近年來，中國重介分選工藝研發(fā)的突破，幫助中國的選煤工藝技術(shù)快速發(fā)展。各種類型的重介分選工藝和鋼結(jié)構(gòu)模塊化工藝布置的普及，幫助選煤工程設(shè)計發(fā)生了巨大變化，有了質(zhì)的飛躍。建成后的項目環(huán)保、美觀、耐看，突破了對選煤廠的傳統(tǒng)的臟亂差的認(rèn)識。但在設(shè)計過程中，仍有不少不足點需要改進。

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可選性試驗資料不齊全，缺乏代表性

依據(jù)缺乏代表性的篩分浮沉資料制定選煤工藝，是對設(shè)計的誤導(dǎo)，后果是嚴(yán)重的。所以新頒《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》5.1.6條(黑體字強制性條文)明確要求“可行性研究和初步設(shè)計必須對篩分、浮沉試驗資料的代表性進行評述。當(dāng)篩分、浮沉試驗資料的代表性不足時，應(yīng)按規(guī)定進行調(diào)整，使其接近生產(chǎn)實際”。這是新規(guī)范與舊規(guī)范最主要改變之一。這就要求必須結(jié)合本井田的條件和礦井采用的開采工藝，對上述借用資料進行合理的調(diào)整，以增加資料的代表性。

目前，調(diào)整資料的方法，中國暫時無統(tǒng)一規(guī)范。只能按照《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》5.1.6條規(guī)定的原則進行調(diào)整?！对O(shè)計規(guī)范》對資料調(diào)整的規(guī)定是“1參照鄰近煤礦、選煤廠的實際生產(chǎn)情況調(diào)整。2根據(jù)煤田地質(zhì)報告、采煤方法、運輸提升方式等因素調(diào)整”。

調(diào)整資料時，需要特別注意以下幾個方面：

(1) 對生產(chǎn)原煤灰分進行合理預(yù)測；

(2) 對小窯原煤篩分資料的粒度組成進行合理調(diào)整，鑒于動力煤分選多采用塊煤排矸或分粒級分選。所以，對于動力煤分選而言，原煤篩分資料的粒度組成的準(zhǔn)確性及代表性尤為重要。

如果沒有做好可選性分析或合理預(yù)測，選煤廠在建成后的實際生產(chǎn)中會遇到很多問題，甚至現(xiàn)場無法處理。在所有問題中，以灰分預(yù)測不準(zhǔn)確，煤泥水處理能力考慮不足帶來的煤泥水系統(tǒng)問題最為突出。

案例：四川某煤炭集團在華鎣山地區(qū)某選煤廠，由德國某公司設(shè)計并總承包建設(shè)。設(shè)計時由于原煤可選性資料不足，主持設(shè)計的選煤工程師也沒有做過西南地區(qū)的選煤廠項目，直接借鑒北方選煤廠設(shè)計經(jīng)驗進行設(shè)計和設(shè)備選型。

選煤廠建成后，煤泥水系統(tǒng)經(jīng)常由于處理能力嚴(yán)重不足帶來了很多生產(chǎn)和環(huán)保的問題。造成煤泥水系統(tǒng)處理能力嚴(yán)重不足的一個主要原因是，中國西南地區(qū)的煤比北方的煤更易泥化，次生煤泥量也更高。另一個原因是，開采方式的變化，在選煤廠設(shè)計之初，與選煤廠配套的煤礦采用的是高檔普采，在選煤廠設(shè)計及建設(shè)過程中，煤礦開采方式升級為薄煤層長臂開采(綜合機械化開采)。升級為綜采后，頂?shù)装宓膴A矸率明顯提高。由于煤炭企業(yè)管理體系造成采煤、選煤兩套班子溝通不多，總承包合同價格已定等原因，總承包單位沒有立即調(diào)整設(shè)計方案。因此，該選煤廠建成后，煤泥水系統(tǒng)就頻繁因為能力不足出問題。

該選煤廠項目成了該煤炭集團的心病，從此以后，該集團再也沒有實施過選煤廠總承包項目，并且集團高層對現(xiàn)代選煤技術(shù)持有偏見。

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選煤廠同時入選二層煤時，不能正確處理

如果選煤廠入選的原煤來自多個礦井或同一礦井的多個煤層(實際上大多數(shù)設(shè)計是屬于這種情況)，這時就需要考慮多層原煤是應(yīng)該采取混合入選還是分組入選的問題。

《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》5.1.5條要求“當(dāng)各煤層在分選密度相同的條件下，其可選性、基元灰分相差較大、凈煤硫分相差較大或煤種不同時，宜分別分選”。這時，井下采取分采、分運，地面分儲、分別入選的方式最為合理；如果煤質(zhì)條件允許實行混合入選方式，也還必須解決如何保證實現(xiàn)各層煤混合入選比例的問題。這時，最佳方案仍是井下采取分采、分運，地面分儲按比例配煤入洗。

但是，井下實現(xiàn)分采、分運、分別提升困難較大，一般礦井不具備這種條件。退而求其次，可以考慮在地面設(shè)置原煤均質(zhì)化混煤場，保證入選原煤性質(zhì)在一段時間內(nèi)(時間長短取決于混煤場容量，一般為2～3天)保持相對均勻。國外、國內(nèi)均有選煤廠采用這種方法。

案例：準(zhǔn)格爾礦區(qū)某煤礦首采區(qū)的4、6上二層煤灰分、密度組成相差較大是本井田煤質(zhì)方面一個主要特點?！犊裳小吠扑]取長補短配煤入洗的方式。鑒于井下未實行分采分運，二層煤開采的數(shù)量和質(zhì)量具有隨機性，地面生產(chǎn)系統(tǒng)也沒有采取任何混煤措施，因而《可研》確定的4、6上二層煤的混煤比例(1：5)得不到保證，配煤入洗的方式亦無從落實。實際上使4、6上二層煤變成了隨機混合入選。最終將造成分選過程難以控制，選后產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的嚴(yán)重后果。

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確定選煤工藝方面存在的問題

分選工藝方案的比較只作定性的技術(shù)分析，沒有充分考慮與分選工藝相關(guān)的各種因素，缺少量化數(shù)據(jù)，論據(jù)不夠充分，結(jié)論難以服人。

新頒《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》5.1.7條(黑體字強制性條文)明確規(guī)定“選煤方法應(yīng)根據(jù)原煤性質(zhì)(如粒度組成、密度組成、可選性、可浮性、硫分構(gòu)成及其賦存特性、矸石巖性)、產(chǎn)品要求、分選效率、銷售收入、生產(chǎn)成本、基建投資等相關(guān)因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定”。上述條文比老《規(guī)范》有了質(zhì)的變化，這是新規(guī)范與舊規(guī)范最主要的區(qū)別和進步點之一。其核心要求是應(yīng)根據(jù)具有代表性的可選性資料，統(tǒng)籌考慮與分選工藝相關(guān)的各種因素，通過技術(shù)經(jīng)濟量化比較，綜合論證，來確定分選工藝。選煤方法的確定，除應(yīng)體現(xiàn)最大產(chǎn)率原則外，還要體現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化原則。

案例1：東北鶴崗礦區(qū)，某外國公司設(shè)計建設(shè)的某煉焦煤選煤廠(1.50Mt/a)就是采用選前脫泥兩段有壓入料二產(chǎn)品重介旋流器+粗煤泥入螺旋分選機分選工藝。結(jié)果，比本礦區(qū)采用選前不脫泥無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+煤泥重介旋流器分選工藝的選煤廠的精煤產(chǎn)率低了約5%。一年損失幾千萬元的收入。可謂對細(xì)粒煤(含粗煤泥)分選工藝選擇不當(dāng)?shù)牡湫途痉独?/span>

案例2：陜北榆橫礦區(qū)某選煤廠(4.00Mt/a)，入洗煤類為長焰煤。本礦煤質(zhì)方面的的最大特點是多數(shù)煤層的頂?shù)装寮皧A矸巖性均為泥巖，遇水易崩解、易泥化。選煤工藝采用原煤全部入洗工藝，即選前脫泥，50～1.5mm采用有壓入料兩產(chǎn)品重介旋流器分選，1.5～0.15mm粗煤泥采用螺旋分選機分選，-0.15mm細(xì)泥采用壓濾機直接回收。

自試生產(chǎn)調(diào)試以來，主要入洗本礦井開采的4-2煤層原煤，該層煤平均含有厚200mm泥巖夾矸。存在的主要問題是即便在入洗煤量不大(平均實際入洗煤量不足設(shè)計額定能力的1/5)的情況下，洗水很快變黑、變稠，煤泥水系統(tǒng)能力嚴(yán)重不足，煤泥處理不了，導(dǎo)致循環(huán)水池液位不斷上漲、溢出，開車僅幾個小時，便無法生產(chǎn)。究其原因，主要有以下二點：(1)設(shè)計采用有壓入料重介旋流器分選方式，產(chǎn)生次生煤泥量大。入料經(jīng)離心泵葉片強烈撞擊，高速攪動，原煤中所含泥巖矸石，大量被泥化。據(jù)現(xiàn)場實測，進入濃縮機的 -0.15mm細(xì)泥量占原煤的18%，比原設(shè)計預(yù)測值5.23%高出近3.5倍。結(jié)果造成煤泥水系統(tǒng)能力嚴(yán)重不足。(2)泥巖矸石遇水泥化后，不易沉降，壓濾效果變差，按常規(guī)選型的濃縮機、壓濾機面積明顯不夠，細(xì)泥得不到及時回收，大量積聚在洗水中，導(dǎo)致循環(huán)水很快變黑、變稠，循環(huán)水池液位不斷上漲、溢出。后來不得不“亡羊補牢”，增建一座壓濾車間，在原設(shè)計3臺壓濾機(300㎡/臺)的基礎(chǔ)上，再增加6臺壓濾機(400㎡/臺)，壓濾面積增加兩倍多，增加投資近1500萬元。

這些都是反面案例，主要原因是因為選煤方法選擇不當(dāng)。另外，案例也說明矸石巖性對煤方法選擇有很大的影響。對這種含有大量易泥化的泥巖矸石的原煤，“預(yù)排矸”是廣泛采用并成熟應(yīng)用的工藝。國內(nèi)主要由兩種預(yù)排矸工藝，重介淺槽，動篩跳汰機。

備注：這里不做工藝適應(yīng)性的討論，每一種原煤都有不同的適應(yīng)工藝，并不是“一招鮮，吃遍天”。沒有最好的選煤工藝，只有最適用的選煤工藝！

預(yù)排矸工藝能將大塊泥巖矸石盡早地從系統(tǒng)中排除，這樣對后續(xù)主選工藝和煤泥水系統(tǒng)十分有利。重介淺槽的有效分選粒度在技術(shù)說明書中一般寫的是13mm-200mm，有一些制造商在宣傳中甚至說最低分選下限是6mm，其實這些是誤導(dǎo)。從實際運行經(jīng)驗看，只有在入選粒度≥25mm時，重介淺槽才有較好的分選效果。

在澳大利亞和南非，預(yù)排矸的主流工藝是“選擇性破碎機”。提及選擇性破碎機，中國選煤同仁多數(shù)會嗤之以鼻，認(rèn)為是中國淘汰了10年的技術(shù)，怎么可能會在澳大利亞這樣的礦業(yè)技術(shù)發(fā)達國家使用。其實，不然。澳大利亞和南非用到的選擇性破碎機，原理和中國10年前淘汰的技術(shù)確實一樣，但是設(shè)備使用效果及適應(yīng)性卻完全不一樣。選擇性破碎機在澳大利亞和南非的選煤預(yù)排矸工藝環(huán)節(jié)，使用非常成功，而且設(shè)備故障率低，維護保養(yǎng)成本比動篩跳汰機和重介淺槽都更低，操作也簡易。主要原因是澳大利亞原煤和中國原煤的煤質(zhì)差異，國內(nèi)目前只有晉城無煙煤集團的礦井和寧夏部分礦井適用選擇性破碎機作為預(yù)排矸工藝，其他地區(qū)的煤質(zhì)都不太適合。另外，就是設(shè)備的加工制造細(xì)節(jié)。當(dāng)被問起為什么設(shè)備售價差異這么大時，筆者經(jīng)常做的簡單比喻是，夏利和奔馳都可以上路，您說有什么區(qū)別?這里不做細(xì)節(jié)討論。

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采用動篩跳汰機分選工藝時存在的問題

目前采用動篩跳汰機預(yù)排矸分選工藝的比較多，但對采用該工藝的合理條件往往缺乏深入分析。例如，不問動篩跳汰機入料中矸石所占的比例是否合理，在矸石含量很少的情況下，就盲目采用動篩跳汰機預(yù)排矸；另外，不少設(shè)計院在動篩跳汰機前加設(shè)緩沖倉，導(dǎo)致入料中的限下率增加，使動篩跳汰機不能正常工作。

案例1：陜西神府礦區(qū)(南區(qū))某礦選煤廠(6.00Mt/a)，《可研》采用動篩跳汰機預(yù)排矸。而該礦原煤矸石含量總體就少，塊矸含量更少，+50mm塊原煤中的矸石含量只占不足9%。采用動篩跳汰機預(yù)排矸不盡合理。因為含矸量太少的原煤采用動篩跳汰機排矸，不利于動篩跳汰機處理能力的充分發(fā)揮。將導(dǎo)致相應(yīng)增加動篩跳汰機選型臺數(shù)。

案例2：山西潞安礦區(qū)某選煤廠采用動篩跳汰機預(yù)排矸工藝，但在動篩跳汰機前加設(shè)緩沖倉，增加了入料中的限下率，使動篩跳汰機不能正常工作。

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兩個以上介質(zhì)系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題

大型重介選煤廠若布置兩個以上獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)時，有的設(shè)計因為廠房空間緊張，將兩個生產(chǎn)系統(tǒng)中的介質(zhì)系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)(如稀介桶、磁選機)合并為一臺設(shè)備去處理，看似減少了設(shè)備臺數(shù)，卻是很不合理的。為了提高介質(zhì)密度、分流量控制的精度，保持每個生產(chǎn)　系統(tǒng)所屬介質(zhì)系統(tǒng)的獨立性是十分必要的。

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重介質(zhì)分選介耗偏高的問題

介耗是重介分選的重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，是選煤廠生產(chǎn)成本影響的主要因素。降低介耗是重介分選工藝設(shè)計的重點之一?！睹禾肯催x工程設(shè)計規(guī)范》第5.3.9條為強制性條文，規(guī)定“分選每噸煤的磁鐵礦粉技術(shù)耗量應(yīng)符合下列規(guī)定：塊煤：<0.8kg；混煤、末煤：<2.0kg”。但不少設(shè)計在投產(chǎn)后往往效果不佳，介耗偏大，多數(shù)大于2kg，甚至3～5kg，在泥化程度嚴(yán)重的貴州還有超過8kg的介耗。

影響介耗指標(biāo)的因素是多方面的，必須全面考慮，采取綜合技術(shù)措施，方能收到好的效果。這些技術(shù)措施包括：

(1)合理選足脫介篩的面積和篩孔縫隙(合格段0.5mm，稀介段和弧形篩0.75～1.0mm，若篩下物料最終去浮選則不宜大于0.5mm)，杜絕脫介篩跑介；

(2)除設(shè)弧形篩預(yù)脫介外，脫介篩必須設(shè)合格介質(zhì)段，盡量減少去稀介段的介質(zhì)數(shù)量，以減少介質(zhì)凈化所造成的損耗；

(3)盡量避免采用雙層脫介篩。不少設(shè)計在重介分選系統(tǒng)中，采用雙層脫介篩，將產(chǎn)品脫介與分級兩個作業(yè)的功能合并在一臺雙層篩內(nèi)完成。雖然有環(huán)節(jié)簡化、方便布置等優(yōu)點，但也存在下層篩脫介效率不高，將增加介耗的弊端；

(4)物料入脫介篩前加設(shè)均料設(shè)施(如弧形篩、均料槽)使物料均布篩面，以提高脫介效率；

(5)提高脫介篩噴水的壓頭并保證足夠的噴水量(小水量、高壓頭)，以便減少篩上物料帶走的介質(zhì)量；

(6)選用高梯度磁選機回收介質(zhì)，其磁選效率高達99.9 %左右，可有效地減少介耗；

(7)嚴(yán)格控制磁選機的入料量(100 m3/h·m)，保證合理的入料濃度(15%～25%，最佳值20%)，保證磁選機入料中磁性物含量不超過允許值(18.5t/h·m)。以便使磁選機的工況和磁選效率保持在最佳狀態(tài)，這對降低介耗十分重要。入料礦漿(即稀介質(zhì))濃度不僅取決于脫介篩噴水量的大小，還與選前是否設(shè)預(yù)先脫泥環(huán)節(jié)有著直置接關(guān)系。因此工藝流程的制定與計算應(yīng)與磁選機選型結(jié)合起來考慮；

(8)合理選擇補加介質(zhì)方式。為了保證及時補加介質(zhì)，中矸磁選機的處理能力應(yīng)留有一定的富?；?qū)ＴO(shè)一臺磁選機作為凈化補加新介質(zhì)用。

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工藝設(shè)備選型常見問題

工藝設(shè)備選型失誤，不良后果只能在選煤廠建成投產(chǎn)后才逐漸暴露出來。因為，工程一旦建成，廠房的空間和面積已經(jīng)固定，再來彌補改正設(shè)備選型方面的失誤，難度非常大。暫不論經(jīng)濟方面的損失，僅實施設(shè)備變更的技術(shù)工作就十分困難。如果接受既成事實，又會給選煤廠的生產(chǎn)管理造成難以克服的被動和麻煩，甚至留下永久的遺憾。無論多好的設(shè)計，工藝多么先進、完善；最終還是要靠設(shè)備的長期穩(wěn)定，并正常運行才能體現(xiàn)出來。近年來設(shè)計投產(chǎn)的重介選煤廠，在工藝流程方面出問題的并不多，暴露出來的大多數(shù)問題都是因為設(shè)備選型失誤造成的。

目前為止，設(shè)備選型問題，在國內(nèi)幾乎每個選煤廠的設(shè)計中存在，問題大小差異而已。這類設(shè)備選型的失誤的“習(xí)慣”，如果在做國際項目，還是這個態(tài)度，代價會非常慘重，足以讓設(shè)計單位或工程總承包公司破產(chǎn)。

案例：南非著名的礦業(yè)工程技術(shù)提供商BATEMAN，因為某項目的失誤，不僅賠光了幾千萬美元的EPCM費用(工程設(shè)計+項目管理合同)，并遭到業(yè)主索賠。直接導(dǎo)致從股票市場退市，最后一蹶不振，落到被競爭對手低價收購的結(jié)果。

所以，設(shè)計工程師一定要高度重視工藝設(shè)備選型在選煤廠設(shè)計中的重要性。

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設(shè)備選型方面的失誤

設(shè)備選型方面的失誤主要表現(xiàn)在以下兩方面:

(1)對設(shè)備的性能、特長把握不準(zhǔn)；為了片面追求規(guī)格型號統(tǒng)一，選型不是偏大就是偏小，比《規(guī)范》提供的參考指標(biāo)偏離較多，有的偏離多達數(shù)倍。

案例1：山東巨野礦區(qū)某選煤廠主洗系統(tǒng)實行工程總承包。脫介篩選型采用水平直線振動篩，雖然可行，但因水平直線振動篩用于脫介，其單位面積處理能力較小(3～4t/㎡)，故一般篩子面積選型規(guī)格較大，而大面積水平直線振動篩結(jié)構(gòu)剛性差，易斷橫梁。對于-50mm混煤產(chǎn)品脫介而言，采用單位面積處理能力相對較大(5～6t/㎡)、結(jié)構(gòu)剛性較強的香蕉篩更為適宜。

精煤脫介篩面積為4×22㎡，其單位面積處理能力已達6t/㎡，超過《規(guī)范》指標(biāo)近一倍，說明選型面積小了近一倍。而中、矸脫介篩為保持與精煤脫介篩規(guī)格型號一致，選型面積又過于大，其單位面積處理能力才不到2t/㎡，大大低于《規(guī)范》指標(biāo)。中、矸脫介篩選型面積過大，還會帶來脫介篩噴水過量的弊端，導(dǎo)致磁選機入料濃度偏低，影響磁選效率。設(shè)備選型不必刻意追求規(guī)格型號的統(tǒng)一，造成不必要的投資浪費，對于工程總承包項目而言，更是如此。

案例2：有的設(shè)計對塊煤重介分選產(chǎn)品脫介篩選型采用香蕉篩不盡合理。

案例3：陜西榆橫礦區(qū)某選煤廠重介旋流器入料泵的選型失誤給工程總承包造成的經(jīng)濟損失的深刻教訓(xùn)必須認(rèn)真吸取。

案例4：不少工藝流程設(shè)計，采用粗細(xì)煤泥分別脫水回收的原則是合理的。但對粒度小于0.15mm的細(xì)煤泥采用加壓過濾機進行脫水回收，卻存在濾餅水分大，脫水效率低，處理能力成倍減少的問題，設(shè)計宜慎重對待。

(2)片面追求引進設(shè)備，宜優(yōu)先考慮國內(nèi)技術(shù)過關(guān)的設(shè)備。

案例：不是給景津集團打廣告，現(xiàn)在壓濾機選型如果繼續(xù)采用外資品牌，那一定是土豪行為。

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工藝布置方面存在的問題

(1)不少設(shè)計院在地面生產(chǎn)系統(tǒng)工藝平面布置時，不設(shè)儲煤場和原煤緩沖倉，主井井口提升設(shè)備直接與選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)相連。這首先不符合新頒《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》第3.2.1條、3.2.3條的規(guī)定，同時還存在一系列弊端：

①直接相連，使選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備小時能力必須與主井提升設(shè)備相同，而且為了保證主井提升的安全，選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)需設(shè)備用系統(tǒng)，這必將造成投資的極大浪費。

②選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)中任何一臺設(shè)備出故障，因煤流系統(tǒng)有閉鎖關(guān)系，都將導(dǎo)致主井提升設(shè)備(膠帶機)停車。如果主井提升設(shè)備為絞車，必將給礦井生產(chǎn)帶來極大危害。

(2)目前選煤廠主廠房設(shè)計往往號稱采用模塊化布置。但實際上多數(shù)主廠房設(shè)計并不是真正的模塊化結(jié)構(gòu)，更談不上模塊化工藝布置。