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选煤厂初步设计说明书

淮南矿业集团

潘三矿选煤厂技术改造

初步设计说明书

煤炭工业太原设计研究院

二○○五年五月

淮南矿业集团

潘三矿选煤厂技术改造

初步设计说明书

工程编号：

C2165

工程规模：

5.0Mt/a（净增2.0Mt/a）

院长：

李宏达

总工程师：

耿建平（兼）

项目负责人：

徐维国武思源

煤炭工业太原设计研究院

二○○五年五月

参加设计人员名单

序号

专业

姓名

职称

选煤

徐维国

高级工程师

武思源

工程师

任文芳

工程师

万巨民、梁彦国、郭刚平

助理工程师

机制

梁俊良、高贵喜

高级工程师

给排水

裴建英、贺玉环

高级工程师

暖通

毛红社、杨晓梅

工程师

电气

敦俊安、席光华

高级工程师

总图

王玉宝、刘禹新

高级工程师

土建

曹力、郭秀珍、李淑敏

高级工程师

岳鹏飞、何勇、鲍卓琳

工程师

经济

吕慧珍、陈文生

工程师

卫三保

高级工程师

附录1:

机电设备目录

附录2:

概算书

前言

一、项目背景

潘三矿选煤厂是隶属于淮南矿业集团潘三矿的矿井型动力煤选煤厂。

随着潘三矿井高定位技改的进行，矿井生产能力将由现在的300万吨/年提高到500万吨/年，而且随着井下采区的延伸，原煤灰分逐步增高，现在的选煤厂诸多生产环节不能满足生产需要，必须进行改造。

我院于2005年元月在淮南矿业集团组织的潘三矿选煤厂技术改造工程总承包招议标工作中一举中标，并于2005年3月完成了可行性研究报告的编制工作。

根据集团公司《可行性研究报告审查会议纪要》精神，我们完成了本次初步设计编制工作。

二、厂区概况

1、厂区位置与交通

潘三矿位于安徽省淮南市淮河北岸潘集区。

潘集煤田位于安徽省凤台县东北，明龙山南，淮河以北与淮南煤矿（老区）隔河相望。

南距凤台县城6Km，东距田家庵25Km。

矿区走向为南东-北西，长25Km，宽8Km，面积200Km2，选煤厂位于矿井工业广场内。

矿井东部有自凤台县城经潘集至陶王寨（泥河）的公路，临近西部约4.5Km有凤（台）蒙（城）公路。

自井田中央向东7.5Km可通潘集一矿，南行达淮南与淮南铁路线相接连通全国，淮阜铁路经过矿井南缘，南10Km接淮河水运，水陆交通十分便利。

2、厂区地理概况

本区地处淮河冲积平原之上，地形平坦，地面标高+20-+23m，地势西北略高，东南稍低。

淮河为临近本区的主要河流，流经淮南时，一般水位标高为+15.0m，历史最高洪水水位标高为+25.63m，堤面标高+27.07m，可防洪患。

其支流泥河自西北向东南斜卧于矿区中部之上，雨季矿井东南部的泥河西岸低洼地带常常形成短时间的内涝积水，顾高新河及人工水渠可作为排泄雨水和灌溉农田之用。

3、气象及地震概况

潘三矿所在地区属过渡带气候，季节性明显，年均气温15.1℃,两极气温分别为41.4℃和-21.7℃；全年一般春季多东南及东风，秋季多东南及东北风，风速一般为2.8～3.6m/s，平均3m/s；年平均降雨量910.6mm，最大1428.3mm，雨期多集中在6、7、8三个月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪量为16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。

根据中华人民共和国建设部与国家质量监督检验检疫总局2001年7月20日颁布、2002年1月1日正式实施的《建筑抗震设计规范》规定，该地区地震烈度为7度。

三、设计依据和范围

1、设计依据

（1）潘三矿选煤厂高定位技改资料。

（2）潘三矿选煤厂提供的筛分浮沉资料、小筛分、小浮沉资料及补充资料。

（3）我院所作《潘三矿选煤厂技改招标书》。

（4）我院所作《潘三矿选煤厂技术改造可行性研究报告》。

（5）《潘三矿选煤厂技术改造可行性研究报告初步审查会议纪要》。

（6）《潘三矿选煤厂技术改造可行性研究报告审查会议纪要》。

（7）选煤院所作的潘三矿选煤厂设计及技改相关资料。

（8）国家及原煤炭工业部颁发的有关规程、规范等。

2、设计范围

本次设计范围是：

从矿井主井箕斗仓下给煤机起至产品装车外运的全部生产及辅助生产系统。

设计改造工程包括：

主井箕斗仓下、准备车间、入洗缓冲仓、筛分车间、块煤车间、未煤车间、浓缩车间及泵房、装车系统、压滤煤泥落地栈桥，完善生产系统的采暖、消防、照明等。

设计新增部分包括：

20万吨储煤场，直径为18米的入洗原煤缓冲仓，事故浓缩机及泵房，压滤车间，块矸石仓及栈桥，介质制备车间，机修间，材料库。

四、选煤厂生产现状及存在问题

1、现有生产情况简述

潘三矿现有选煤厂设计处理能力为300万吨/年，选煤方法为块煤重介斜轮分选，末煤有压两产品重介旋流器分选，粗煤泥离心机回收，细煤泥压滤机回收的联合工艺流程。

矿井来煤首先在准备车间经70mm分级，+70mm手选出特大块煤，-70mm原煤进入筛分车间或进入原煤缓冲仓。

筛分车间设置13mm分级筛，筛上块原煤进入块煤车间分选，筛下末原煤经脱粉机脱粉后进入末煤车间分选，脱粉机脱除的-1mm粉煤掺入洗后产品中。

块煤车间设置两套重介斜轮分选机，分选出块精煤和块矸石，块矸石经脱介筛脱介后进入块矸石仓。

块精煤进入双层脱介筛脱介并分级，50～13mm块精煤与末煤车间洗后产品一起装入末煤仓，+50mm大块精煤直接装入块精煤仓或破碎后与50～13mm块精煤一起装仓。

精煤脱介筛下合格介质分流一部分与精煤稀介、矸石稀介一起进入磁选机回收。

磁选尾矿经分级浓缩旋流器浓缩后，底流入高频筛回收粗煤泥，其筛上物掺入洗后产品。

细煤泥进入块煤浓缩系统。

末原煤经0.5mm脱泥后进入有压两产品重介旋流器，分选出精煤、矸石两种产品，并进入各自的脱介筛。

矸石脱介后直接装入末矸石仓。

精煤脱介后经离心机脱水作为洗后产品装仓。

精煤脱介筛下合格介分流一部分与精煤稀介、矸石稀介一起进入磁选机回收。

磁选尾矿经分级浓缩旋流器浓缩后到高频筛回收粗煤泥，再经煤泥离心机脱水后掺入洗后产品。

细煤泥进入末煤浓缩系统。

块煤浓缩机与末煤浓缩机溢流作为循环水分别进入各自系统循环使用。

底流进入压滤车间，压滤机回收的细煤泥进入煤泥堆放场地或掺入洗后产品装仓，滤液返回浓缩系统进一步澄清净化作为清水使用。

2、存在的主要问题

A.随着矿井生产能力提高，选煤厂无法与矿井生产能力相匹配。

B.随着井下采区的延伸原煤灰分逐步增高，且今后几年仍有持续增高的趋势，加之市场对产品质量要求越来越严，造成煤炭销售困难。

C.现有块煤车间设备老化，故障率高，且配件不易购买，影响选煤厂正常生产。

D.原煤仓缓冲储量不足，限制了矿井的生产。

E.煤泥回收能力严重不足，造成洗水浓度过高，煤泥不能有效回收，影响全厂正常生产。

F.全厂在线测控系统不完善，影响选煤厂自动化高效生产目标的实现。

G.选煤厂的消防、供热等辅助生产系统不完善。

H.原有矸石仓容量小，且运输方式单一。

G.末煤重介车间投产后生产能力一直没有达到设计能力，导致入洗比例偏低，影响最终产品灰分，无法满足要求。

五、技术改造的必要性及意义

1、技术改造的必要性

潘三矿井生产能力提高，选煤厂现有生产能力不能满足要求，这是选煤厂需要技术改造的直接原因。

另外，原煤缓冲能力不足很大程度上限制了矿井生产；全厂消防、采暖等辅助生产系统的不完善，直接影响到选煤厂现实高产高效的生产目标。

随着煤炭市场的好转，市场需求量增大，价格升高，为煤炭企业提供了极好的发展、壮大自身的外部条件。

同时也向煤炭企业自身提出了管理水平、生产能力上的更高要求。

然而潘三矿选煤厂现存的种种问题大大制约了选煤厂乃至矿井生产能力的提升和自动化水平的提高。

因此，对潘三矿选煤厂进行全面改造，使之成为一座高产、高效、生产管理高度自动化的现代化选煤厂是很必要的。

2、技术改造的意义

选煤厂通过技术改造，达到下列目的：

A.原煤处理能力达到500万吨/年。

B.新建20万吨矿井储煤场，增加矿井原煤直接落地、储煤场原煤返煤入洗、洗原煤落地及返煤装车功能，保证矿井和选煤厂正常生产，并为原煤地销提供方便条件。

C.新建一座原煤缓冲仓及相应返煤入洗设施，以解决现有缓冲能力不足的问题。

D.通过技改后，解决了煤泥回收系统处理能力不足的问题。

E.通过技术改造，完善各种检测、计量等自动控制系统，使管理更加科学化、现代化。

F.完善介质制备、厂区采暖等辅助生产设施。

G.技术改造后，矸石仓容量达到实际生产要求，且外运方式更合理。

潘三矿选煤厂的技改有以下有利条件：

（1）所有的地面生产系统已形成了一套完整的系统。

（2）现有块煤主厂房内分为两个相对独立的生产系统，改造时只需将其中一套系统拆除，待改造完成后再对另外一套进行改造。

这样不会对选煤厂正常生产造成影响。

（3）现有末煤主厂房为2003新建投产，现在运行状况良好。

经过计算，只需对必要设备进行改造，并调整其分选上限以及入洗比例即可满足全厂生产合格精煤产品的要求。

（4）改造过程中，可充分利用现有的设备。

我们认为潘三矿选煤厂技术改造是非常必要的，并且通过精心优化的方案设计也是合理可行的。

六、工程设计简述

（1）潘三矿选煤厂为矿井型选煤厂，技术改造后生产能力为500万吨/年，产品煤灰分24～28％，Mt＜8%，粒度＜25mm，发热量5000～5400kcal/kg主要作为动力煤销售，同时留有出>25mm大块精煤的可能。

（2）选煤工艺：

150～13mm块原煤采用重介浅槽分选；13～0.5mm末原煤采用有压两产品重介旋流器分选；粗煤泥浓缩后采用高频筛回收；细煤泥采用压滤机回收的联合工艺流程。

（3）设备选型：

符合简化高效，技术先进可靠的原则。

（4）完善全厂照明、消防、采暖系统。

（5）根据工艺要求校核全厂运输设备能力并作出相应改造以满足选煤厂500万吨/年的生产能力要求。

（6）重介系统采用介质密度自动控制，具有手段先进、调节快捷、精确度及自动化高的特点。

（7）选煤厂设计总投资：

建设项目总造价为8041.20万元（储煤场造价2260.92万元，选煤厂造价5806.16万元）

其中：

土建工程2261.61万元；占总投资的28.13%

设备及工器具购置3179.23万元；占总投资的39.54%

安装工程1038.73万元；占总投资的12.92%

工程建设其他费用967.07万元；占总投资的12.03%

基本预备费446.80万元；占总投资的5.56%

建设期贷款利息147.77万元；占总投资的1.84%

本次设计投资概算除重介质浅槽分选机以外，全部按国产设备考虑。

如将如下设备变为引进设备则总投资增加1626.67万元，此时全厂总投资为9667.87万元。

国产改为引进设备目录

序号

设备名称

主要技术规格

选用

台数

块煤脱泥筛

3.0×4.5m直线筛F=13.5m2筛孔3mm

精煤脱介筛

3.0×6.0m直线筛F=18m2筛孔合介：

0.5mm、稀介：

1mm

矸石脱介筛

3.0×6.0m直线筛F=18m2筛孔合介：

0.5mm、稀介：

1mm

磁选机

HMDA-6φ914×2743（双筒并联）N=2×4Kw

块粗煤泥回收高频筛

1.8×3.7m高频筛F=6.6m2筛缝：

0.25mm

压滤机

APN18S6F=208m2

末粗煤泥回收高频筛

1.8×3.7m高频筛F=6.6m2筛缝：

0.25mm

第一章原料煤基地概况

一、煤层特征

本井田煤系地层为石炭系和二叠系。

二叠系山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。

井田内含煤层段总厚度约717米，含煤35层，煤层总厚度34.75米。

可采煤层14层，煤层厚度28.47米。

其中，13-1、11-2、8煤层为稳定煤层，厚度9.24米，占36%，为主要开采煤层，矿井达到500万吨/年规模后，三层煤开采比例为48：

21：

31。

各煤层特征表见表1-1。

表1-1可采煤层情况统计表

煤层

名称

煤层厚度（米）

最大～最小/平均

顶板岩性

底板岩性

断层密度

可采性

13-1

煤层

1.01～7.53/3.94

粉细砂岩、砂

质泥岩、泥岩

砂质泥岩

及泥岩

0.71条/Km2

全区可采

11-2

煤层

0.58～4.07/1.91

中细砂岩

砂质泥岩

及泥岩

0.57条/Km2

大部可采

8煤层

0.51～7.15/3.39

砂质泥岩及

中细砂岩

泥岩及

砂质泥岩

0.71条/Km2

基本全

区可采

二、生产矿井及其储量、生产能力和服务年限

潘三矿井开拓方式采用立井、集中大巷和分区石门开拓。

全井田共划分两个水平开拓：

一水平标高-650m，下山采至-730m；二水平标高-855m，下山采至-1000m，两水平均采用走向长壁采煤方法。

主井井筒内布置有两套16t双箕斗，提升能力为568.8万吨/年。

矿井可采储量61345万吨，改造后矿井提升能力为500万吨/年，服务年限为94.4年，，其中一水平以上为24.7年，二水平为69.7年。

矿井设计工作制度为每年生产350天，每天三班作业，其中两班生产一班检修，日净提升时间为18小时。

第二章建设规模及工作制度

一、建设规模

选煤厂设计能力为5.0Mt/a。

每天处理原煤14286吨，小时处理能力892.86吨。

二、工作制度

选煤厂设计工作制度为：

每年工作350天，每天两班生产16小时，全年生产5600小时。

三、服务年限

选煤厂服务年限与矿井相同，为94.4年。

第三章选煤工艺

第一节煤质特征及其可选性

一、煤质特征

1、煤的物理性质

各层原煤堆密度一般小于1.0，有个别略大于1.0，静止角在33°～39°之间，其磨擦角在27°～38°之间，原煤水分小于7%。

物理性质见表3-1-1。

表3-1-1物理性质

真密度

堆密度

静止角

磨擦角

+13mm

1.54

0.896

34.39

28.18

-13mm

1.63

1.86

36.76

34.53

合计

1.58

0.937

36.00

33.81

2、煤的化学性质

潘三矿原煤牌号为气肥煤～1/3焦煤，灰分在15.06%～46.06%之间，平均灰分33.31%，属高灰煤；硫分小于0.5%，属低硫煤；磷含量小于0.01%，属低磷煤；挥发分在35.00%～43%之间，末原煤发热量4950kcal/kg；灰熔点T1、T2、T3均大于1500℃，灰分成分CaO含量在0.35%～5.95%之间，平均在2%左右，是较好的动力用煤。

二、煤的可选性

1、资料来源

本次设计所依据的资料主要是由潘三矿选煤厂所提供的筛分、浮沉试验报告，另外参考了邻近的潘一矿选煤厂的月综合资料。

2、煤质资料及代表性评述

为配合本次设计，潘三矿选煤厂提供的为该厂月综合资料，另外参考潘一矿的月综合资料进行了必要调整，其基本代表了潘三矿选煤厂现在的煤质状况。

但考虑到随着井下采区的延伸，原煤灰分逐年增高，需对原煤灰分进行进一步调整，即将原煤灰分调整至40.3%。

3、原煤可选性评述

A筛分资料分析

入洗原煤筛分实验报告见表3-1-2

表3-1-2入洗原煤筛分实验报告表

粒级

产品

名称

数质量

灰分

占全样%

筛上累计%

150-80

煤

0.96

17.50

夹矸煤

0.67

42.37

矸石

3.48

82.80

小计

5.11

65.23

80-50

煤

3.40

8.51

51.94

50-25

煤

6.12

14.63

46.96

25-13

煤

8.96

23.59

44.53

13-6

煤

16.73

40.32

39.36

6-3

煤

18.83

59.15

37.45

3-0.5

煤

26.47

85.62

36.21

0.5-0

煤

14.38

100.00

35.60

总计

100.00

40.30

筛分资料分析如下：

（1）原煤灰分40.30%，为高灰原煤。

（2）各级灰分随粒度的降低有逐渐下降的趋势但增加量不大，各粒级灰分较接近。

（3）粉末煤含量大，-13mm级的产率占到76.41%。

（4）原生煤泥含量高，为14.38%，灰分为35.60%，低于原煤灰分。

B.浮沉资料分析

入洗原煤浮沉试验结果综合见表3-1-3

从对原煤各级浮沉综合表的分析中可以得出以下结论：

（1）各密度级浮沉组成具有共同特点：

-1.3密度级产率不高，1.3～1.4密度级产率较高，但-1.4密度级综合灰分在9%～10%之间，说明低密度物基元灰分较高，生产低灰精煤比较困难。

（2）1.5～1.8密度级产率较低。

（3）+1.8高密度物含量较高，且灰分在79%以上，矸石含量高，分选后矸石较纯。

（4）末煤浮沉煤泥量大，灰分均低于原煤灰分，说明煤有一定程度的泥化。

C.原煤的可选性

原煤150-13mm浮沉试验综合见表3-1-4

原煤13～6mm浮沉试验综合见表3-1-5

原煤13～0.5mm浮沉试验综合见表3-1-6

原煤150-13mm可选性曲线见图3-1-1。

原煤13-6mm可选性曲线见图3-1-2。

原煤13～0.5mm可选性曲线见图3-1-3。

表3-1-4原煤150-13mm浮沉试验综合表

密度级

产率

灰分

浮物累计

沉物累计

±0.1Kg/L

可选性

等级

占本级

占全样

产率

灰分

产率

灰分

密度

产率

kg/l

-1.3

2.27

0.53

7.34

2.27

7.34

100.00

51.02

1.30

56.90

极难选

1.3-1.4

26.54

6.14

10.58

28.81

10.32

97.73

52.03

1.40

78.62

极难选

1.4-1.5

13.27

3.07

19.39

42.07

13.18

71.19

67.48

1.50

35.52

难选

1.5-1.6

4.71

1.09

27.71

46.79

14.65

57.93

78.50

1.60

13.10

中等可选

1.6-1.8

3.84

0.89

35.75

50.63

16.25

53.21

82.99

1.70

3.79

易选

+1.8

49.37

11.42

86.67

100.00

51.02

49.37

86.67

合计

100.00

23.14

51.02

煤泥

1.92

0.45

35.02

总计

100.00

23.59

50.71

表3-1-5原煤13～6mm浮沉试验综合

密度级

产率

灰分

浮物累计

沉物累计

±0.1Kg/L

可选性

等级

占本级

占全样

产率

灰分

产率

灰分

密度

产率

kg/l

-1.3

6.00

0.95

4.93

6.00

4.93

100.00

39.65

1.30

59.15

极难选

1.3-1.4

32.38

5.12

10.07

38.37

9.27

94.00

41.87

1.40

72.64

极难选

1.4-1.5

14.75

2.33

19.89

53.12

12.22

61.63

58.57

1.50

31.42

难选

1.5-1.6

5.64

0.89

29.21

58.76

13.85

46.88

70.74

1.60

13.40

中等可选

1.6-1.8

6.12

0.97

39.93

64.87

16.31

41.24

76.42

1.70

4.71

易选

+1.8

35.13

5.55

82.77

100.00

39.65

35.13

82.77

合计

100.00

15.81

39.65

煤泥

5.52

0.92

34.28

总计

100.00

16.73

39.36

表3-1-6原煤13～0.5mm浮沉试验综合

密度级

产率

灰分

浮物累计

沉物累计

±0.1Kg/L

可选性

等级

占本级

占全样

产率

灰分

产率

灰分

密度

产率

kg/l

-1.3

5.69

2.81

4.53

5.69

4.53

100.00

37.75

1.30

59.27

极难选

1.3-1.4

33.83

16.74

9.53

39.52

8.81

94.31

39.75

1.40

73.30

极难选

1.4-1.5

15.04

7.44

19.53

54.56

11.77

60.48

56.65

1.50

31.55

难选

1.5-1.6

6.00

2.97

28.92

60.56

13.47

45.44

68.94

1.60

13.58

中等可选

1.6-1.8

6.12

3.03

39.96

66.67

15.90

39.44

75.03

1.70

4.59

易选

+1.8

33.33

16.49

81.46

100.00

37.75

33.33

81.46

合计

100.00

49.48

37.75

煤泥

11.37

6.35

34.98

总计

100.00

55.83

37.43

从表中可以看出：

本厂原煤生产普通动力煤产品时，块、末煤理论分选密度均在1.6～1.8Kg/L之间，可选性均为易选。

第二节产品结构

产品煤灰分24～28％，Mt＜8%，粒度＜25mm，发热量5000～5400kcal/kg主要作为动力

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