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【摘 要】平煤股份二矿原有筛分系统存在诸如运输能力弱、效率低、安全系数不高等问题，在实际生产中严重制约了矿井发展的需要。经过对原有筛分系统的改造，不仅优化了生产系统布局，更简化了工艺流程，整个设备布置合理，煤流通畅。系统通过改造优化后，提高了煤质与整体经济效益。
【Abstract】The existing screening system in Pingdingshan Tianan Coal Mining Co. Ltd.No.2 Mine has many problems， such as weak transport capacity， low efficiency and low safety factor， seriously restricted the development of mine . Through the transformation of the original screening system， not only optimized the layout of the production system， but also simplified the process， so that the whole equipment layout is reasonable， the flow of coal is smooth.After the optimization and modification， the coal quality and the economic benefit are improved.
【关键词】筛分系统；改造；工艺
【Keywords】 screening system； transformation； technology
【中图分类号】TD82-9 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0194-03
1 引言
二矿主斜井皮带运输出的原煤产品中灰分高，必须进行二次加工后才能达到集团及客户的要求。二矿的筛分系统有以下问题：①窄轨排矸系统影响正常生产、稳定性差。排矸系统在手选后使用非标1.5t窄轨矿车进行矸石的转运，在转运至矸石山过程中除运输能力有限外还存在受气象条件影响大、稳定性差的问题，此外由于矿车在运输过程中上口一直处于裸露状态，稍有颠簸便会致使部分矸石撒落，存在一定安全隐患及环保问题。②手选除矸。手选除矸对职工的身心健康造成一定的危害外，更存在劳动强度大、效率低的问题。在矸石量大时，手选除矸矸石剔除率明显下降。目前国内多数选煤厂早已采用机械排矸，人工手选只作为除杂，很多老矿井早已摒弃手选除矸采用机械除矸。③原煤产品灰分比较高，折吨严重，严重影响经济效益。手选除矸只对直径大于50mm的矸石进行剔除，矸石剔除率低，选后产品灰分仍然很高，按照集团对煤质的相关要求折价折吨后，经济效益受影响十分严重。④原煤中大量矸石无效率的运输。原煤产品中的大量矸石，在增加运输成本的同时又无形中浪费了铁路运输资源，不节能更不环保，且无形中增加了田洗、八洗等洗煤厂生产成本。大量矸石无效运输对集团公司的总体经济利益也是很大的损害。鉴于以上情况，很有必要对二矿的筛分系统进行改造。
2 改造后的选煤方法、分选粒级及工艺流程
2.1 分选粒级及选煤方法
设计中视直径小于25mm原煤为分选后合格产品，直径在25mm和180mm之间的原煤采用浅槽除矸，直径大于180mm的矸石直接废弃，煤泥水在浓缩压滤后再回收掺入分选后的产品。
2.2 工艺及流程说明
二矿现有筛分系统毛煤经50mm分级后，筛上+50mm经人工分选后给入破碎机破碎至50mm以下，与分级筛筛下-50mm原煤一同作为产品。人工选出矸石排至矸石山。为提高生产系统稳定性，以及在改造期间不影响现有生产，本次改造中将现有筛分系统予以保留，改造完成后，原有筛分系统作为备用系统。
新增的排矸系统工艺流程说明如下：
①毛煤分级。
来自主斜井皮带运输出的毛煤进入筛分楼后以直径25mm为基准进行分级，直径小于25mm的原煤直接視为选后产品，直径大于25mm的原煤再以直径180mm为基准进行分级，直径大于180mm视为矸石直接废弃，直径在25mm和180mm之间的毛煤再输送到浅槽排矸系统进行分选。
②浅槽排矸系统。
分级后直径在25mm和180mm之间的原煤给入重介浅槽系统进行分选排矸，分选出的轻产物在固定筛作业下完成一次脱介，再经产品煤脱介筛达成二次脱介，脱介筛筛孔直径1.0mm，脱介后轻产物经破碎后直径小于50mm，与直径小于25mm原煤一同通过高强皮带运送至储煤仓或落地储存；分选出浅槽重产物给入矸石脱介筛进行脱介，脱介筛筛缝为1.0mm。脱介后重产物则作为水洗矸石。
③磁铁矿粉回收及添加工艺。
工作中的介质密度由计算机自动控制及调节。外购符合生产需要的介质加入介质搅拌桶，研磨、加水、搅拌配制成合格介质再由泵补给入合格介质桶。稀介系统主要回收处理厂内介质系统的跑、冒、滴、漏介质。固定筛筛下回收的合格稀介质与其他合格稀介质包括矸石脱介筛、精煤脱介筛的筛下物返回合格介质桶及产品煤、矸石脱介筛筛下的稀介段介质一起进入磁选机回收利用。[1]
④粗煤泥回收。
磁选机尾矿先后进入分级旋流器和高频筛进行回收利用，高频筛的筛上物可掺入产品煤直接卖出，分级旋流器的溢流则进入浓缩机循环利用。
⑤煤泥水回收。
煤泥水的回收利用主要由浓缩机完成，首先，浓缩机的溢流可当循环水直接利用，其次，浓缩机底流可排入压滤机进行回收利用，回收的煤泥可掺入产品煤中直接销售。厂房内的跑、冒、滴、漏煤泥水由矸石脱介筛回收。 3 工艺布置
3.1 地面工艺总布置
结合二矿目前的地面储装运系统布置及工业场地可利用范围，本次改造利用现有筛分楼北部至二矿变电所、西部至压风机房、东部至木材厂之间的场地建设新增生产车间，包括排矸车间、浓缩车间及泵房。改造后的封闭式矸石外运系统经多方案比选后，最终确定的走向是自排矸车间西侧运出，途经废弃的二矿污水处理池向东北方向，跨过矿区规划路，向东运输，转载至现有矸石上山带式输送机。
3.2 工业场地布置特点
根据工艺布置的需要及地形具体情况，在充分利用厂区现有设施的基础上，实现新老系统合理搭接，避免无效运输和转载，本次改造以筛分楼为中心，各车间合理布置在其周围，简述如下：新建建、构筑物有：排矸车间、浓缩车间及泵房、转载点及带式输送机栈桥等，改造建、构筑特有：筛分楼。新建排矸车间与筛分楼联系紧密，故位于其北侧，栈桥短，节省投资。浓缩车间及泵房与排矸车间紧密联系，紧临其布置，1号转载点位于原压风机房东侧，2号转载点及3号转载点位于整个场地的北侧。整个平面货物分流，互不交叉。优点是建、构筑物整体布局美观大方。本次布置功能分区合理，占地省，环节少，煤流简洁、顺畅，布置较为紧凑合理。
3.3 筛分系统的地面工艺总布置
矿井提升的毛煤自斜井带式输送机运至现有筛分楼，经25mm分级后， +25mm块煤经带式输送机向北运至排矸车间，排矸处理后的原煤经带式输送机返回筛分楼，与毛煤分级筛下-25mm末煤一同利用现有带式输送机给至原煤仓或落地储存，压滤系统与重介系统联合布置，压滤煤泥掺入产品煤。浓缩车间及泵房布置在排矸车间与老立井之间的空地，便于生产管理。排矸车间的矸石通过封闭式矸石运输系统转载至矸石山。
3.4 各车间布置
①筛分楼。
更换原有2台单梁激振筛的筛板，筛孔直径由50mm变为25mm，延长原有手选皮带运输机长度至排矸车间，更换原有皮带及动力裝置，增加变频器。在排矸车间停止运转时，可降低首选皮带的运行速度，通过人工选矸后再经破碎机破碎作为产出产品，运输到指定地点。
②排矸车间。
筛分楼的北面为排矸车间位置，建筑体长、宽、高分别为21.0m、19.5m，19.9m，内部局部有四层，主体有二层。
排矸车间14.90m平面接收来自筛分楼直径大于25mm的原煤，经皮带运输机机头分叉溜槽分流，正常情况下直径大于25mm的原煤分至二次分级筛，直径大于180mm的矸石直接排至封闭式矸石转运系统。二次分级筛、磁选机布及压滤机分别置于11.00、11.60平面，作为排矸车间主要平面的5.50平面，用于布置产品煤脱介筛、煤泥刮板、浅槽分选机、矸石脱介筛，合格介质桶、介质堆场、配电室、稀介质桶、磁尾桶及配套渣浆泵则布置在±0.00平面。
工艺操作流程：
直径大于25mm的原煤经筛分楼给入二次分级筛以180mm为基准进行分级，直径大于180mm视为矸石给入±0.00平面矸石带式输送机。分级后直径在25mm和180mm之间的原煤给入重介浅槽系统进行分选排矸，分选出的轻产物在固定筛作业下完成一次脱介，再经产品煤脱介筛达成二次脱介，脱介筛筛孔直径0.75mm，脱介后轻产物经破碎后直径小于50mm，与直径小于25mm原煤一同通过高强皮带运送至存储煤仓或落地储存；分选出浅槽重产物给入矸石脱介筛进行脱介，脱介筛筛缝为0.75mm。脱介后重产物则作为水洗矸石与直径大于180mm的矸石排到矸石山。
产品煤固定筛筛下的合格介质进行分流，一段合格介质返回合格介质桶直接利用，二段稀介质以及矸石脱介筛的稀介段合格介质返回11.00平面进入磁选机。磁选后精矿可以循环利用，尾矿采用自流的方式尾矿桶，然后打入分级旋流器，分级旋流器的底流进入高频筛回收利用并掺入产品煤，溢流及高频筛筛下水进入浓缩机回收利用。
工作中的介质密度由计算机自动控制及调节。外购符合生产需要的介质加入介质搅拌桶，研磨、加水、搅拌配制成合格介质再由泵补给入合格介质桶。稀介系统主要回收处理厂内介质系统的跑、冒、滴、漏介质。
③浓缩车间及泵房。
在经过筛选后，浓缩车间最后安装的是1座Φ12m浓缩机，建造于排矸车间与老立井之间，原有污水处理池经过改造后变为事故水池。泵房、循环水池及加药间设置在浓缩池北侧。布置冲洗水泵、循环水泵各一台、底流泵2台、排污泵1台。
④压滤系统。
压滤系统与重介系统位于排矸车间内，采用联合布置的方案。设备包含2台煤泥压滤机及配套刮板，排污泵、风包等。
浓缩机底流由压滤系统进行脱水回收，压滤后煤泥产品由刮板输送机运输、转载并掺入产品煤，然后一起进入储煤仓或落地储存并一起销售。压滤机的滤液排入浓缩机循环利用。
⑤矸石外运系统。
排矸车间产出的矸石分别向西、向北、向东途经1号、2号、3号转载点，最终将矸石转载至原有上矸石山的皮带输送机，运至矸石山。
4 结语
采用的工艺流程和布置合理可靠，生产系统完备。总平面布置简单合理，煤流通畅。工艺环节简单，厂房布局合理。自动化程度高，生产效率高。环保健全，全厂生产系统洗水闭路循环。控制及监测监控设备先进，系统完善。充分利用了现有工业场地和设施，并与原有的生产系统衔接可靠，保证了原有系统的稳定性。
【参考文献】
【1】司士军，等.二矿筛分系统改造方案研究[J].煤炭技术，2016，35（11）：328-330.
【Abstract】The existing screening system in Pingdingshan Tianan Coal Mining Co. Ltd.No.2 Mine has many problems， such as weak transport capacity， low efficiency and low safety factor， seriously restricted the development of mine . Through the transformation of the original screening system， not only optimized the layout of the production system， but also simplified the process， so that the whole equipment layout is reasonable， the flow of coal is smooth.After the optimization and modification， the coal quality and the economic benefit are improved.
【关键词】筛分系统；改造；工艺
【Keywords】 screening system； transformation； technology
【中图分类号】TD82-9 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0194-03
1 引言
二矿主斜井皮带运输出的原煤产品中灰分高，必须进行二次加工后才能达到集团及客户的要求。二矿的筛分系统有以下问题：①窄轨排矸系统影响正常生产、稳定性差。排矸系统在手选后使用非标1.5t窄轨矿车进行矸石的转运，在转运至矸石山过程中除运输能力有限外还存在受气象条件影响大、稳定性差的问题，此外由于矿车在运输过程中上口一直处于裸露状态，稍有颠簸便会致使部分矸石撒落，存在一定安全隐患及环保问题。②手选除矸。手选除矸对职工的身心健康造成一定的危害外，更存在劳动强度大、效率低的问题。在矸石量大时，手选除矸矸石剔除率明显下降。目前国内多数选煤厂早已采用机械排矸，人工手选只作为除杂，很多老矿井早已摒弃手选除矸采用机械除矸。③原煤产品灰分比较高，折吨严重，严重影响经济效益。手选除矸只对直径大于50mm的矸石进行剔除，矸石剔除率低，选后产品灰分仍然很高，按照集团对煤质的相关要求折价折吨后，经济效益受影响十分严重。④原煤中大量矸石无效率的运输。原煤产品中的大量矸石，在增加运输成本的同时又无形中浪费了铁路运输资源，不节能更不环保，且无形中增加了田洗、八洗等洗煤厂生产成本。大量矸石无效运输对集团公司的总体经济利益也是很大的损害。鉴于以上情况，很有必要对二矿的筛分系统进行改造。
2 改造后的选煤方法、分选粒级及工艺流程
2.1 分选粒级及选煤方法
设计中视直径小于25mm原煤为分选后合格产品，直径在25mm和180mm之间的原煤采用浅槽除矸，直径大于180mm的矸石直接废弃，煤泥水在浓缩压滤后再回收掺入分选后的产品。
2.2 工艺及流程说明
二矿现有筛分系统毛煤经50mm分级后，筛上+50mm经人工分选后给入破碎机破碎至50mm以下，与分级筛筛下-50mm原煤一同作为产品。人工选出矸石排至矸石山。为提高生产系统稳定性，以及在改造期间不影响现有生产，本次改造中将现有筛分系统予以保留，改造完成后，原有筛分系统作为备用系统。
新增的排矸系统工艺流程说明如下：
①毛煤分级。
来自主斜井皮带运输出的毛煤进入筛分楼后以直径25mm为基准进行分级，直径小于25mm的原煤直接視为选后产品，直径大于25mm的原煤再以直径180mm为基准进行分级，直径大于180mm视为矸石直接废弃，直径在25mm和180mm之间的毛煤再输送到浅槽排矸系统进行分选。
②浅槽排矸系统。
分级后直径在25mm和180mm之间的原煤给入重介浅槽系统进行分选排矸，分选出的轻产物在固定筛作业下完成一次脱介，再经产品煤脱介筛达成二次脱介，脱介筛筛孔直径1.0mm，脱介后轻产物经破碎后直径小于50mm，与直径小于25mm原煤一同通过高强皮带运送至储煤仓或落地储存；分选出浅槽重产物给入矸石脱介筛进行脱介，脱介筛筛缝为1.0mm。脱介后重产物则作为水洗矸石。
③磁铁矿粉回收及添加工艺。
工作中的介质密度由计算机自动控制及调节。外购符合生产需要的介质加入介质搅拌桶，研磨、加水、搅拌配制成合格介质再由泵补给入合格介质桶。稀介系统主要回收处理厂内介质系统的跑、冒、滴、漏介质。固定筛筛下回收的合格稀介质与其他合格稀介质包括矸石脱介筛、精煤脱介筛的筛下物返回合格介质桶及产品煤、矸石脱介筛筛下的稀介段介质一起进入磁选机回收利用。[1]
④粗煤泥回收。
磁选机尾矿先后进入分级旋流器和高频筛进行回收利用，高频筛的筛上物可掺入产品煤直接卖出，分级旋流器的溢流则进入浓缩机循环利用。
⑤煤泥水回收。
煤泥水的回收利用主要由浓缩机完成，首先，浓缩机的溢流可当循环水直接利用，其次，浓缩机底流可排入压滤机进行回收利用，回收的煤泥可掺入产品煤中直接销售。厂房内的跑、冒、滴、漏煤泥水由矸石脱介筛回收。 3 工艺布置
3.1 地面工艺总布置
结合二矿目前的地面储装运系统布置及工业场地可利用范围，本次改造利用现有筛分楼北部至二矿变电所、西部至压风机房、东部至木材厂之间的场地建设新增生产车间，包括排矸车间、浓缩车间及泵房。改造后的封闭式矸石外运系统经多方案比选后，最终确定的走向是自排矸车间西侧运出，途经废弃的二矿污水处理池向东北方向，跨过矿区规划路，向东运输，转载至现有矸石上山带式输送机。
3.2 工业场地布置特点
根据工艺布置的需要及地形具体情况，在充分利用厂区现有设施的基础上，实现新老系统合理搭接，避免无效运输和转载，本次改造以筛分楼为中心，各车间合理布置在其周围，简述如下：新建建、构筑物有：排矸车间、浓缩车间及泵房、转载点及带式输送机栈桥等，改造建、构筑特有：筛分楼。新建排矸车间与筛分楼联系紧密，故位于其北侧，栈桥短，节省投资。浓缩车间及泵房与排矸车间紧密联系，紧临其布置，1号转载点位于原压风机房东侧，2号转载点及3号转载点位于整个场地的北侧。整个平面货物分流，互不交叉。优点是建、构筑物整体布局美观大方。本次布置功能分区合理，占地省，环节少，煤流简洁、顺畅，布置较为紧凑合理。
3.3 筛分系统的地面工艺总布置
矿井提升的毛煤自斜井带式输送机运至现有筛分楼，经25mm分级后， +25mm块煤经带式输送机向北运至排矸车间，排矸处理后的原煤经带式输送机返回筛分楼，与毛煤分级筛下-25mm末煤一同利用现有带式输送机给至原煤仓或落地储存，压滤系统与重介系统联合布置，压滤煤泥掺入产品煤。浓缩车间及泵房布置在排矸车间与老立井之间的空地，便于生产管理。排矸车间的矸石通过封闭式矸石运输系统转载至矸石山。
3.4 各车间布置
①筛分楼。
更换原有2台单梁激振筛的筛板，筛孔直径由50mm变为25mm，延长原有手选皮带运输机长度至排矸车间，更换原有皮带及动力裝置，增加变频器。在排矸车间停止运转时，可降低首选皮带的运行速度，通过人工选矸后再经破碎机破碎作为产出产品，运输到指定地点。
②排矸车间。
筛分楼的北面为排矸车间位置，建筑体长、宽、高分别为21.0m、19.5m，19.9m，内部局部有四层，主体有二层。
排矸车间14.90m平面接收来自筛分楼直径大于25mm的原煤，经皮带运输机机头分叉溜槽分流，正常情况下直径大于25mm的原煤分至二次分级筛，直径大于180mm的矸石直接排至封闭式矸石转运系统。二次分级筛、磁选机布及压滤机分别置于11.00、11.60平面，作为排矸车间主要平面的5.50平面，用于布置产品煤脱介筛、煤泥刮板、浅槽分选机、矸石脱介筛，合格介质桶、介质堆场、配电室、稀介质桶、磁尾桶及配套渣浆泵则布置在±0.00平面。
工艺操作流程：
直径大于25mm的原煤经筛分楼给入二次分级筛以180mm为基准进行分级，直径大于180mm视为矸石给入±0.00平面矸石带式输送机。分级后直径在25mm和180mm之间的原煤给入重介浅槽系统进行分选排矸，分选出的轻产物在固定筛作业下完成一次脱介，再经产品煤脱介筛达成二次脱介，脱介筛筛孔直径0.75mm，脱介后轻产物经破碎后直径小于50mm，与直径小于25mm原煤一同通过高强皮带运送至存储煤仓或落地储存；分选出浅槽重产物给入矸石脱介筛进行脱介，脱介筛筛缝为0.75mm。脱介后重产物则作为水洗矸石与直径大于180mm的矸石排到矸石山。
产品煤固定筛筛下的合格介质进行分流，一段合格介质返回合格介质桶直接利用，二段稀介质以及矸石脱介筛的稀介段合格介质返回11.00平面进入磁选机。磁选后精矿可以循环利用，尾矿采用自流的方式尾矿桶，然后打入分级旋流器，分级旋流器的底流进入高频筛回收利用并掺入产品煤，溢流及高频筛筛下水进入浓缩机回收利用。
工作中的介质密度由计算机自动控制及调节。外购符合生产需要的介质加入介质搅拌桶，研磨、加水、搅拌配制成合格介质再由泵补给入合格介质桶。稀介系统主要回收处理厂内介质系统的跑、冒、滴、漏介质。
③浓缩车间及泵房。
在经过筛选后，浓缩车间最后安装的是1座Φ12m浓缩机，建造于排矸车间与老立井之间，原有污水处理池经过改造后变为事故水池。泵房、循环水池及加药间设置在浓缩池北侧。布置冲洗水泵、循环水泵各一台、底流泵2台、排污泵1台。
④压滤系统。
压滤系统与重介系统位于排矸车间内，采用联合布置的方案。设备包含2台煤泥压滤机及配套刮板，排污泵、风包等。
浓缩机底流由压滤系统进行脱水回收，压滤后煤泥产品由刮板输送机运输、转载并掺入产品煤，然后一起进入储煤仓或落地储存并一起销售。压滤机的滤液排入浓缩机循环利用。
⑤矸石外运系统。
排矸车间产出的矸石分别向西、向北、向东途经1号、2号、3号转载点，最终将矸石转载至原有上矸石山的皮带输送机，运至矸石山。
4 结语
采用的工艺流程和布置合理可靠，生产系统完备。总平面布置简单合理，煤流通畅。工艺环节简单，厂房布局合理。自动化程度高，生产效率高。环保健全，全厂生产系统洗水闭路循环。控制及监测监控设备先进，系统完善。充分利用了现有工业场地和设施，并与原有的生产系统衔接可靠，保证了原有系统的稳定性。
【参考文献】
【1】司士军，等.二矿筛分系统改造方案研究[J].煤炭技术，2016，35（11）：328-330.