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好的國民經(jīng)濟(jì)體系的資源節(jié)約型社會。同時(shí),國家將把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為政府投資的重點(diǎn)領(lǐng)域,加大對循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持。對一些重大項(xiàng)目進(jìn)行直接投資或資金補(bǔ)助、貸款貼息的支持,引導(dǎo)各類金融機(jī)構(gòu)對有利于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目給予貸款支持。
煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益主要依賴量的增長,企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力非常差。由于長年開采,對生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴(yán)重,地質(zhì)災(zāi)害、空氣污染、水資源破壞、水質(zhì)污染、固體廢物污染已經(jīng)直接影響到礦區(qū)的生產(chǎn)生活。煤炭資源枯竭,次級資源、伴生資源大量廢棄。煤砰石山自燃破壞了環(huán)境,影響了地下水、土壤土質(zhì)和空氣等的質(zhì)量。以往高投人、高消耗、高污染、低效益的粗放型增長方式,必然會導(dǎo)致資源的枯竭,釀成災(zāi)難性的環(huán)境污染后果。
煤炭企業(yè)應(yīng)在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下,積極推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,走一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源利用少、環(huán)境污染低、人力資源得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高企業(yè)科技含量。煤炭企業(yè)是以煤炭資源為重點(diǎn)的企業(yè),發(fā)展原煤洗選、型煤加工,提高礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)和回收利用率,加大粉煤灰、煤砰石的綜合利用,構(gòu)建煤一電一建材產(chǎn)業(yè)鏈,引進(jìn)關(guān)聯(lián)度較高的技術(shù)、加大節(jié)能技術(shù)、節(jié)水技術(shù)、鏈接技術(shù)、新材技術(shù)、生態(tài)技術(shù)的研究應(yīng)用,用高科技技術(shù)和先進(jìn)實(shí)用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提高資源韋約利用水平,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。
同煤集團(tuán)用發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則,積極推進(jìn)煤炭企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。同煤集團(tuán)塔山工業(yè)園區(qū)的建設(shè)模式,具有鮮明的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”特點(diǎn),體現(xiàn)了“減量化、再利用、資源化”的要求,通過拉長產(chǎn)業(yè)鏈,榨干廢棄物,形成閉合的產(chǎn)業(yè)鏈條,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),使環(huán)境、資源所付出的代價(jià)降到最低。在規(guī)劃上充分利用地形高差,使煤流方向自高向低流動,各廠以園區(qū)主千道為中軸線,按原材料的來源進(jìn)行合理布置,并力求工藝合理,系統(tǒng)簡單,功能分區(qū)明確,減少環(huán)境污染。并設(shè)計(jì)上按照“以煤為主,多業(yè)并舉,綜合發(fā)展”的思想,形成以礦井為龍頭,以煤炭深加工和資源綜合利用為目的,實(shí)現(xiàn)以煤為主,多業(yè)并舉的產(chǎn)業(yè)鏈。
塔山工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成是:以建設(shè)塔山礦井為龍頭,配套建設(shè)相應(yīng)的選煤廠;選煤廠生產(chǎn)的精煤直接裝車外運(yùn);選煤廠分選出來的低熱值煤(包括煤泥、中煤)和煤砰石輸送到4x5萬kW的資源綜合利用電廠發(fā)電,電廠產(chǎn)生的余熱用于居民區(qū)的冬季取暖,同時(shí)建設(shè)裝機(jī)容量為2x60萬kw的坑口電廠,利用電廠排出的粉煤灰和煤殲石為原料,建設(shè)水泥廠和建筑材料廠;利用采煤過程中采出的伴生物高嶺巖為原料建設(shè)高嶺土鍛燒廠。這樣,各個(gè)生產(chǎn)單位首尾相聯(lián),環(huán)環(huán)相扣,上一個(gè)生產(chǎn)單位的廢料正好是下一個(gè)生產(chǎn)單位的原料,做到了資源的充分循環(huán)利用,并且把廢物排放和對環(huán)境的污染降到最低。將傳統(tǒng)的資源一產(chǎn)品一廢棄物單向直線式經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,變?yōu)橘Y源一產(chǎn)品一廢棄物一再生源的反饋式循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。
塔山工業(yè)園區(qū)的建設(shè),將從根本上扭轉(zhuǎn)多年來大量消耗、大量廢棄、大量污染的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長模式,為資源型企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展走出一條新路。從經(jīng)濟(jì)效益上看,塔山工業(yè)園區(qū)具有較大的盈利能力。根據(jù)初步制定的園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)施方案,園區(qū)各個(gè)項(xiàng)目全部建成并達(dá)產(chǎn)后,年銷售收入可達(dá)60億元人民幣,稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率12.39%,投資利潤率10.57%,投資利稅率14.78%,盈虧平衡點(diǎn)64.7%,12年即可收回投資,這些都大于(或好于)建設(shè)項(xiàng)目的基準(zhǔn)要求。從社會效益上看,塔山工業(yè)園區(qū)建設(shè)將為改變資源型企業(yè)的發(fā)展模式樹立樣板,做大了煤炭主業(yè),實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化經(jīng)營;調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多元化經(jīng)營;保證生產(chǎn)接續(xù),促進(jìn)礦區(qū)社會穩(wěn)定;并為節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境,建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會做出了貢獻(xiàn)。
根據(jù)國家的規(guī)劃,到2010年,中國將建立起比較完善的循環(huán)經(jīng)濟(jì)法律、法規(guī)體系、政策支持體系、技術(shù)創(chuàng)新體系和有效的約束機(jī)制。首先,國家重點(diǎn)行業(yè)資源利用效率將有較大幅度提高,形成一批具有較高資源生產(chǎn)率、較低污染排放率的清潔生產(chǎn)企業(yè);重點(diǎn)領(lǐng)域建立和完善資源循環(huán)利用體系和機(jī)制;全國資源生產(chǎn)率大幅度提高,廢棄物排放顯著削減,初步建立起資源消耗、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好的國民經(jīng)濟(jì)體系的資源節(jié)約型社會。同時(shí),國家將把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為政府投資的重點(diǎn)領(lǐng)域,加大對循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持。對一些重大項(xiàng)目進(jìn)行直接投資或資金補(bǔ)助、貸款貼息的支持,引導(dǎo)各類金融機(jī)構(gòu)對有利于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目給予貸款支持。
煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益主要依賴量的增長,企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力非常差。由于長年開采,對生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴(yán)重,地質(zhì)災(zāi)害、空氣污染、水資源破壞、水質(zhì)污染、固體廢物污染已經(jīng)直接影響到礦區(qū)的生產(chǎn)生活。煤炭資源枯竭,次級資源、伴生資源大量廢棄。煤砰石山自燃破壞了環(huán)境,影響了地下水、土壤土質(zhì)和空氣等的質(zhì)量。以往高投人、高消耗、高污染、低效益的粗放型增長方式,必然會導(dǎo)致資源的枯竭,釀成災(zāi)難性的環(huán)境污染后果。
煤炭企業(yè)應(yīng)在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下,積極推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,走一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源利用少、環(huán)境污染低、人力資源得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高企業(yè)科技含量。煤炭企業(yè)是以煤炭資源為重點(diǎn)的企業(yè),發(fā)展原煤洗選、型煤加工,提高礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)和回收利用率,加大粉煤灰、煤砰石的綜合利用,構(gòu)建煤一電一建材產(chǎn)業(yè)鏈,引進(jìn)關(guān)聯(lián)度較高的技術(shù)、加大節(jié)能技術(shù)、節(jié)水技術(shù)、鏈接技術(shù)、新材技術(shù)、生態(tài)技術(shù)的研究應(yīng)用,用高科技技術(shù)和先進(jìn)實(shí)用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提高資源韋約利用水平,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。
同煤集團(tuán)用發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則,積極推進(jìn)煤炭企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。同煤集團(tuán)塔山工業(yè)園區(qū)的建設(shè)模式,具有鮮明的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”特點(diǎn),體現(xiàn)了“減量化、再利用、資源化”的要求,通過拉長產(chǎn)業(yè)鏈,榨干廢棄物,形成閉合的產(chǎn)業(yè)鏈條,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),使環(huán)境、資源所付出的代價(jià)降到最低。在規(guī)劃上充分利用地形高差,使煤流方向自高向低流動,各廠以園區(qū)主千道為中軸線,按原材料的來源進(jìn)行合理布置,并力求工藝合理,系統(tǒng)簡單,功能分區(qū)明確,減少環(huán)境污染。并設(shè)計(jì)上按照“以煤為主,多業(yè)并舉,綜合發(fā)展”的思想,形成以礦井為龍頭,以煤炭深加工和資源綜合利用為目的,實(shí)現(xiàn)以煤為主,多業(yè)并舉的產(chǎn)業(yè)鏈。
塔山工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成是:以建設(shè)塔山礦井為龍頭,配套建設(shè)相應(yīng)的選煤廠;選煤廠生產(chǎn)的精煤直接裝車外運(yùn);選煤廠分選出來的低熱值煤(包括煤泥、中煤)和煤砰石輸送到4x5萬kW的資源綜合利用電廠發(fā)電,電廠產(chǎn)生的余熱用于居民區(qū)的冬季取暖,同時(shí)建設(shè)裝機(jī)容量為2x60萬kw的坑口電廠,利用電廠排出的粉煤灰和煤殲石為原料,建設(shè)水泥廠和建筑材料廠;利用采煤過程中采出的伴生物高嶺巖為原料建設(shè)高嶺土鍛燒廠。這樣,各個(gè)生產(chǎn)單位首尾相聯(lián),環(huán)環(huán)相扣,上一個(gè)生產(chǎn)單位的廢料正好是下一個(gè)生產(chǎn)單位的原料,做到了資源的充分循環(huán)利用,并且把廢物排放和對環(huán)境的污染降到最低。將傳統(tǒng)的資源一產(chǎn)品一廢棄物單向直線式經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,變?yōu)橘Y源一產(chǎn)品一廢棄物一再生源的反饋式循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。塔山工業(yè)園區(qū)的建設(shè),將從根本上扭轉(zhuǎn)多年來大量消耗、大量廢棄、大量污染的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長模式,為資源型企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展走出一條新路。從經(jīng)濟(jì)效益上看,塔山工業(yè)園區(qū)具有較大的盈利能力。根據(jù)初步制定的園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)施方案,園區(qū)各個(gè)項(xiàng)目全部建成并達(dá)產(chǎn)后,年銷售收入可達(dá)60億元人民幣,稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率12.39%,投資利潤率10.57%,投資利稅率14.78%,盈虧平衡點(diǎn)64.7%,12年即可收回投資,這些都大于(或好于)建設(shè)項(xiàng)目的基準(zhǔn)要求。從社會效益上看,塔山工業(yè)園區(qū)建設(shè)將為改變資源型企業(yè)的發(fā)展模式樹立樣板,做大了煤炭主業(yè),實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化經(jīng)營;調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多元化經(jīng)營;保證生產(chǎn)接續(xù),促進(jìn)礦區(qū)社會穩(wěn)定;并為節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境,建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會做出了貢獻(xiàn)。
1.煤炭開采對環(huán)境的污染與破壞
保護(hù)環(huán)境是我國的一項(xiàng)基本國策,是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。煤炭是我國的主要能源,又是“不清潔能源”,在開發(fā)過程中對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。煤礦產(chǎn)生的固體廢棄物主要是井下開掘巖巷、半煤巖巷排出的礦石、露天礦剝離物以及原煤洗選過程中的洗礦等。迄今為止,全國堆積的煤礦石已達(dá)30億噸左右,占地約5500hm2,并以每年2.0億噸左右的速度增長。全國現(xiàn)有大小礦石山數(shù)萬座,其中數(shù)百座在自燃,排放大量的煙塵和有害氣體,對礦區(qū)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。礦石山淋溶水含較強(qiáng)的酸性滲入地下,個(gè)別地區(qū)礦石中還含有重金屬以及放射性元素,污染了周圍土壤和地表水系及地下水。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。礦石山侵占耕地良田,有些地區(qū)因暴雨導(dǎo)致礦石山滑坡,甚至礦石山爆炸等事故,危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全。我國大部分煤礦都有瓦斯,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井約占40%左右。礦井水是煤礦排放量最大的一種廢水,它對地表河流等水資源產(chǎn)生較大的污染。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。礦井水主要來自地表滲水、巖石孔隙水、地下含水層疏放水以及煤礦生產(chǎn)中防塵、灌漿、充填污水等。礦井水由于受開采、運(yùn)輸過程中散落的煤粉、巖粉、支架乳化液等雜物的污染以及煤中伴生礦物的分解氧化等導(dǎo)致水體混濁。目前我國煤炭開采以井工開采為主,按1998年煤炭產(chǎn)量構(gòu)成,井工礦開采煤炭產(chǎn)量占93%。國有重點(diǎn)煤礦采用的采煤方法基本都是長壁式開采,全部跨落法管理頂板。由于采動造成上覆巖層移動、變形、跨落、直至地表塌陷。據(jù)測定,緩傾斜、傾斜煤層開采,地表塌陷最大深度一般為煤層開采總厚度的0.7倍,塌陷面積是煤層開采面積的1.2倍左右。
2.實(shí)現(xiàn)清潔開采的措施與途徑
黨的十五屆五中全會已重視到生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù),并將其列入實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。“十五”期間,針對煤炭行業(yè)環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題,積極推行清潔生產(chǎn)。清潔生產(chǎn)是保護(hù)人類生活環(huán)境防止污染的重要途徑。它以提高資源、能源的開發(fā)和利用率,減少污染物的產(chǎn)生量和排放量為宗旨,是促進(jìn)煤炭生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)共同發(fā)展的重要決策。因此,必須采取有效的煤炭清潔開采技術(shù)措施,以保護(hù)我們的生活環(huán)境。
2.1減少井下出礦量的措施
(1)全煤巷開拓方式發(fā)展建設(shè)高產(chǎn)高效礦井,向一礦一井一面或兩面發(fā)展,采用大功率、高強(qiáng)度、大能力現(xiàn)代化采掘設(shè)備。采掘速度加快,生產(chǎn)高度集中,礦井或水平的服務(wù)年限相應(yīng)縮短;所需同時(shí)維護(hù)和使用的巷道長度和時(shí)間縮短;巷道支護(hù)技術(shù)的提高、支護(hù)材料的改進(jìn)以及強(qiáng)力皮帶的使用和單軌吊車、卡軌車、齒軌車等輔助設(shè)備的推廣應(yīng)用,可使開拓巷道掘在煤層中,不必掘在巖層中。國外如德國、英國近年來已逐漸向全煤巷開拓發(fā)展,一些煤礦已取消了排礦系統(tǒng),地面基本消除了礦石山。我國一些地方小煤礦基本無巖石巷道。
(2)采區(qū)巷道全煤化對于煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)巷道,如采區(qū)上山和區(qū)段集中巷等應(yīng)盡量布置在煤層中。因一礦一井一面或兩面(兩面時(shí)各在一個(gè)采區(qū))一個(gè)采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面只有一個(gè),所以不用設(shè)
區(qū)段集中巷,使巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡單化。
(3)減少煤炭回采過程中混入礦石量對開采3.5~5.0m厚的緩傾斜煤層,結(jié)構(gòu)簡單可一次采全厚;對開采3.5~5.0m厚的傾斜和急傾斜煤層,可采用分層開采,若有夾石層,可以夾石層作為下分層的頂板;對開采大于5m的厚及特厚緩傾斜煤層可采用一次采全厚放頂煤開采。為提高放頂煤質(zhì)量和提高頂煤回采率,要選用多輪順序放煤工藝及低位插板式放煤支架。
(4)薄煤層開采掘出的巷道為半煤巖巷,為使巖石不出井,掘巷時(shí)可將巷道掘?qū)捫咕虺龅牡V石充填到巷道的一側(cè)或兩側(cè)。為使充填工作方便,在掘巷時(shí)要選擇合理的爆破參數(shù),使崩落的礦石塊度便于充填工作。
2.2減少井下廢氣、粉塵污染的措施
經(jīng)風(fēng)井排至地面的廢氣中含有大量的有害氣體,其中主要成分是45%。煤
層采掘前預(yù)抽45%可以有效地大幅度減少生產(chǎn)中45%涌出量,這不僅是保證安全生產(chǎn)的重要技術(shù)措施,也是減輕礦井排放廢氣的重要途徑。對于排入大氣中的有害氣體量雖然遠(yuǎn)小于45%,但也不可忽視,應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行治理。如:采用煤層注水、高壓噴霧、聲波霧化、巷道風(fēng)流水幕凈水、集塵風(fēng)機(jī)等滅塵措施,防止沼氣與煤塵爆炸時(shí)產(chǎn)生有害氣體;向采空區(qū)灌漿、注氮、噴灑阻化劑、及時(shí)打密閉等措施防止煤炭自燃產(chǎn)生有害氣體;發(fā)展使用巖巷與煤巷掘進(jìn)機(jī)和研究制造適合地方小煤礦使用的小型采煤機(jī),防止爆破掘巷和爆破采煤中放炮(每公斤硝銨炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生40-47L的有害氣體;使用柴油動力機(jī)械應(yīng)配置廢氣凈化器,把井下各作業(yè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的有害氣體降到最低限度。
2.3井下污水處理技術(shù)
目前推廣的經(jīng)濟(jì)型水泵工藝或區(qū)域化水泵工藝所采用的煤泥水處理系統(tǒng)都是按閉路循環(huán)設(shè)計(jì)的。在井下中央硐室采用斜管沉淀倉對采區(qū)分級脫水后的煤泥水進(jìn)一步凈化處理,大部分煤泥水凈化后在井下供采掘用水循環(huán)使用,只有少部分經(jīng)過濃縮后的高濃度煤泥水用小流量高揚(yáng)程煤泥泵排至地面入選煤廠或脫水廠處理。對于小型煤礦地面無洗煤廠,所產(chǎn)生的煤泥水都在井下中央硐室處理,中央硐室采用濃縮旋流器和高頻震動篩對煤泥水進(jìn)一步處理,可以做到煤泥水不上井。
2.4減少地表塌陷
對于劣質(zhì)煤層或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的煤層,可采用柱式或房柱式采煤法、條帶式采煤法回采,以減少采后的地表塌陷量,減輕對地表環(huán)境的影響。對特厚煤層利用水砂充填管理采空區(qū)頂板是減少地表沉陷的最有效方法。盡管此法增加設(shè)備,增加生產(chǎn)系統(tǒng),使礦井生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜化,噸煤成本增高,但對地表環(huán)境影響是很小的。
對薄及中厚的煤層群,應(yīng)采用離層帶高壓注入泥漿技術(shù)。地下煤層開采后上覆巖層產(chǎn)生變形和移動,巖層間產(chǎn)生不同程度的離層。在地面向各離層帶打鉆孔,通過鉆孔向離層空隙中高壓注入泥漿,以減緩和減少地表沉陷。
3.結(jié)論
煤炭地下氣化是目前較理想的煤炭清潔開采技術(shù)。它是將地下煤炭通過熱化學(xué)反應(yīng)在原地將煤炭轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的技術(shù),是對傳統(tǒng)采煤方式的根本性變革。不僅極大地減少了井下工程及艱苦作業(yè),而且消除了煤炭開采對環(huán)境的污染和煤炭燃燒對生態(tài)環(huán)境的不利影響和危害。煤層氣即沼氣,它是煤炭形成過程中的伴生物,并隨煤炭賦存于煤層中的易燃易爆氣體。在采煤過程中常作為有害氣體排至地面,污染了大氣環(huán)境。據(jù)近些年來的研究表明,沼氣是一種潔凈熱效率高的新能源,并且價(jià)格低廉。這種能源的開發(fā)和利用既消除了采煤隱患,又避免了資源浪費(fèi),保護(hù)了環(huán)境。因此,應(yīng)大力發(fā)展煤層氣的開發(fā)。
參考文獻(xiàn)
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