为了考选煤博士,一位考生准备了这么多资料

2022-08-18 12:59:59

我国炼焦用煤基本上都进行洗选，而动力用煤(即动力煤)中只有约30％经过洗选，大部分未经洗选就直接燃用。研究表明：发电用煤灰分每降低1％，发热量可增加200-360J／g，发电标煤耗下降2-5g／(kW·h)；工业锅炉和窑炉燃煤洗选后，热效率可提高3％～8％；同时，由于煤炭质量的提升，可有效降低烟尘、SO和NO的排放量，从而降低空气中PM2.5的含量，减少运输能力的浪费，降低运输费用和煤炭价格。

中国煤炭洗选和深加工技术的发展已经和国际同步，选煤厂应用的工艺技术已达到国际先进水平。但我国原煤入选率仍然偏低，发展不平衡，平均规模小，自动化水平和设备可靠性低，与世界主要产煤国家相比差距较大。

一、重介质选煤

随着综采技术的大力推广，末原煤粒度普遍偏细，若采用跳汰分选工艺很难避免相当部分的细粒产品因吸缀作用未经分选而透筛进入中煤和矸石，从而影响精煤产率。近年来，重介质选煤技术由于具有工艺简化、运行成本低、分选效率高、技术可靠、处理能力大等优势，分选比重日益加大，已达到54%。重介质旋流器的发展主要表现在四个方面：①大直径；②无压给料，以减少次生煤泥量；③三产品，简化分选工艺；④长寿命，降低维护费用。

在“九五”、“十五”期间，通过国家科技支撑课题“简化重介质选煤新工艺”的攻关，以具有我国自主知识产权的无压给料三产品重介质旋流器为主选设备，应用其自身在分选的同时对加重质具有分级、浓缩作用的特点，取得了以一套低密度悬浮液分选≤80（100）mm不脱泥原煤，同时出精煤、中煤和矸石三种产品的重大成果。“十一五”期间，根据我国高硫、难选煤牌号多，品种复杂，受成煤地质条件的影响，原煤中粗、细粒级可选性和分选密度不同，产品质量各异，要求采用不同分选条件和工艺参数分选的特点；同时针对“简化重介质选煤新工艺”成果在实际推广应用中发现的如煤泥重介质旋流器仅分选了约50%的煤泥，其余仍要进行浮选；煤泥重介质旋流器的悬浮液密度不易调节，影响分选效果；大型无压给料三产品重介质旋流器的入介压力较大，功耗较高，旋流器寿命短；脱介筛等设备面积大，影响厂房面积和功耗等不足进行全面完善、提高和持续创新，又通过承担“十一五”国家科技支撑课题“难选煤高效分选关键技术”的研究，在保持“简化重介质选煤新工艺”成果优点的同时，实现了重介质选煤技术与装备的新突破：

1、应用计算流体力学技术（CFD）对重介质旋流器进行了深入研究，开发成功了大型多供介无压给料三产品重介质旋流器。

多供介无压给料三产品重介质旋流器采用圆筒型，但具有多供介口。研究证明，新结构的圆筒型旋流器内的速度场和密度场更均匀，对入料按悬浮液实际密度分选更有利，分选精度更高，产品质量的控制也更容易。特别是对其入料压力的调整更方便，解决了大型无压给料三产品重介质旋流器难于选择大型配套介质泵的难题。

2、研究开发成功以一套介质净化回收系统实现原煤分级分选，构建了重介质旋流器分选难选煤精煤最大产率化工艺系统；实现了全部粗煤泥经小直径重介质旋流器分选；降低了大型无压给料三产品重介质旋流器入料压力、功耗和磨损；原煤按粗细粒级不同可选性采用不同分选密度分选，提高了精煤产率。

二、跳汰选煤

跳汰分选工艺较简单，基建投资较低，技术传统，容易操作，熟悉该技术的人员较多；但是该工艺分选的产品下限高，次生煤泥含量大，浮选量多，分选精度差，自动化程度低。

1、定筛式跳汰机

定筛式跳汰机的应用已走过了发展一完善一成熟阶段。目前，该设备为有电磁风阀、全自动排料系统、超声波床层检测、智能电控系统的筛下空气室跳汰机。其追求的目标是设备大型化、智能化，提高单机处理能力、分选效率、控制装置的灵敏准确性、检测装置的精确性和整机可靠性。目前，国内使用较多的是国产SKT系列筛下空气室跳汰机，少数为x系列、CF、LTG系列筛侧空气室跳汰机和BM系列跳汰机。

2、动筛跳汰机

据测算，若将商品动力煤的灰分控制在20％以下，硫分控制在1％以下，约有60％的煤炭需洗选，90％以上需要排矸。同时，动筛跳汰机正是以煤排矸和动力煤分选为目的而研制的。动筛跳汰选煤工艺系统简单、节水，循环水用量仅为一般湿法选煤方法的1/10。无论从经济效益还是节能减排方面，动筛跳汰均是煤炭洗选加工(尤其块煤洗选)的重要方式。动筛跳汰分选是普遍被用户认可的易选煤和中等可选性煤的有效方法之一。

目前不少矿区都在考虑采用动筛跳汰机代替手选，其发展势头迅猛。德国研制的液压驱动动筛跳汰机分选块煤效果良好，并具有设备紧凑，工艺简单，分选效率高等特点，在国际上处于领先水平。采用液压传动方式，最大面积为4m2，处理能力为300t／h。

国产动筛跳汰机有液压驱动式和机械驱动式两种类型：以电机曲柄连杆等机械机构为动力的机械式动筛跳汰机和以液压系统为动力的液压驱动式动筛跳汰机.最大面积为4.6m2，处理能力为250t／h左右。机械式驱动动筛跳汰机结构简单，价格便宜，但工艺参数不能在线调节，分选效果差。相比机械动筛跳汰机，液压驱动式动筛跳汰机由于采用液压动力机构，在筛体急回速比特性方面具有很大优势，分选效果较好，且操作过程中频率、振幅等可在线调节和控制。但液压系统复杂，尤其大型动筛跳汰机动筛体主动力要求泵压大于20MPa、频率40～50r／min，这样的高压、高频对液压元件要求苛刻，导致液压系统故障频繁、维护费用较高。国产动筛跳汰机在价格上较进口设备有较大的优势。卧式动筛跳汰机是专门为井下毛煤预排矸设计的，它由一条刮板输送机从水槽中排出矸石并加以脱水，轻物料在溢流口排入一个容器，用一个大容积螺旋输送机从侧面排出，并经一台斗式提升机脱水。它可以大大减轻井下运输系统和后续处理系统的负荷，提高矿井实际产量。近年来，国产卧式动筛跳汰机正在各大矿务局逐步发展。

三、干法选煤技术

我国煤炭有2/3以上分布在西部,我国干法选煤整体技术处于国际领先水平。干法选煤以其不用水、基本建设投资和运行费用低、见效快的优势为煤炭降灰提质、易泥化煤种及干旱缺水地区的煤炭分选提供了有效技术途径,正适应我国煤炭工业发展战略向干旱、寒冷的西部地区转移和大力发展动力煤分选的需要。FGX系列复合式干选机和FX系列风选机得到了较多的推广应用，并向大型化发展，最大分选床面积已达48m2，处理能力480t/h；空气重介干法分选技术的研究也取得显著成果，研制成功了风力跳汰机和风力摇床，先后投入市场应用并得到推广，为我国的干法选煤设备增添了新的品种。目前，我国干法选煤技术已处于国际领先地位，设备不仅用于国内，而且出口多个国家和地区。

四、粗煤泥回收

1、粗煤泥回收的原因

选煤生产中存在离心机、弧形筛、脱介筛、捞坑溢流等跑粗现象，导致进入煤泥水系统中>0．5mm级物料较多，这部分物料进入煤泥水系统(包括浮选系统)不能得到及时有效地回收，不仅会造成精煤损失，而且还会造成后续压滤系统喷浆、滤布破损、加压过滤机压轴等故障，严重影响选煤厂的正常生产。

粗煤泥的回收对于炼焦煤选煤厂显得更为重要。因为浮选不能有效回收>0．5mm级煤泥，原则上要求进入浮选系统的入料粒度<0.5mm，同时应尽可能减少入浮量。实践证明，在浮选前增设粗煤泥回收系统，会大大改善浮选效果，降低生产成本。在脱泥作业中，增加粗煤泥回收系统可以适当增大脱泥筛筛孔尺寸，提高脱泥效率。

目前，大多数选煤厂设计中均设有粗煤泥回收工艺，包括粗精煤泥回收工艺、中矸粗煤泥回收工艺及煤泥回收工艺。与粗煤泥回收工艺配套的常用设备有煤泥离心机、高频筛、沉降过滤离心机，此外还有煤泥直线振动筛、弧形筛。由于粗煤泥回收设备的不同，其工艺配置和回收效果也有所差异。

2、煤泥离心机回收粗煤泥工艺

近几年建设的大型选煤厂多采用该工艺回收粗精煤泥。该流程采用浓缩分级旋流器与弧形筛配套使用，目的是保证煤泥离心机入料浓度(400g／L以上)和流速，否则，进入离心机的物料浓度过稀或流速过快，均会造成产品水分过高或系统跑水现象。采用上述流程回收重介旋流器或煤泥重介以及水介分选产品的粗精煤泥时，产品水分在16％左右，回收粒度下限可达0.1mm。从使用情况来看，该工艺回收的粗精煤泥存在细泥污染现象，灰分偏高。原因在于旋流器有效分选下限为0。25mm左右，最低只能达0。15mm，对细泥不能实现有效分选，从而导致进入粗煤泥回收系统的细泥粘附在精煤表面而污染精煤。为了降低粗精煤泥产品灰分，可在弧形筛处加设喷淋装置。

3、高频筛回收粗煤泥工艺

该工艺流程可用于粗精煤泥、中矸粗煤泥和煤泥的回收。该流程中采用浓缩分级旋流器，目的是保证高频筛入料浓度(350g／L以上)，否则，不能形成过滤层，物料透筛严重，造成设备不能正常运转。该流程用于粗煤泥回收时，产品水分偏高，一般在22％～24％，回收粒度下限可达0．15mm。据生产经验，高频筛用于回收原生粗煤泥时具有分选作用。同一粒度级物料，筛上物料灰分明显低于筛下物料的灰分，说明物料在低振幅、高频率分级和回收过程中所形成的过滤层对物料有按密度分层分选的作用，密度大的物料下沉，并透过筛面进入筛下水。这说明高频筛用于粗煤泥回收，不仅具有回收粗煤泥作用，而且还有进一步降低产品灰分的功能。

4、沉降过滤离心机回收粗煤泥工艺

该流程多用于煤泥中细泥含量较高的粗煤泥的回收。沉降过滤离心机对入料浓度无特殊要求，但对入料粒度组成要求比较苛刻，入料中<0．044mm粒级含量的临界值为40％，大于此值不宜采用该工艺，因为这将导致产品水分过高。

5、常用设备应用效果对比

粗煤泥回收设备使用较多的是FC-1200煤泥离心机、GPS(GZ)1431高频筛、TCL1418沉降过滤离心机。现将这三种设备使用情况进行对比分析。

（1）煤泥离心机与高频筛

FC-1200煤泥离心机单台设备的处理量是GZ1431高频筛的5～10倍，产品水分比高频筛低近十个百分点，吨煤电耗低。二者相比，煤泥离心机更适合大型选煤厂、高效模块选煤厂(单机、大型化设备)的粗煤泥回收。高频筛则适合中、小型或煤泥量小的选煤厂回收粗煤泥。对产品水分要求较低时，煤泥离心机则是首选设备。

（2）高频筛与沉降过滤离心机

上述两种设备用于粗煤泥回收时，单机处理量相近，产品水分也相差无几。但从总体使用情况分析，高频筛优于沉降过滤离心机，主要表现在：①适应性好，对物料粒度组成无特殊要求。而沉降过滤离心机随着物料中细粒级含量的增加，尤其是当物料中<0．045mm粒级含量超过40％时，产品水分和离心液浓度迅速增加，固体产率和脱水效率明显下降；②产品水分较沉降过滤离心机低2个百分点；③功耗小，高频筛吨煤电耗不足沉降过滤离心机的1／10；④处理量随入料浓度提高增幅明显，但处理量应适当，防止因处理量过大而烧毁电机；⑤故障率低，年运行成本低。高频筛操作简单，运转平稳可靠，生产事故率低，年运行费用低，而沉降过滤离心机附件多，筛网、螺旋体易磨损，维修量大，生产维护费用高；⑥设备先进、可靠，已得到了推广和应用。

五、粗煤泥分选

我国中小型选煤厂大多采用两段选煤工艺，设备和工艺简单，但分选效率较低，粗粒精煤损失严重。中型和大型选煤厂基本采用两段半分选工艺，其主要增加了粗煤泥回收环节，复杂程度介于两段和三段选煤模式之间，但造成浮选入料高灰细泥含量增加，精煤产率低。目前，很多新建选煤厂多采用增加了粗煤泥回收和分选的三段选煤工艺，虽然设备和工艺复杂，但实现了全粒级高精度分选，对大块粗粒分选效果和细粒煤泥浮选效率的提高均有利，总精煤产率高，是一种较有前途的分选工艺。

炼焦煤选煤厂中煤产率平均在30%以上，大都被作为动力煤使用，造成稀缺煤炭资源浪费。将中煤破碎再选工艺与粗煤泥回收工艺完美结合起来，是降低选煤生产成本、提高经济效益和节约能源的有效途径。我国大多数选煤厂中处于重选和浮选粒度交界（0.5mm）附近的粗煤泥分选效率较低。这部分产品灰分比精煤灰分高，比中煤灰分低。

脏杂煤是指矿井在掘进煤岩、半煤岩的过程中以及在清理井下巷道、井底车场时所产生的煤与杂质的混合物。我国有相当一部分有回收价值的脏杂煤被抛在了井下或矸石山上，造成煤炭资源的浪费，并造成严重的环境污染和安全隐患。因此，对脏杂煤的回收与利用具有重要的经济效益和社会效益。该技术将粗煤泥分选和浮选两种选煤方法结合起来，3-0.25mm采用液固流化床粗煤泥分选机分选，<0.25mm采用浮选柱分选。

1、干扰床分选机

XGR系列和CSS系列干扰床分选机均已在多座选煤厂推广应用，使跳汰和浮选均不能有效分选的粗粒煤泥得到有效回收，提高了资源回收率。

干扰床分选机是由水力分级机发展而来的，它是依据入料粒群的粒度相等或处于很窄的粒度范围内时，矿粒的沉降速度主要取决于密度的工作原理来实现分选的。当提供一个上升流体，其速度介于高密度颗粒的沉降速度和低密度颗粒的沉降速度之间时，则高密度颗粒会在上升流体中沉降，而低密度颗粒则会上浮，从而实现粒群按密度的分选。干扰床分选机具有如下优点：

1）工艺简单成熟、结构紧凑、性价比高、投资回报率高。

2）分选密度自动可调（1.3-1.9g/cm3）、分选粒度范围宽（3.0-0.25mm）。

3）增加水流分布板自动清洗功能，减少维护工作量。

4）动力消耗低（Φ2000，处理量达60-80t/h，仅需11kw）。

5）分选效果好（精煤灰分低于10%，产率一般大于60%）。

6）使用范围广（重介选煤厂、跳汰选煤厂、干粗煤泥选煤厂）。

使用干扰床分选机，可实现：

一是实现全粒级高精度分选，优化选煤工艺流程。

二是可实现-2mm物料不进入重选系统，直接采用液固流化床分选机分选，减少浮选和煤泥水处理的负荷，大幅度提高重介选煤系统处理能力和降低介质消耗（城郊选煤厂介耗降到0.3kg/t原煤），选煤成本大大降低。

三是解决选煤厂重介和浮选精煤背粗煤泥灰分的问题，大幅提高精煤产率，并将目前的两段选煤工艺拓展为三段。

四是为实施稀缺煤种无中煤分选工艺提供了技术支持

五是用于金属矿3～0.25mm粒级矿物的分选与分级。

2、煤泥重介质旋流器

煤泥重介质旋流器是在离心力场中对物料进行分选，虽然分选效果较好（分选密度范围宽、对入选原煤煤质适应性强、分选精度高），但其单台处理量低。煤泥重介质旋流器入料压力是常规重介质旋流器的3～5倍，因此电耗高、磨损大；分选过程需使用超细粒磁铁矿粉，介质制备、回收困难，系统稳定性差。这些因素导致目前我国选煤厂的大部分煤泥重介质旋流器系统达不到最佳运行状态，分选效果差。

我国选煤科技工作者开发了利用大直径重介质旋流器对加重质的分级浓缩作用，将煤泥和精煤脱介筛(或弧形筛)筛下合格介质分流一同进入小直径煤泥重介质旋流器再选的分选工艺。这种工艺虽然减少了特细介质的制备环节(利用了大直径重介质旋流器分级浓缩作用产生的特细介质)，但仍需一套单独的介质净化回收系统，并且煤泥重介质旋流器的分选精度直接受到大直径重介质旋流器运行状况的影响，生产调节困难，同时由于细粒煤在两个旋流器中随介质高速旋转，将产生大量的次生煤泥，增加了后续浮选作业的负荷，介耗较高。

3、水介质旋流器

水力旋流器是一种重力分选设备，采用水及部分入料颗粒的二元混合物作为分选介质，无需任何化学药品或外加介质，在一定条件下使得分选入料实现基于密度差异的分选过程，称为自生介质旋流器。

煤泥水介质旋流器与普通水力旋流器的主要区别在于它锥角大、锥体短，溢流管直径大且插入筒体长度深。它的工作原理与重介质旋流器一样，差别仅在于分选介质。悬浮液的密度与实际分选密度的接近程度越高，分选效率和精度就越高，因此水介旋流器分选精度远不如重介旋流器，入料粒级范围一般比较窄，且旋流器的直径比较小，对易选煤和中等可选煤比较适合，一般与其他主选设备配套使用。

水介旋流器单台处理量大，结构简单，设备投资少，建设周期短，工艺灵活，系统操作维护容易，但分选精度差，分选下限高，溢流不经过脱泥达不到精煤灰分要求。

4、螺旋分选机

螺旋分选机是一种依靠液流特性，在重力和离心力的作用下实现不同密度矿物分离的分选设备。工作时，入料自螺旋分选机上端给入，沿螺旋槽向下作回转运动；料流在螺旋槽内运动的过程中，沿槽的内侧至外侧水层的厚度逐渐增大，脉石等重矿物颗粒逐渐移入下层，煤等轻矿物浮于料流上层，形成了以重产物为主的下部流动层和以轻产物为主的上部流动层；颗粒群实现分层后，由于重产物位于下层，与槽体接触，又受到上层液流的压力，运动阻力加大，与轻产物形成一个速度差；轻产物受螺旋料流的作用向槽的外缘运动，重产物在重力、流体动压力、摩擦力和惯性离心力的作用下向槽的内缘运动，中间密度物料则占据槽的中间带，即轻、重颗粒在横断面上基本实现了按密度分带；在螺旋分选机底部，用产品溜槽分别收集这些物料，从而实现轻、重产物的分离。

螺旋分选机可以实现1～0.15mm级物料的有效分选，但螺旋分选机的设备参数不易确定和调节，处理能力低，难以大型化，而且最低分选密度通常在1.6kg／cm3以上，不能产出低灰精煤，仅适宜分选易选的动力煤。

5、分级浮选

分级浮选是解决粗煤泥在浮选过程中因得不到合适的分选和药剂条件而回收率低的又一种方法。基于粗、细煤泥不同可浮性特点的分级浮选工艺可实现不同粒级煤泥的高精度分选，减少细粒精煤中高灰细泥的污染，同时强化较粗粒煤泥的回收。

现在我国每年生产的原煤中含有2亿t以上的细粒煤(细粒煤通常指<0．5mm的煤)，在这部分细粒煤中细泥(细泥指的是<0．074mm的细粒煤)的含量很大。若把浮选入料上限由0.5mm降至0.2(0.1)mm，则浮选入料量可减少30％左右，0.2mm或者0.1mm以上粗煤泥可采用生产成本低、操作管理方便的其他重选设备进行处理，从而大大降低浮选设备投资及生产管理费用。

与一般的浮选流程相比，分级浮选仅需增加了一台泵和一组分级旋流器，但却能够有效降低药剂耗量和生产成本，提高精煤产率和处理量，同时还能够适当提高浮选的有效分选粒度。一般采取0.25mm或0.125mm分级，粗细粒分别选择不同的浮选和脱水设备及不同的操作制度。分级浮选在一定程度上提高了浮选的有效分选粒度上限，弥补了重选对细粒粉煤分选精度欠佳的不足，但提高的幅度不能太大，否则粗粒的浮选效率也会很低。据有关资料介绍，有效分选粒度上限可适当提至1mm左右。

分级浮选根据粗、细煤泥表现出的不同可浮性和过滤特性，采用了不同的加药制度及浮选和脱水设备，充分发挥了各自在不同粒度范围内的分选与脱水优势，实现了粗、细煤泥高精度分选和高效脱水。对于难浮煤，分级浮选将会是一个发展趋势。

6、浮选柱串联工艺

对于煤泥浮选工艺，实验室和工业生产均证明：①煤泥粒度越大，回收率越低，只有在适宜的粒度下方可获得最大回收率；②不同粒度的煤泥颗粒具有不同的浮选速率，通常浮选机前两室浮起的煤泥粒度较细，粗颗粒煤泥在后几室浮出；③不同粒级具有不同的选择性，随粒度减小浮选的选择性降低；对浮选精煤污染最严重的是细粒杂质，高灰粗粒度物料对精煤污染较小，但粗粒精煤容易损失在尾矿中。因此，提高细粒级的选择性和粗粒级的回收率是煤泥浮选的重要任务。

入料中粒度越细的粒级分选效果越好；对于0.5-0.25mm粒级的粗颗粒煤泥，串联浮选远优于单段浮选。浮选柱串联系统可有效改善粗颗粒煤泥的分选效果，提高粗颗粒煤泥的回收率；在保持浮选柱对细颗粒煤泥优异分选效果的同时，通过串联系统可实现入浮煤泥的全粒级良好分选，避免“跑粗”，减少精煤损失。

六、深度脱硫降灰技术

静电分选技术：依靠不同物料间的电性差异，借助于高压电场作用实现分选的一种选煤方法。

聚团浮选技术：利用煤和矿物质表面性质的差异，用油作粘结剂进行选择性粘附、团聚，使煤和黄铁矿分离。经过多年的研究，已成功开发出一套高效、低能耗、工艺简单、成本低的脱除煤中细粒嵌布黄铁矿硫的新工艺-高剪切疏水聚团浮选脱硫新工艺。

生物脱硫技术：它是利用微生物能够选择性氧化有机或无机硫的特点，去处煤炭中的硫元素，或者利用微生物的选择性吸附作用来改善煤和黄铁矿表面的疏水性，以达到脱硫的目的，是目前洁净煤技术的热门研究课题之一。它的优点是既能专一的脱除结构复杂、嵌布粒度很细的无机硫，同时又能脱除部分有机硫，而且反应条件温和，设备简单，成本低。

化学脱硫技术：化学浮选脱硫技术利用煤与黄铁矿的化学性质不同，用特定的方法或加入一定的药剂，使之发生化学反应而脱除煤中硫。目前，化学脱硫技术包括：碱法脱硫、气体脱硫、热解与氢化脱硫、超临界气体抽提脱硫和氧化法脱硫等。

七、浮选技术与装备

浮选是分选＜0.5mm细粒煤泥的有效分选技术（最佳浮选粒度0.075～0.25mm），我国自主开发的浮选设备多种多样，主要有机械搅拌式浮选机、喷射吸气式浮选机、微泡浮选机和旋流静态微泡浮选柱等。目前使用最多的是XJM—KS系列机械搅拌式浮选机，约占各类浮选机的70%以上，其次是喷射式浮选机和浮选柱(占15%)。

今后浮选机的总体发展趋势是：

(1)大型化和节能化。随着浮选工艺技术的提高，传统和新研发的浮选机都在向着大型化、高效化和智能化方向发展。需研制大容积浮选机，以提高单位处理能力，降低能耗，便于操作和实现最佳充气，特别是在大容积浮选槽中确保达到足够的充气和良好的矿化条件。

(2)专业化。浮选机在矿业领域的应用可分为硫化矿、氧化矿和煤炭三类。国内在硫化矿浮选机方面已取得了长足进步；在氧化矿用浮选机方面已起步，但还需要做更多研究设计工作；在煤炭洗选方面浮选机的大型化正在发展。由于各种矿物的密度、粒度、回收率等物理性质和表面化学性质以及浮选工艺差异悬殊，而且不同行业对浮选机的处理能力要求也有很大差别，因此需要针对不同行业需求和被选物料性质对浮选机进行专业化研究。

(3)自动化。需结合选矿(选煤)行业特殊要求，研发适用、灵敏的检测元器件，以实现浮选设备液位、精矿品位(精煤灰分)的在线检测，进而实现单机设备和流程的信息化控制。

八、主要辅助设备

1、分级破碎技术装备发展迅速

分级破碎机是选煤厂必不可少的主要辅助设备，“十一五”之前，大型分级破碎机一直依赖进口。“十一五”期间，通过对齿形、齿布置形式、材质、加工技术以及集成技术的潜心研究，研发成功了单机处理能力为500～5000t/h的SCC系列分级破碎机，破碎强度可达260Mpa，已替代进口产品，性能与国外产品相当，满足了市场的需求。

煤矿的大型化、高效化，需要处理能力大、成块率高、可靠性高的大型破碎设备。英国的MMD系列分级破碎机正是满足了以上各项要求而得到我国用户的欢迎，但存在设备价格昂贵，售后服务不及时，供货期长，配件费用高等问题，严重制约国内煤炭企业的正常生产，急需开发大型高效分级破碎设备，替代进口。近年来，国内开发的2PLF、SSC、FP等系列分级破碎机已逐渐成为主流机型。这些设备以处理能力大、功能独特、使用可靠性高、维护量小、噪声低、振动小等特点，深受用户好评，现已成为煤炭破碎设备的首选产品，也是包括国外选煤设计公司在内的众多设计单位的推荐产品。尤其是SSC(x)超大处理能力分级破碎设备，填补了国内空白，达到国际先进水平。FP系列破碎机具有破碎强度高、处理能力大、超粒和过粉碎较少、能处理湿粘物料的特点。

2、筛分设备向大型化迈进

目前筛分机的研究方向主要有三个方面：①大型化、重型化、系列化发展；②提高筛分机的工作可靠性；③提高筛分效率。

用于脱水、脱介、脱泥和分级的香蕉筛通过研究开发，基本解决了强度与可靠性的问题，设计、制造的大型香蕉筛已替代进口产品应用于生产现场，目前向更大型化迈进。

鉴于细粒级煤炭的难筛特性，国内近年来研究较多的是煤炭深度筛分机械。这方面的设备种类较多，有香蕉筛、博后筛(大振幅低频率)、琴弦筛、弛张筛、棒条筛、多自由度弹性振动筛等。发展较快的是香蕉筛,且用于产品脱介有增加的趋势。香蕉筛脱介能力大，可使设备台数减少，有利于大型选煤厂简化环节。但香蕉筛用于产品脱介也存在一些问题，由于筛面物料流速较快，常有一段合格介质跑到二段稀介质段的现象，造成介质循环系统不稳定。实际应用的筛宽3.6m及其以上的香蕉筛基本都是引进设备。国产大型香蕉筛仍在发展完善阶段，筛宽为3.6m、4.3m的香蕉筛已成为市场主流。

采用高频筛对1.5-0.2mm物料进行初步脱水，然后与13-11.5mm末煤混合进离心机脱水，是近几年使用的粗煤泥脱水方法之一。因此，高频筛得到了重视和发展。国产高频筛在可靠性和处理能力方面都低于国外同类产品，但有价格优势。

3、煤泥脱水回收技术装备取得长足进步

离心机发展方向是加大筛篮直径、增加单机处理量、降低产品水分。近年来，卧式振动离心机在我国迅速推广，立式刮刀离心机创新则较少。国产LLL系列煤泥离心机的使用效果也令人满意，其性价比要高于国外同类离心机。沉降过滤式离心机因具有对动平衡要求较高，维护量大，电耗高等缺点，在我国使用尚不广泛。

Φ1500卧式振动卸料离心脱水机已成功推广应用于生产现场；Φ1200型煤泥离心脱水机生产实践证明效果良好；国产的卧式沉降过滤式离心脱水机已用于煤泥的脱水回收；正压过滤替代负压过滤脱水的智能加压过滤机，其技术已居国际先进水平；过滤面积达1200m2的快开式压滤机居国际之首。

4、大型模块式选煤厂的设计与建设技术实现国产化

模块式选煤厂是近年来国外突破传统模式、采用新的设计理念建设的一种先进、高效类型的选煤厂，在煤质适应的条件下是选煤厂建设的发展方向。我国相继由国外公司设计建设了一批模块选煤厂。但由于存在套用国外煤质易选情况，工艺单一，分选用重介质旋流器结构参数固定，为简化工艺系统，一些末煤和煤泥不分选，煤泥水处理系统过于简单，受模块框架结构及高度影响，设备难于维护检修等问题，直接影响资源的回收率和环境保护。

“十一五”期间，结合我国煤炭种类繁多、可选性难的特点，通过技术论证、理论分析、数值模拟、试验验证、全厂总体布局及模块结构优化、工艺系统研究与组建、设备开发与制造、示范工程建设与验证，实现了设计与建设技术的国产化。建设的300万t/a的模块示范厂生产实践表明，建厂投资较同规模选煤厂降低30%以上，分选效率≥95%，主厂房建设周期缩短至6个月以下，总体技术达到国际先进水平，结束了我国大型模块选煤厂依赖国外公司设计和建设的局面。

5、选煤技术向井下延伸

国内外的选煤厂一般都建在地面，不但增加了原煤中矸石的运费及排矸费用，造成矿井提升能力紧张和吨煤利润下降，而且矸石排放占用土地，污染环境。将原煤井下洗选排矸，矸石充填，不仅可提高矿井提升能力，还可置换部分“三下”压煤，实现节能、减排、降耗和充分回收利用资源。

“十一五”期间，国内一些单位对此开展了研究，其途径主要有三条：一是采用井下干法选煤排矸；二是采用动筛排矸；三是采用浅槽重介分选机排矸。目前，山东新汶、河北冀中已在应用，开滦集团也在积极开展前期工作。

九、以后发展方向

1、深入研究分级分选理论，指导生产建设实践

由于成煤地质条件和煤层顶底板及夹矸物理性质的影响，原煤中粗细粒级的可选性及分选密度有所差异，因而国外大多采用分级分选工艺系统。过去我国选煤厂因厂型小，为简化工艺系统、节约投资和运行费用，大多采用混煤入选，从而降低了精煤产率和经济效益。由于大型选煤厂具有吨煤基本建设投资和运行费用低、用地省、分选效率高和易于实现自动控制的优势，目前我国随着煤炭资源的优化整合、企业的兼并重组和大型煤炭基地的建设，新建的选煤厂向大型化方向发展，老厂也正大批进行扩能改造，处理能力在1000万t/a级的选煤厂已建成多处并投入运行，都采用分级分选工艺，设备呈单元化配置。因此，应深入研究分析分级分选理论，指导选煤厂建设和生产实践，实现节能、减排，提高资源回收率和综合效益。

2、自主创新开发1000万t/a级选煤厂关键技术装备

大型选煤厂的建设必须要有大型的装备来支撑，我国自行研制的选煤技术装备经过近十年的发展，已能满足处理能力为400万t/a级以下选煤厂建设的需要。但近几年新建和大量扩能升级改造的选煤厂处理能力已大大超过400万t/a。特别是十四个大型煤炭基地配套建设的选煤厂，其处理能力更远超过4Mt/a。因此，自主创新，研发大型、高效选煤厂关键技术装备，实现国产化，替代进口，不仅使我国选煤技术总体水平登上新的台阶，而且对正处于发展时期的我国选煤产业提高综合效益、节能降耗、污染物减排、煤炭分选效率和合理利用都将发挥重要作用。

3、煤质在线检测、选煤厂自动化控制技术和装备

4、开发褐煤降湿提质技术与装备

我国褐煤资源丰富，约占已探明煤炭储量的13%，但由于其具有水分高、热值低、易风化等不足，难于洗选、储存、运输和利用，直接影响当地变资源优势为经济发展优势。褐煤具有化学活性高、反应性强等特点，特别是低灰褐煤具有特殊化学利用价值，有利于加工和开发高附加值产品，因此，必须对褐煤资源进行优化利用，以发挥其最大经济价值。目前一些单位正研究通过降湿、干选和成型技术，有望使提质后的褐煤产品具有与烟煤相近的性质，实现有效利用。

5、不断完善煤炭井下分选排矸、矸石充填技术和装备

目前煤炭井下分选排矸的方案较多，有动筛跳汰法、干选法、选择性破碎发和浅槽重介分选机等方案，其中一些方法已在少数矿区用于生产实践，取得了良好效果。但尚需要在工艺技术、装备及系统配置等方面进一步完善，以其扩大应用面。

6、开发伴生矿物的综合利用技术

积极开展煤系共伴生矿物综合可利用技术的开发与应用，延长产业链，实现煤矿资源的综合利用。

（编辑：安安）

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