设计规范.docx

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设计规范

矿物加工工程专业

毕业设计规范

前言

本规范是在原煤炭部行业标准“煤炭工业选煤厂设计规范”（MT5007-94）的基础上编制而成。

本规范技术内容涉及煤炭洗选工程设计的各个方面：

原煤准备，选煤工艺，产品脱水、煤泥水处理，储存与装车，电气，给水排水，建筑物和构筑物，采暖通风，工业总平面，准轨铁路运输，计量与煤质检查等。

本规范各表中所列指标，是生产实际经验数据的总结，可供设计参考。

本规范在规定了设备技术指标的同时，还增加了“或采用厂家提供的保证值”的条款。

本规范适用于煤炭洗选工程设计咨询的各个阶段。

1总则

1.0.1为贯彻执行国家发展煤炭工业的法律、法规、方针、政策，适应市场经济和投资体制改革的需要，制订本规范。

1.1.2本规范适用于煤炭洗选工程（包括选煤厂、干选厂、筛选厂等）的新建、改建及扩建工程设计和工程咨询。

1.1.3工程设计和工程咨询应从我国国情出发，顺应国际发展趋势，依靠科学技术进步，及时采用国内外先进技术、实践经验和成熟可靠的新工艺、新设备、新材料，不断提高煤炭洗选工程的现代化水平和经济效益。

1.1.4煤炭洗选工程应合理利用资源，推广洁净煤技术，实现可持续发展。

动力煤应加工后销售。

稀缺煤种必须实行保护性加工利用。

1.1.5煤炭洗选工程设计除应符合本规范外，还应符合国家现行有关标准、规范的规定。

2基本规定

2.0.1选煤厂设计生产能力宜符合表2.0.1规定。

选煤厂工作制度宜按每年工作330天，每天工作16小时计算。

表2.0.1设计生产能力

厂型

设计生产能力（Mt/a）

大型

1.2；1.5；1.8；2.4；3.0；4.0；5.0；6.0及以上

中型

0.45；0.6；0.9

小型

0.3及以下

注：

原煤量按干基计算。

2.0.2矿井、群矿型选煤厂的服务年限与矿井相同；用户型选煤厂的服务年限与主体项目相同；其它类型选煤厂根据具体情况合理确定。

2.0.3选煤厂各环节设备处理能力的不均衡系数，应符合下列规定：

1矿井来煤时，从井口或受煤仓到配（原）煤仓的设备处理能力应与矿井最大提升能力一致；

2由标准轨距车辆来煤时，受煤坑到配（原）煤仓设备处理能力的不均衡系数不应大于1.50；当采用翻车机卸煤时，配（原）煤仓前设备的处理能力应与翻车机能力相适应；

3在配（原）煤仓后设备处理能力的不均衡系数，在额定小时能力的基础上，煤流系统取1.15，矸石系统取1.50，煤泥水系统和重介悬浮液系统取1.25。

2.0.4群矿和矿井选煤厂的电源、热源、水源和公共设施应与所在矿井统一设计。

2.0.5选煤厂必须实现洗水闭路循环。

2.0.6环境保护、劳动安全、工业卫生、消防、节能设施等工程应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。

2.0.7选煤厂的劳动定员应根据设计生产能力、工作制度、机械装备、自动化水平、系统环节、管理方式及机构设置等因素确定。

劳动定员应包括煤炭洗选工程达到设计生产能力时所需的全部生产工人和管理人员。

服务人员和其他人员不计入劳动定员，可酌情配置。

劳动定员的在籍人数，应按各类人员的出勤人数乘以各类人员的在籍系数确定。

在籍系数应考虑节假日、病假、事假、轮休等因素，一般宜采用下列系数：

1管理人员在籍系数取1.0；

2生产工人在籍系数取1.3~1.4。

3受煤与原煤储存

3.1受煤

3.1.1受煤坑或浅受煤槽的设计应符合下列要求：

1受煤坑或浅受煤槽的有效长度，对窄轨侧、底卸矿车可采用1/3~1/2列车长度；对标准轨距车辆可采用4~6辆车辆长度加上3~5m停车附加长度；

2准轨列车来煤时，受煤坑的有效容量可为设计车组的净载重量；浅受煤槽不宜考虑储存容量；当汽车来煤时，受煤坑的有效容量不宜小于30t；

3受煤坑上宜设置300mm×300mm的铁箅子。

当接受含有＞300mm特大块来煤时，应设置大块物料处理设施；

4准轨来煤的受煤坑或浅受煤槽上应设置可靠的调车设施；

5标准轨距车辆，除底开车及自翻车外，应采用适用可靠的卸车设施。

3.1.2当采用标准轨距翻车机时，翻车机的受煤仓容量应为150~180t。

受煤仓上应设调车绞车或推车机。

对设计生产能力大于或等于3.0Mt/a的大型选煤厂，采用翻车机时可设一台备用，也可考虑其它备用措施。

3.2原煤储存

3.2.1选煤厂应设原煤储煤设施。

当入选煤层多，煤质变化大时，宜设混煤场或其它均质化设施。

3.2.2原料煤储煤设施的型式，可采用堆取料机储煤场、落煤筒（溢流窗）式储煤场、栈桥式储煤场、半地下煤仓或筒仓等。

原煤储煤和混煤设施总容量应根据设计生产能力、运输、市场等条件确定，并与产品仓容量统筹考虑。

原料煤与产品煤储量之和宜为3~7d选煤厂的设计生产能力。

3.2.3当大容量原料煤储煤设施为旁路设计时，宜设置不小于8h设计能力的在线原料煤储存仓。

3.2.4在人口集中的城镇附近的选煤厂，应采用封闭方式储存原煤。

4筛分、除杂与破碎

4.1筛分

4.1.1最终筛分的粒度应根据煤质、选煤工艺和用户要求，经综合技术经济比较后确定，并应符合国家现行《煤炭粒度分级》（GB/T189）标准的规定。

预先筛分、准备筛分的粒度和效率应根据工艺需要确定。

4.1.2选煤厂常用筛分设备的处理能力可参照表4.1.2选取或采用厂家提供的保证值。

表4.1.2常用筛分设备处理能力

设备

名称

筛分

方法

筛分

效率

η（%）

处理能力（t/m2·h）

筛孔尺寸（mm）

100

80

50

25

13

6

1.5

1

0.5

圆振动筛

干法

>85

100~120

80~90

40~50

—

—

—

—

—

—

倾斜式直线

振动筛

干法

>85

—

—

40~50

30~40

15~25

7~10

—

—

—

>60

—

—

—

40~50

20~30

10~15

—

—

—

湿法

>85

—

—

—

—

—

14~20

12~18

10~15

7~10

水平式直线

振动筛

干法

>85

—

—

30~40

15~20

7~10

4~6

—

—

—

>60

—

—

—

20~30

10~15

7~10

—

—

—

湿法

>85

—

—

—

—

—

12~16

10~14

9~12

6~8

注：

1干法筛分的处理能力，当水分大于等于7%时取偏小值，当水分小于7%时取偏大值；

2筛分效率和处理能力成反比，筛分效率高时处理能力低。

4.2除杂

4.2.1在进行检查性手选时，手选带式输送机速度不应超过0.3m/s。

输送机宜水平布置，当需要倾斜布置时，其倾角不应大于12°。

4.2.2当用户对产品含杂率有要求时，宜设机械除杂设施或装置。

4.3破碎

4.3.1原煤中的大块物料应根据原煤性质、工艺要求选用破碎机破碎。

重介旋流器分选工艺应严格控制入料粒度上限。

破碎机处理能力可参照表4.3.1选取或采用厂家提供的保证值。

表4.3.1破碎机处理能力

设备类型

齿辊直径

（mm）

入料最大粒度

（mm）

排料粒度

（mm）

单位辊长处理能力

（t/m．h）

分级破碎机

500

＜300

50~150

50~100

650

＜300

50~150

60~120

800

＜300

50~150

80~150

1000

＜350

50~150

100~200

双齿辊破碎机

450

＜200

50~100

40~80

600

＜300

50~150

50~100

900

＜300

50~150

70~140

环锤式破碎机

650

＜200

20

40~80

800

＜250

20

60~120

1100

＜250

30

100~200

注：

破碎机处理能力与入料物料性质（硬度、粒度、粒度组成等）、破碎比、破碎机齿型等因素有关，在选用时应加以考虑。

4.3.2破碎机入料口前必须设置除铁装置。

5选煤

5.1一般规定

5.1.1煤炭应根据煤质特征、用户需求和经济效益分选加工。

选后产品的质量应符合现行国家标准的有关规定，稀缺煤种的产品灰分可高于其它煤种。

5.1.2炼焦用煤、高炉喷吹用煤分选深度宜为0mm。

5.1.3化工及动力用煤分选深度可根据煤质情况及综合效益论证确定。

5.1.4入选原煤的可选性等级应按《煤炭可选性评定方法》（GB/T16417）划分。

5.1.5当各层煤在分选密度相同的条件下，其可选性、基元灰分相差较大、净煤硫分相差较大或煤种不同时，宜分别分选。

5.1.6可行性研究和初步设计必须对筛分、浮沉试验资料的代表性进行评述。

当筛分、浮沉试验资料代表性不足时，应按下列规定调整，使其接近生产实际：

1.参照邻近煤矿、选煤厂的实际生产情况调整；

2.根据煤田地质报告、采煤方法、运输提升方式等因素调整。

5.1.7选煤方法应根据原煤性质（如粒度组成、密度组成、可选性、可浮性、硫分构成及其赋存特性、矸石岩性）、产品要求、分选效率、销售收入、生产成本、基建投资等相关因素，经过技术经济综合比较后确定。

5.1.8选煤工艺产品计算应符合下列规定：

1重力选产品的计算，在有条件的情况下可采用实际分配率计算。

不具备条件时，采用正态分布近似法计算；

2空气脉动跳汰机、动筛跳汰机的不完善度参照表5.1.8-1选取或采用厂家提供的保证值；

3重介质分选设备及风力分选机的可能偏差参照表5.1.8-2选取或采用厂家提供的保证值；

4浮选精煤产率按《煤粉（泥）实验室单元浮选试验方法》（GB/T4757）或《选煤实验室分步释放浮选试验方法》（MT/T144）实验结果选取，或参照相似煤质的实际生产浮选资料选取；

5摇床、螺旋分选机的不完善度参照表5.1.8-3选取或采用厂家提供的保证值；

6次生煤泥占入选原煤百分率根据煤和矸石的泥化试验确定，也可参照邻近选煤厂实际生产指标选取。

表5.1.8-1空气脉动跳汰机、动筛跳汰机不完善度

分选粒级（mm）

作业条件

不完善度（I）

50（100）~0.5

跳汰主选

矸石段

0.14~0.16

中煤段

0.16~0.18

跳汰再选

—

0.18~0.20

50（200）~13

跳汰主选

矸石段

0.11~0.13

中煤段

0.14~0.16

13~0.5

跳汰主选

矸石段

0.18~0.20

中煤段

0.20~0.22

跳汰再选

—

0.22~0.25

300~50

动筛跳汰

排矸

0.09~0.11

300~25

0.11~0.13

表5.1.8-2重介质分选设备及风力分选机可能偏差

设备名称

作业条件

可能偏差（E）

斜轮、立轮、刮板重介分选机

分选粒级>13mm

0.02~0.04

二产品重介质旋流器

分选粒级>0.5mm

0.03~0.05

三产品重介质旋流器

一段（主选）、分选粒级>0.5mm

0.03~0.05

二段（再选）、分选粒级>0.5mm

0.05~0.07

煤泥重介旋流器

分选粒级1.5~0.5mm

0.08~0.12

风力分选机

分选粒级80~6mm

0.23~0.28

表5.1.8-3摇床、螺旋分选机不完善度

设备名称

分选粒级（mm）

不完善度（I）

摇床

6~0

0.20~0.22

螺旋分选机

3~0

0.20~0.25

5.1.9工艺设备选型应符合下列规定：

1.技术先进，性能可靠；

2.经济实用，并综合考虑节能、使用寿命和备品备件等因素；

3.噪音小于85dB。

5.1.10工艺布置应符合下列规定：

1.布局紧凑合理，功能分区明确；

2.方便设备检修，留有必要的场地和通道；

3.便于生产操作管理。

5.2跳汰选煤

5.2.1跳汰机的处理能力可参照表5.2.1选取或采用厂家提供的保证值。

表5.2.1跳汰机处理能力

作业条件

单位宽度处理能力（t/m·h）

单位面积处理能力（t/m2·h）

空气脉动跳汰机

不分级入选

80~100

13~18

块煤分选

90~110

14~20

末煤分选

50~70

10~14

再选

50~70

10~14

动筛跳汰机排矸

80~110

40~70

注：

1采用单段跳汰机排矸时，处理能力可按单位宽度指标确定；

2跳汰机单位宽度（面积）处理能力，易选煤取偏大值，难选煤取偏小值。

5.2.2跳汰机是否设置缓冲仓，视原煤给料系统的配置情况而定。

如果原煤给料系统能够保证跳汰机连续稳定给料，可不设缓冲仓，否则应设置缓冲仓，其有效容量宜为该跳汰机5～10min的处理能力。

5.2.3跳汰机分选每吨煤的循环用水量宜符合表5.2.3规定。

5.2.4跳汰机的工作风压、风量宜符合表5.2.4规定。

表5.2.3跳汰机循环用水量

作业条件

空气脉动跳汰机

动筛跳汰机

不分级煤

块煤

末煤

再选

排矸

循环用水量（m3/t）

2.5~3.0

3.0~3.5

2.0~2.5

3.0~3.5

10~20（m3/m2·h）

表5.2.4跳汰机工作风压及风量

作业条件

风压（MPa）

风量（m3/m2·min）

不分级煤

0.035~0.050

4~6

块煤

0.040~0.050

5~7

末煤

0.035~0.050

3~5

再选

0.035~0.050

3~5

5.3重介质选煤

5.3.1斜（立）轮重介质分选机、刮板重介分选机的处理能力可参照表5.3.1选取或采用厂家提供的保证值。

表5.3.1斜轮、立轮、刮板重介分选机处理能力

分选机

单位槽宽处理能力（t/m·h）

单位槽宽悬浮液循环量m3/m·h

斜（立）轮重介分选机

70~100

80~100

刮板重介分选机

70~100

175~200

5.3.2无压入料重介旋流器的原煤入料高差不宜小于1.5m，有压入料重介质旋流器的给料方式可采用泵或定压漏斗。

重介旋流器的处理能力及悬浮液循环量，与煤质特性、产品质量要求、旋流器结构、给料压力和系统配置等因素有关，可参照表5.3.2选取或采用厂家提供的保证值。

表5.3.2重介质旋流器标准给料压力、处理能力及悬浮液循环量

参数

条件

指标

备注

给料压力

（m矿浆柱）

原煤重介旋流器

9~15D

D为旋流器圆筒段直径（m）

煤泥重介旋流器

30~45D

干煤处理能力

（t/m2·h）

原煤重介旋流器

200~320

指旋流器单位时间单位筒体横截面（m2）的处理量

矿浆处理能力

（m3/m2·h）

煤泥重介旋流器

1000~1500

吨煤介质循环量（m3）

原煤重介旋流器

2.5~4.5

三产品重介质旋流器取偏大值

注：

1无压旋流器的入料压力取偏大值，有压旋流器的入料压力取偏小值；

2重产物含量多时，旋流器处理能力取偏小值；

3生产低灰产品时，介质循环量取偏大值。

5.3.3悬浮液的密度应自动检测与调节。

5.3.4重介质分选设备选出的产品进入脱介筛前宜设固定筛或弧形筛进行预先脱介；脱介筛上应设喷水装置；脱介筛的处理能力、喷水量及喷水压力可参照表5.3.4选取，或采用厂家提供的保证值。

表5.3.4脱介筛处理能力

名称

筛孔

（mm）

处理能力（t/m2·h）

处理能力（t/m·h）

喷水量

喷水压力

（MPa）

已脱泥

未脱泥

已脱泥

未脱泥

（m3/t）

（m3/m）

块煤

0.5（1.5）

10~18

—

60~90

—

0.5~1.0

23~33

0.15~0.3

混煤、末煤

0.5

5~9

4~7

30~45

24~36

1.0~2.0

35~50

1.0

8~14

6~11

45~55

36~48

1.5

9~16

7~13

50~65

42~55

5.3.5磁选机的总效率不应低于99.8%。

5.3.6用于输送悬浮液和矿浆的泵可不设备用，也可同种型号的泵库存备用1台。

5.3.7当采用磁铁矿粉做加重质时，其磁性物含量应不小于95%，密度不宜小于4.5t/m3。

磁铁矿粉的粒度应符合下列规定：

1用于斜（立）轮、刮板重介分选机分选块煤的磁铁矿粉粒度，小于0.074mm的含量应占90%以上；

2用于重介质旋流器分选的磁铁矿粉粒度，小于0.045mm的含量应占85%以上。

5.3.8采用重介质选煤工艺的选煤厂，应设磁铁矿粉储存库，其有效容量视市场及运输条件确定。

通常可按0.5~1个月的磁铁矿粉消耗量确定。

寒冷地区、运输不便的地区磁铁矿粉储存量可按4~5个月的介质耗量确定。

5.3.9分选每吨煤的磁铁矿粉技术耗量应符合下列规定：

块煤：

<0.8kg；

混煤、末煤：

<2.0kg。

5.4浮选

5.4.1浮选设备的处理能力，宜按《煤粉（泥）实验室单元浮选试验方法》（GB/T4757）做单元浮选速度试验，按试验确定浮选时间的2.5倍计算。

当没有试验资料时，其处理能力可参照表5.4.1确定或采用厂家提供的保证值，并按同类煤质实际浮选时间校核。

表5.4.1浮选设备处理能力

设备类型

处理能力

浮选机

按干煤泥计（t/m3·h）

0.5~0.9

按矿浆通过量计（m3/m3·h）

7~12

浮选柱

按干煤泥计（t/m2·h）

1.5~2.5

按矿浆通过量计（m3/m2·h）

20~30

注：

1浮选机处理能力（t/m3·h）、（m3/m3·h）是按浮选机总容积计算的单位体积的能力；

2浮选柱处理能力（m3/m2·h）按圆柱断面面积计算，矩形柱（浮选床）按其内切圆的断面面积计算；

3入浮浓度80g/l以下时，宜以矿浆处理能力为选型指标，以干煤泥处理能力为选型校核指标；

4易浮煤取偏大值，低入料浓度取偏大值。

5.4.2浮选药剂箱的容量应按0.5~1.0d的药剂消耗量确定。

5.4.3浮选药剂站应由药剂储存罐及油泵组成，必要时可设散装药剂池。

药剂储存罐的容量不宜小于15d的药剂消耗量，当采用标准轨距油罐车运输药剂时，药剂储存罐的总容量应大于两辆油罐车的容量。

5.4.4浮选机前应设调浆（搅拌、矿化等）设施或装置。

5.4.5浮选药剂用量在有条件时，可按照试验室浮选剂配比试验结果选定，也可参照类似选煤厂实际生产用量选取。

5.5其它选煤方法

5.5.1摇床或螺旋分选机可用于易选、中等可选的粗煤泥降灰和脱除黄铁矿。

缺水地区、处理脏杂煤或对高灰原煤进行预先降灰处理的煤炭洗选工程，可采用干选（风选）或螺旋滚筒分选机分选。

摇床、螺旋分选机和复合式干选机的处理能力可参照表5.5.1选取或采用厂家提供的保证值。

滚筒分选机处理能力采用厂家提供的保证值。

表5.5.1其它分选设备处理能力

作业名称

粒度（mm）

入料浓度（%）

入料水分（%）

处理能力（t/m2·h）

摇床

0~6

30~40

—

0.5~1.0

0~1

30~35

—

0.25~0.4

螺旋分选机

0~3

30~40

—

2.5~4.0

复合式干选机

0~50（70）

—

<7%

8~10

注：

摇床的处理能力为单层单位面积的处理能力；螺旋分选机的处理能力为公称直径下单头单位投影面积的处理能力。

6脱水、防冻与干燥

6.1脱水

6.1.1产品脱水可采用脱水筛，脱水筛前可设弧形筛或固定筛预脱水。

末精煤脱泥可采用脱泥筛，脱泥筛上宜设喷水装置。

脱水筛、脱泥筛的处理能力及筛上物水分参照表6.1.1选取或采用厂家提供的保证值。

表6.1.1脱水筛、脱泥筛处理能力及筛上物水分

筛孔尺寸（mm）

参数

指标

精煤脱水、分级

末精煤脱水、脱泥

粗粒煤泥脱水

13

处理能力（t/m2·h）

14~20

—

—

筛上物水分（Mf%）

8~10

—

—

1.0

处理能力（t/m2·h）

—

9~15

—

筛上物水分（Mf%）

—

12~15

—

0.5

处理能力（t/m2·h）

—

6~10

3~5

筛上物水分（Mf%）

—

13~18

18~23

0.35

处理能力（t/m2·h）

—

—

1.5~2.5

筛上物水分（Mf%）

—

—

23~28

6.1.2末精煤、末中煤应采用离心机最终脱水。

其处理能力可参照表6.1.2选取或采用厂家提供的保证值。

表6.1.2离心机处理能力及产品水分

设备类型

规格

入料粒级（mm）

处理能力（t/h）

产品水分Mf（%）

立式刮刀卸料

φ700

0.5~13

30~50

5~7

φ900

0.5~13

50~70

5~7

φ1000

0.5~25

70~100

5~7

φ1150

0.5~25

100~150

5~7

卧式振动

φ1000

0.5~25

60~100

6~8

φ1200

0.5~13

140~160

6~8

0.5~50

160~180

5~7

φ1400

0.5~13

180~200

6~8

0.5~50

200~240

5~7

注：

产品水分与入料条件（入料量、水分、粒度）有关。

细粒级含量高时，产品水分宜取偏大值。

6.1.3脱水斗式提升机的处理能力应根据运输物料的种类、装满系数及采用的速度计算，也可参照表6.1.3选取。

表6.1.3脱水斗式提升机处理能力及产品水分

作业类别

提升速度（m/s）

脱水时间（s）

装满系数

处理能力

（t/m•m•h）

倾角（°）

产品水分

Mf（%）

最终脱水

0.16

45~50

0.50~0.75

60~120

＜65

22~27

预脱水

0.27

20~25

0.5~0.75

100~200

＜70

28~30

注：

脱水斗式提升机处理能力（t/m•m•h）是指单位时间、单位斗宽、单位斗子间距的处理能力。

预脱水取偏大值，最终脱水取偏小值。

6.1.4煤泥产品可采用真空过滤机、加压过滤机、沉降过滤式离心机、煤泥离心机、箱式隔膜压滤机、箱式压滤机、带式压滤机、高频振动筛等设备脱水。

过滤机、压滤机、离心机等设备的处理能力宜按所处理物料的试验值选取，也可参照表6.1.4-1、表6.1.4-2、表6.1.4-3选取或采用厂家提供的保证值。

高频振动筛参照表6.1.1选取或采用厂家提供的保证值。

表6.1.4-1过滤机、压滤机处理能力及产品水分

设备名称

处理物料

入料浓度（g/L）

处理能力（t/m2•h）

产品水分Mf（%）

工作压力

（MPa）

真空

过滤机

精煤、中煤

250~350

0.15~0.3