风选工艺在高山煤矿应用的可行性研究

姚晓兰

（贵州能发高山矿业有限公司，贵州 黔西 551500）

1 企业概况

高山煤矿属于贵州省“西电东送”重点项目，永贵能源开发有限责任公司控股60%，贵州能发电力燃料开发有限公司持股40%，2013年7月正式投产，矿井设计年生产能力60万t，设计可采煤层为4、9号煤层，均为无烟煤。由于煤质差，为提高效益，该矿采用复合式风选工艺进行提质，如图1所示。

复合式干法选煤作为动力煤排矸的有效风选技术，突破了传统风力选煤的模式。一方面，既符合国家保护环境政策要求，又适合煤炭行业现状；另一方面，不仅解决了易泥化煤的分选问题，而且分选物料粒度范围宽，可以分选出灰分由低到高的多种产品。

2 复合干法选煤的工作原理

干法选煤技术是我国独创的一种新型选煤方法，入选物料由给料机送到分选床的给料口，在床面上形成具有一定厚度的床层，最下层的物料直接与振动的床面接触。

2.1 翻转剥离分选原理

利用床面振动和风力作用使不同密度的煤、矸石、硫铁矿在床面上松散分层，通过物料在床面作螺旋翻转运动，层层剥离表层低密度物料。

图1 复合式风选工艺设备流程图

2.2 自生介质的分选原理

利用原煤中含有的细粒煤形成悬浮介质层提高分选精度，即密度小的煤悬浮于介质层中，由排料边排出，密度大的矸石则下沉到床面被运往矸石端。

2.3 离析作用和风力作用的综合作用

在振动力和风力综合作用下，物料按密度分层，即煤在上层，矸石在下层。

2.4 高密度矿粒浮力效应

床层底部高密度矿粒（矸石）相互挤压碰撞产生浮力将低密度煤不断挤出矸石层，从而使矸石产品得到净化。

2.5 床面上格条分选

床面上平行格条形成多个平行槽体，使矿粒受到多次分选，其分选原理类似湿法摇床选煤。

五种分选原理都可选煤，单独使用哪一种都选不好，综合为一体则达到风力选煤技术领先的水平。

3 产品市场需求定位

高山煤矿目前主要供应辖区煤化工用煤。煤化工气化原料煤质量指标要求发热量Qnet,ar≥5600cal/g、全水分Mt≤9.0%、St≤2.5%；燃料煤要求发热量Qnet,ar≥4500cal/g、全水分Mt≤9.0%，St≤3.0%。该矿4#煤正常回采期间，末煤发热量3700～4500cal/g，末煤硫分5.0%以上。9#煤工作面末煤在不过地质构造情况下可满足化工原料使用要求。因此，预计通过选煤加工后9#煤全部作为煤化工原料煤销售，4#煤作为化工动力煤销售，提高产品综合收益。

4 末煤风选试验情况

以该矿主采煤层4#、9#煤末煤分别进行的风选试验为例，煤样为该矿筛分后的0～13mm末原煤约4.0t，试验结果如表1、表2所示。

4.1 4#末煤试验结果

表1 13～0mm 原煤直接干选结果

表2 13～0mm入选干选产品平衡表

（1）13～0mm煤样干选后，可得到62.71%的总精煤产品，相对原煤总精煤热值提高681kcal/kg，可直接作为化工动力煤使用。

（2）对总精煤进行6mm分级脱粉，可得到更高质量的＞6mm末精煤但产率低，可作为化工原料煤配煤使用。

（3）中煤量偏大，发热量不足4000cal/g，可与精煤参配后作为化工动力煤使用。

4.2 9#末煤试验结果

（1）13～0mm煤样干选后，可得到50.38%的总精煤产品，相对原煤总精煤热值提高736kcal/kg，脱硫率达到70.44%，精煤提质效果显著。

（2）将中煤和精煤混合后产率88.11%，发热量5453cal/g，基本满足化工要求。考虑实际生产过程中，过构造期间末煤发热量平均5200cal/g，届时中煤和精煤产品混合后可满足化工要求。

表3 13～0mm 原煤直接干选结果

5 选煤效益测算

通过选煤加工后，预计4#煤综合售价提高58.5元/t，9#煤综合售价提高122.9元/t，按照2019年37万t原煤产量（其中28%的原煤需经洗选后方可满足化工原料煤要求）、4#煤及掘进煤3万t的产量计划，扣除洗选成本后可创效1359.9万元，预计5个月可回收投入成本。

6 结语

结合实际试验结论、产品定位需求、选煤效益测算，可以确定高山煤矿适合建设风选项目。该矿末原煤经风选后会形成三个产品：风选精煤、风选中煤、矸石。风选精煤可直接作为动力煤或化工原料煤销售，风选中煤可进行返选或直接作为动力煤销售，根据精煤质量情况可与精煤参配作为化工原料煤销售。选用该选煤工艺技术，能够较好地满足用户需求，有利于提高矿井吨煤售价，创收可观经济效益，达到预期目的。