石力強(qiáng)

（西山煤電集團(tuán)公司馬蘭礦選煤廠，山西 古交 030205）

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

精煤灰分超標(biāo)原因分析及應(yīng)對(duì)措施

石力強(qiáng)

（西山煤電集團(tuán)公司馬蘭礦選煤廠，山西 古交 030205）

一段時(shí)間，馬蘭礦選煤廠精煤生產(chǎn)灰分連續(xù)超標(biāo)，灰分波動(dòng)大，洗水系統(tǒng)紊亂，循環(huán)水濃度持高不下，洗水系統(tǒng)不平衡。由于生產(chǎn)灰分不穩(wěn)定為裝車配煤帶來(lái)很大困難，產(chǎn)品質(zhì)量一時(shí)難以保證，為此，該廠從原煤質(zhì)量、工藝技術(shù)、設(shè)備等方面分析查找原因，并采用質(zhì)量管理、技術(shù)工藝管理等方法逐步解決問(wèn)題，取得了良好效果。

精煤灰分；生產(chǎn)灰分超標(biāo)；分析原因；改進(jìn)工藝

西山煤電集團(tuán)公司馬蘭礦選煤廠2012年3月中旬至4月份，精煤灰分連續(xù)超標(biāo)，灰分波動(dòng)大，洗水系統(tǒng)紊亂，循環(huán)水濃度持高不下，洗水系統(tǒng)不平衡，灰分不穩(wěn)定為裝車配煤帶來(lái)很大困難，產(chǎn)品質(zhì)量一時(shí)難以保證。經(jīng)過(guò)分析查找原因，并采取相應(yīng)措施，在原煤質(zhì)量波動(dòng)大，理論分選密度很低（＜1．45）的情況下，保證了精煤灰分不超標(biāo)。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

對(duì)2012年4月1日—10日150個(gè)精煤灰分分析如下：平均灰分10．28，標(biāo)準(zhǔn)誤差0．05，中位數(shù)10．31，標(biāo)準(zhǔn)差0．62，方差0．38。

4月1日—10日501精煤灰分直方圖見(jiàn)圖1。

圖1 4月1日—10日501精煤灰分直方圖

從以上數(shù)據(jù)圖分析灰分大于11．16%的頻率占到8%以上，且穩(wěn)定率不高。

2 精煤灰分超標(biāo)原因分析

1）工作面生產(chǎn)情況。3月中旬—4月底，2#煤工作面進(jìn)入收尾階段，產(chǎn)量很不穩(wěn)定；8#煤工作面和02#煤工作面煤泥、矸石含量大：8#煤煤層地質(zhì)條件較復(fù)雜，煤層平均厚度4．03m，其中有250mm炭質(zhì)泥巖夾層；4月底遇到靠近機(jī)尾處有1條4m的大斷層，對(duì)采煤（煤質(zhì)）影響較大，此8#煤工作面煤質(zhì)可浮性較差（理論分選密度1．42）；02#煤工作面煤層平均厚度2．14m，煤層有180mm炭質(zhì)泥巖夾層，局部有50～150mm鋁土泥巖，煤層地質(zhì)條件較復(fù)雜，且有1條2m左右的斷層向工作面延伸，煤質(zhì)可浮性較好（理論分選密度1．55），但在過(guò)斷層時(shí)，如果頂板難以維護(hù)，煤層頂部的1層500mm左右厚的炭質(zhì)泥巖（局部帶有鋁土泥巖）將垮落。

02#煤工作面（可采期11個(gè)月）煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，采煤工作面有1．3m、1．5m2條斷層向回采方向延伸，并伴有2條0．5m、0．9m小斷層，對(duì)采煤（煤質(zhì)）有較大影響，煤層平均厚度2．52m，其中煤層有150mm炭質(zhì)泥巖夾層。

2）原煤煤泥含量大，煤質(zhì)波動(dòng)大。主要表現(xiàn)為原煤粒度組成和浮沉組成的頻繁變化。

a）從原煤篩分浮沉資料（當(dāng)02#∶2#∶8#= 1∶1∶2）分析。-0．5mm灰分18．72%，硫分1．65%，與以往原煤資料相比，灰分增高3%～4%，原煤煤泥總量（原生煤泥+次生煤泥）達(dá)17．58%，低

粒度級(jí)0．075～0 mm占到-0．5 mm總量的7．54%，灰分20%以上。

b）從煤粉試驗(yàn)室情況看，煤油和仲辛醇按照3∶1，4∶1，5∶1的比例做試驗(yàn)，浮精灰分并不高，說(shuō)明原煤可浮性變化不大，（由于單純的煤粉、藥劑和清水沒(méi)有污染，與生產(chǎn)情況還是有差異），現(xiàn)階段生產(chǎn)過(guò)程中浮精灰分偏高，與-0．5 mm中低粒度級(jí)部分灰分偏高有關(guān)，這部分細(xì)粒級(jí)煤在洗選過(guò)程中極易吸附在精礦上，造成浮精煤灰分偏高。

對(duì)4月1日—10日50個(gè)浮精灰分分析如下：平均灰分11．56，標(biāo)準(zhǔn)誤差0．21，中位數(shù)11．291，標(biāo)準(zhǔn)差1．5，方差2．25，見(jiàn)圖2。

圖2 4月1日—10日浮選精煤直方圖

3）選煤廠缺少粗煤泥（1～3 mm）分選回收系統(tǒng)。粗煤泥直接經(jīng)旋流器濃縮，經(jīng)脫水篩、離心機(jī)脫水進(jìn)入精煤，但是粗煤泥灰分也是持續(xù)居高不下，粗煤泥產(chǎn)量在沒(méi)有2#煤的情況下非常高。4月1—10日粗煤泥平均灰分13．86，標(biāo)準(zhǔn)誤差0．40，中位數(shù)14．26，標(biāo)準(zhǔn)差1．51，方差2．29。

4）技術(shù)設(shè)備。重介旋流器使用時(shí)間較長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生較大變化，如溢流口直徑變大，改變了錐角比，直接影響洗選效果，使精煤灰分不穩(wěn)定，同時(shí)因原煤矸石量大，旋流器的矸石底流口直徑又略小，使矸石不能及時(shí)排出；浮選機(jī)老化，抽出率低，浮精灰分高；脫介篩、弧形篩、離心機(jī)等脫介、脫水設(shè)備篩縫變大，造成系統(tǒng)跑粗現(xiàn)象嚴(yán)重：從浮選入料積累樣小篩分試驗(yàn)上看，＞0．5 mm粒級(jí)粗粒級(jí)煤泥占本級(jí)產(chǎn)率為42．21%，如果原煤煤泥總量（原生煤泥+次生煤泥）達(dá)17．58%，則＞0．5 mm粒級(jí)粗粒級(jí)煤泥占全級(jí)的7．42%，累積灰分為13．38%，與生產(chǎn)實(shí)際灰分基本相符，嚴(yán)重影響最終精煤灰分，制約選煤正常生產(chǎn)。浮選入料積累樣小篩分表見(jiàn)表1。

5）煤泥水處理系統(tǒng)。煤泥水體系是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，它的性質(zhì)不僅與煤泥水中煤泥水顆粒的多少、粒度分布、密度大小、礦物組成有關(guān)，也與體系的pH值和水的硬度、黏度、濃度有關(guān)。a）循環(huán)水作為分選和輔助用水，其質(zhì)量主要表現(xiàn)為循環(huán)水的固體含量、粒度和灰分。當(dāng)循環(huán)水含有過(guò)多的煤泥顆粒，尤其是高灰、微細(xì)的顆粒時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響分選、回收、脫水等作業(yè)效果。使用這樣的循環(huán)水，重介旋流器中細(xì)顆粒沉降會(huì)受到影響，分選下限將增大，細(xì)粒分選效果嚴(yán)重惡化，浮選作業(yè)的選擇性也變差，當(dāng)它們黏附在分選產(chǎn)品上時(shí)將會(huì)大大增加產(chǎn)品的灰分和水分。循環(huán)水最適宜的固體含量即不高于30 g/L，才可維持其較低的黏度和相對(duì)穩(wěn)定，防止循環(huán)過(guò)程中形成并聚集額外的細(xì)粒煤泥（小于35μm），從而造成煤泥水黏度增加和分選、回收、脫水效率下降。b）如果加入到選煤系統(tǒng)或煤泥水系統(tǒng)的補(bǔ)加水量超過(guò)產(chǎn)品能夠帶走的水量，煤泥水系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)洗水不平衡。

煤泥水處理系統(tǒng)紊亂，洗水不平衡。主要表現(xiàn)在：絮凝劑添加不均勻或量小，不能使煤泥快速沉淀；壓濾車間不能及時(shí)快速壓料，造成尾煤泥化嚴(yán)重，時(shí)間一長(zhǎng)，高灰細(xì)泥含量加大，漂浮水面，進(jìn)入循環(huán)水后嚴(yán)重影響浮選精煤灰分；濃縮機(jī)溢流堰不平，造成局部溢流大，帶走大量煤泥進(jìn)入循環(huán)水，同時(shí)煤泥水失去平衡，造成系統(tǒng)水大，溢流大，煤泥沉淀時(shí)間短，不能充分沉淀，而進(jìn)入洗水，造成洗水固體物含量大，濃度持高不下；循環(huán)水一般情況下呈弱酸性，pH＜5，影響絮凝劑的絮凝效果。4月1日—10日循環(huán)水平均濃度41．61，標(biāo)準(zhǔn)誤差2．17，中位數(shù)41．13，標(biāo)準(zhǔn)差16．26，方差264．49，最大濃度達(dá)83．25。

6）501精煤分布不均，塊煤在最下層，浮精在中層，粗煤泥在最上層，但因浮精不是連續(xù)排料，故精煤呈波狀分布，自動(dòng)采樣機(jī)采樣隨機(jī)誤差較大。

7）洗水中絮凝劑積聚，含量高，造成浮選藥劑在

煤粒表面的吸附能力下降，選擇性變差。因?yàn)樾跄齽┓肿映袚?dān)了浮選藥劑的吸附能力，并形成了疏松結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀物質(zhì)，它對(duì)固體物料表面有很大的親和力，從而影響了浮選藥劑的疏水能力，同時(shí)隨著煤泥水中絮凝劑濃度的提高，煤的選擇性和浮選動(dòng)力學(xué)性能也受到相反影響，造成浮精灰分高，尾煤灰分反而低的現(xiàn)象。

表1 浮選入料積累樣小篩分表

3 應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)以上精煤灰分超標(biāo)原因分析，因?yàn)橛行﹩?wèn)題不能一下解決，為了在短期內(nèi)既不影響生產(chǎn)，又要保證外銷精煤批次合格，使產(chǎn)品質(zhì)量符合合同要求，該廠采取了一系列的短期應(yīng)對(duì)措施如下：

1）質(zhì)量管理：針對(duì)井下原煤煤質(zhì)變化及配比的不均衡，及現(xiàn)階段精煤灰分連續(xù)超標(biāo)，灰分波動(dòng)大的情況，該廠為防止不合格產(chǎn)品出現(xiàn)，采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，特啟動(dòng)“主動(dòng)質(zhì)量控制防范預(yù)案”，制定控制防范措施?？刂品婪洞胧┤缦拢?/p>

a）該廠根據(jù)原煤庫(kù)存，生產(chǎn)系統(tǒng)指標(biāo)情況，靈活安排生產(chǎn)，02#、2#、8#齊全時(shí)按1∶1∶2配洗，2#煤停產(chǎn)時(shí)，02#∶8#=1∶3，根據(jù)系統(tǒng)情況適當(dāng)增加02#煤配洗比例，當(dāng)欠2#、8#煤時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)情況單獨(dú)洗02#煤時(shí)，加強(qiáng)環(huán)節(jié)管理、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與調(diào)整，生產(chǎn)精煤?jiǎn)为?dú)入倉(cāng)，確保生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)情況，合理安排精煤入倉(cāng)，4#、5#倉(cāng)存放高灰、高硫精煤確保配煤裝車外運(yùn)。

b）主洗車間根據(jù)廠調(diào)度安排的配煤比例進(jìn)行配煤入洗。加強(qiáng)浮選操作，確保浮選效果，浮選抽出率≥85%；加強(qiáng)粗煤泥旋流器的操作，確保浮選跑粗量≤10%；根據(jù)指標(biāo)情況及時(shí)調(diào)整分選密度、處理量及壓力，控制好用水量，保證最終產(chǎn)品符合要求；加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)檢修，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理，確保設(shè)備正常運(yùn)行；501精煤皮帶連續(xù)出現(xiàn)3個(gè)高灰，要及時(shí)匯報(bào)車間領(lǐng)導(dǎo)并停車查找原因，采取措施；洗水濃度超過(guò)50 g/L，浮精灰分≥13．0%時(shí)停煤回收。

c）煤泥水車間確保洗水濃度≤30 g/L：根據(jù)系統(tǒng)情況合理添加絮凝劑，生石灰，確保洗水濃度；加強(qiáng)煤泥回收，確保濃縮機(jī)內(nèi)煤泥不積聚，保證正常生產(chǎn)；加強(qiáng)煤泥回收設(shè)備的檢修保養(yǎng)，濾布的更換，保證煤泥壓料不間斷。

d）煤質(zhì)車間做好過(guò)程檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、洗水異常及時(shí)匯報(bào)調(diào)度并做好記錄；加強(qiáng)對(duì)井下毛煤質(zhì)量跟蹤檢查，準(zhǔn)確檢查入廠原煤質(zhì)量情況，煤質(zhì)發(fā)生變化及時(shí)將有關(guān)信息反饋到廠領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)技術(shù)科；為配煤提供可靠依據(jù)；做好水質(zhì)檢查、檢測(cè)工作，與煤泥水車間共同做好絮凝劑添加試驗(yàn)，有效指導(dǎo)生產(chǎn)；按要求對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)進(jìn)行快灰、快浮、快水檢查和抽查，及時(shí)報(bào)出檢測(cè)結(jié)果；根據(jù)生產(chǎn)精煤及倉(cāng)儲(chǔ)煤精煤質(zhì)量情況，制定配裝方案，并監(jiān)督運(yùn)銷執(zhí)行情況。

2）技術(shù)工藝。

a）從源頭抓起，使原煤煤質(zhì)波動(dòng)變小，嚴(yán)格控制給料，使入料煤質(zhì)的波動(dòng)盡量小，做好配煤，使入料均質(zhì)化，避免粒度離析現(xiàn)象，給料量也需均勻，不能忽大忽小。

b）調(diào)整重介旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，適當(dāng)減少精煤溢流口直徑，這樣可以使懸浮液穩(wěn)定性加強(qiáng)，分選密度降低。同時(shí)加大矸石底流口直徑，快速及時(shí)地排除因過(guò)斷層、無(wú)炭柱而出現(xiàn)的大量矸石。

c）搞好煤泥水處理：煤泥水處理現(xiàn)在已經(jīng)成了整個(gè)選煤工藝中涉及面最廣、最復(fù)雜、最難管理的工藝環(huán)節(jié)，煤泥水系統(tǒng)各作業(yè)間是相互影響、相互制約的，管理不好就會(huì)出現(xiàn)惡性循環(huán)。這樣除對(duì)煤泥水車間加強(qiáng)管理，加大考核力度外，還需對(duì)洗選過(guò)程做適當(dāng)調(diào)整：

煤泥含量大，循環(huán)水濃度高時(shí)，重介3個(gè)系統(tǒng)同時(shí)開(kāi)車轉(zhuǎn)為2個(gè)系統(tǒng)，以降低進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量，同時(shí)使系統(tǒng)循環(huán)水量變小，濃縮機(jī)溢流變小，使煤泥沉降時(shí)間延長(zhǎng)，也可緩解絮凝劑用量不足的現(xiàn)狀。

浮選回收由連續(xù)性改為間隔性，即602濃縮機(jī)變?yōu)闀簳r(shí)儲(chǔ)存容器，等達(dá)到一定量后，再集中回收，回收時(shí)，可根據(jù)浮精灰分情況，考慮把浮精落地還是入倉(cāng)。

用一臺(tái)快開(kāi)壓濾機(jī)處理尾礦（601底流），使進(jìn)入612濃縮機(jī)的煤泥量減小，緩解612煤泥沉降不足的現(xiàn)狀。

選擇合適的絮凝劑和絮凝劑添加點(diǎn)：煤質(zhì)科進(jìn)行了水質(zhì)檢查、檢測(cè)工作及絮凝劑添加試驗(yàn)。試驗(yàn)證明，陰離子絮凝劑及復(fù)合離子絮凝劑是最適合該廠煤泥的有效、快速絮凝劑。在添加絮凝劑上，決定在尾煤進(jìn)入尾煤濃縮機(jī)607之前添加，以降低607溢流濃度，緩解612沉降能力不足的現(xiàn)象，同時(shí)降低612底流量，緩解壓濾車間壓濾壓力。

d）適當(dāng)提高重介旋流器的入料壓頭，改善對(duì)細(xì)粒級(jí)煤的分選精度，降低粗煤泥的灰分。重介旋流器

的入料壓頭是保證細(xì)粒級(jí)礦粒在旋流器內(nèi)有效分離的重要因素，入料壓頭增加時(shí)，可改善分選密度。特別是對(duì)3～0．5 mm級(jí)原煤的分選密度有明顯效果，因?yàn)榧?xì)粒級(jí)原煤在離心機(jī)作用下的密度場(chǎng)流中的沉降速度與旋流器的切向速度的平方呈正比，而旋流器的切向速度與旋流器的入料壓頭有關(guān)，即：Vt2= 2K2gp。如果入料壓頭太小，會(huì)對(duì)細(xì)粒級(jí)煤分選不利，導(dǎo)致分選精度差，灰分高的粗煤泥進(jìn)入精煤中，影響精煤灰分。

4 結(jié) 論

為長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)各工作面生產(chǎn)條件不好，煤質(zhì)較差時(shí)的情況，應(yīng)采取一系列應(yīng)對(duì)措施：

1）更新浮選機(jī)：現(xiàn)用浮選機(jī)老化，抽出率低，浮精灰分高，需對(duì)部分或全部浮選機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代。

2）檢查各個(gè)脫水設(shè)備的篩孔，對(duì)跑粗篩板進(jìn)行更換。

3）對(duì)601、602、607、612、615濃縮機(jī)的溢流堰分別進(jìn)行找平處理；在607溢流管的對(duì)面另增加一道607溢流管，使溢流進(jìn)入615濃縮機(jī)；給601濃縮機(jī)添加一套絮凝劑添加管，并把601濃縮機(jī)底流分流到壓濾車間，進(jìn)行壓料；增加2臺(tái)煤泥快開(kāi)壓濾機(jī)，從而徹底改善壓濾能力不足的現(xiàn)狀。

4）對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加粗煤泥（0．5～3 mm）分選回收系統(tǒng)，降低粗煤泥灰分，從而降低最終精煤灰分。

5）針對(duì)精煤分布不均的現(xiàn)狀，可設(shè)計(jì)安裝一臺(tái)平煤分煤器，降低自動(dòng)采樣機(jī)采樣隨機(jī)誤差。

總之，選煤廠在處理近期精煤灰分持高不下的情況時(shí)，摸索出一套可行經(jīng)驗(yàn)，在原煤配比，生產(chǎn)環(huán)節(jié)管理上下工夫，在技術(shù)工藝上尋解決辦法，在銷售渠道上找產(chǎn)品出路，取得了良好的效果。

Cause Analysis and Countermeasures on Clean Coal Ash out of Limits

Shi Li-qiang

Clean coal production ash content continuously exceeds the standard in Malan coal preparation plant，ash fluctuation is large，the washing water system is disorder，the concentration of circulating water is high，washing water system is imbalance．Due to unstable production ash brings great difficulty for loading and coal blending，it is difficult to guarantee product quality．Therefore，the plant from the aspects such as raw coal quality，process technology，equipment and so on，find the cause and use quality management，technology management and other methods，solve gradually the problem，achieves good results．

Clean coal ash；Production ash content out of limits；Analysis of reason；Improvement process

TD94

B

1672-0652（2013）07-0028-04

2013-04-22

石力強(qiáng)（1969—），男，山西大同人，1994年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，工程師，主要從事煤炭洗選加工工作（E-mail）mxsck641332837＠163．com