完整版14680Mta矿区型选煤厂矿物加工工程本科生毕业设计论文.docx
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完整版14680Mta矿区型选煤厂矿物加工工程本科生毕业设计论文
矿物加工工程专业本科毕业论文
论文题目：
鲍店1.80Mta矿区型选煤厂
摘要
煤炭在中国能源中占有重要地位，世界环境问题的日益严重,都要求我们能够洁净的利用煤炭。
在选煤厂的新建、改建、扩建中，要不断的优化选煤工艺，合理选择先进的选煤设备，确定合理的厂房车间布置，以及选择适合于选煤厂的管理方法等等，都将提高选煤效益，建设节约高效的选煤厂，都将不断的弱化这些问题。
本设计所用的资料为兖州鲍店选煤厂提供的煤质筛分、浮沉资料，首先对收集的煤质资料的审查、校正和综合，得到可选性曲线。
然后根据可选性初步确定工艺流程，计算数质量流程、介质和水流程平衡，选择合适的设备。
最后依据设备选用情况和设备联系图，对各个车间进行布置，并对总的工业场地进行总体规划。
另外，本设计还对生产辅助设施、环保、劳动定员等方面进行了阐述。
本设计根据该厂的煤质特点，设计采用三产品重介+浮选流程，工艺流程简单适用，易于生产管理。
对矿区难选及较难选煤质较为适应，设计向着简单高效重介工艺选煤方向发展。
关键词：
选煤；重介；三产品旋流器
Abstract
CoalinChina'senergyoccupiesanimportantpositionintheworldofincreasinglyseriousenvironmentalproblems,wecanrequiretheuseofcleancoal.Inthenewcoalpreparationplant,alteration,extension,itisnecessarytocontinuouslyoptimizethecoalpreparationprocess,areasonablechoiceofadvancedcoalpreparationequipment,determineareasonablelayoutofthefactoryworkshop,andchoosesuitableforcoalpreparationplantmanagementmethods,andsoon,downImprovetheefficiencyofcoalpreparation,construction,conservationandefficientcoalpreparationplant,willkeepweakeningtheseissues.
5ThedesignofdatausedforcoalinHenanShenhuoCoalMineCo.,Ltd.Xuehuthecoalpreparationplanttoprovidescreening,thefirstcoalqualitydatacollectedbythereview,correction,andcomprehensive,areoptionalcurve.Basedonapreliminarysetofoptionalprocess,thecalculationsofthequalityprocesses,mediaandwaterflowbalance,choiceofappropriateequipment.Thefinalselectionbasedonequipmentandassociatedequipmentplans,conductworkshopsonvariouslayoutandindustrialsitesintheoverallplan.Inaddition,thedesignofproductionfacilities,environmentalprotection,labor,andotheraspectsofthequotaon.
Accordingtothedesigncharacteristicsofcoal.Designedwiththree-productreferralandflotationprocess,theapplicationprocessissimple,easytoproductionmanagement.Mineelectionof,simpleandefficientdesigntowarddensemediumprocessCoaldirection.
Keyword:
Coalpreparation,densemedium,thethreeproductsdensemediumcyclone
目录
摘要Ⅰ
AbstractⅡ
1绪论1
2选煤厂概况1
2.1设计任务2
2.2矿区概述2
2.3选煤厂概况3
2.4选煤厂设计原则和要求5
2.5厂型、厂址及工作制度7
2.5.1选煤厂工作制度7
2.5.2选煤厂生产能力7
表2-2实际与理论分选密度差值7
3工艺部分8
3.1煤层、煤质特征以及煤的可选性8
3.1.1煤质特征分析8
3.1原煤资料表11
4可选性曲线绘制及分析18
4.2工艺流程介绍18
5流程计算20
5.1准备作业20
5.2数质量流程的计算20
6工艺设备的选型与计算43
6.1工艺设备选型的一般原则43
6.2主选设备（三产品重介质旋流器）的选取43
6.3其他设备的选取44
7工艺布置49
7.1地面工艺总布置49
7.2总平面设计的基本原则49
7.3总平面设计的一般要求49
7.4具体布置50
7.5各车间工艺布置51
7.6生产辅助设施53
7.7工艺布置总结54
8给水排水55
8.1给水水源55
8.1.1选煤厂生产补充清水水源55
8.1.2选煤厂的生活、消防用水水源55
8.2用水量和水压55
8.2.1用水标准及用水量55
8.2.2水压55
8.2.3消防55
8.3水质56
8.4给水系统56
8.4.1生活、消防给水系统56
8.4.2生产补充清水系统56
8.4.3除尘洒水系统56
8.5管道敷设57
8.6排水系统57
8.6.1排水系统57
8.6.2管道敷设57
8.7浓缩池57
8.7.1工艺系统布置57
9采暖、通风及供热59
9.1采暖设计一般原则59
9.2采暖设计依据59
9.3采暖59
9.3.1采暖方式59
9.3.2热媒59
9.3.3采暖系统形式及采暖设备59
9.4通风除尘59
9.5供热管网60
10电气61
10.1供配电61
10.2供配电系统61
10.3照明62
10.4防雷及接地62
10.4.1防雷62
10.4.2接地62
10.5集中控制及自动化系统62
10.5.1概况62
10.5.2集中控制方式63
10.5.3自动化控制网络63
10.5.4控制系统及设备63
10.6自动化系统63
10.7监测、保护及计量63
10.7.1检测装置64
10.7.2保护装置64
10.7.3计量装置64
10.8生产管理系统64
10.8.1行政电话64
10.8.2生产调度通信及广播系统64
10.8.3工业电视监控65
10.8.4计算机信息管理系统65
11消防设施66
11.1设计依据66
11.2新建工程采用的消防措施66
11.2.1建筑物及构筑物防火66
11.2.2消防给水66
11.3电气防火67
结论68
致谢70
参考文献71
1绪论
本次设计的选煤厂是一座处理量为1.8万吨的矿区型选煤厂，遵循选煤厂有关规范、条例等国家各项方针政策。
产品要求精煤灰分小于10%，作为炼焦煤，中煤就地外销，矸矸石外运，其中精煤水分不超过13%。
设计能力要求达到工艺先进，技术合理，工程量省，投资少的效果。
选煤工艺采用50--0mm原煤不分级，不脱泥进入无压三产品重介质旋流器，煤泥采用浮选联合流程。
设备选型尽量考虑采用国内技术成熟，处理量大，效率高的设备。
工艺布置按单系统布置，充分考虑系统的灵活性，在满足工艺要求的前提下，简化生产环境，减少占地面积，在方便检修的前提下，尽量压缩主厂房建筑体积。
实现洗水闭路循环，宜采用洗水净化再生系统。
毕业设计是根据设计任务，将四年来所学的理论知识以及在选煤厂参观学习的实践所得充分总结，通过计算并查阅相关资料，以此来设计一个技术上、经济上都较优化的具有很强的可行性的选煤厂。
通过毕业设计，把所学的理论知识和实际技能有机地结合起来，并应用于工程设计，进一步提高分析问题和解决问题的能力及运算和绘图的能力。
同时，学会利用文献资料、查阅图表、手册等方法，准确掌握选煤厂工艺设计的基本原理、方法、步骤和编制选煤厂设计文件的基本技能，为以后工作打下坚实的基础。
2选煤厂概况
2.1设计任务
2.1.1任务及要求
本设计选煤厂为处理能力1.80Mta矿区型选煤厂，入选东滩（B矿）和兴隆庄（A矿）两矿煤。
其中东滩矿占80%，兴隆庄矿占20%。
工作制度为年工作330天，采取两班生产，一班检修，生产时间为16时天。
产品要求精煤灰分小于10%，作为炼焦煤，中煤就地外销，矸矸石外运，其中精煤水分不超过13%。
2.2矿区概述
2.2.1矿区位置、交通概况
兖州矿区位于山东省西南部济宁市境内，跨兖州、邹县、曲阜三县，矿区总面积375平方公里，其中主要可采煤层——3号煤层，分布面积约为180平方公里。
本设计的选煤厂位于鲍店。
鲍店位于兖州矿区东北部，西临泗水河，东临津浦铁路穿过兖州矿区东北部，在矿区范围内自北向南设有兖州、程家庄、东滩和邹县四个车站。
这里交通十分发达，铁路、公路、水路和海运条件非常便利。
横跨和纵贯中国的三条最长的铁路—京沪、京九和陇海铁路在矿区的东、西、北三个方向通过。
京杭大运河、京福高速、日荷高速公路、104国道在公司所在地交汇和延伸。
本公司出口煤炭和向华东、华南沿海地区转运煤炭的三大港口分别为日照港、青岛港、连云港，公司东距中国第二大煤炭港口——日照港316公里，至连云港有364公里，至青岛港也只有563公里。
2.2.2煤田概况
本煤田为一全隐花型碳——二选系向斜构造煤田，东以峰山断层为界，东北以磁阳断层与曲阜层为界，其他以煤层头为界。
煤系地区主要为二迭系（山西群）及碳系（太原群）。
第四系表层主要是由粘土砂以及沙砾组成，厚20到227米，东南薄，西北厚。
全区地层平缓，倾角在3到10度，东北稍高。
主要含水层有：
第四系土履层，太原群的三、十层灰岩，本溪群的十四层灰岩和奥陶系灰岩，其中对原煤水分有直接影响的是煤层的板砂岩淋水选煤厂入选的两矿原煤，东滩矿开采的是3号煤层，第一水平服务年限为60年，第二水平服务年限为20年，全部开采太原群各煤层；兴隆庄矿井内含煤二十四层，其中可采煤层有七层：
即2、3、6、15上、16上、17、18上等，3号煤层为本矿主要开采对象，平均厚度为9.00m，16上、17全部稳定可采，平均厚度为1.0m，全矿无火龙岩侵入；地质稳定。
2.3选煤厂概况
2.3.1选煤厂地质
所建选煤厂位于兖州煤田中部的鲍店，南有南屯矿，东接东滩矿，北邻兴隆庄矿泗水河以及白马河纵贯煤田，向西南流入南四湖，最大流量分别为3380和586立方米秒，对选煤厂有洪水内涝威胁，但已有统一规划治理，工业场地也采取了垫高措施。
工业场地范围内，全部为冲积洪积地层，多为粘土，亚粘土地层，只有在古河道内才有饱和细砂以及中砂和轻亚粘土，地震时能产生液化现象。
地震基本烈度为七度。
2.3.2气象
属季风型大陆性气候
春夏季多西南风，风速较小；冬季多东北风，风速较大，全年以西南风为最多，最大风速为24ms,全年平均风速为2-4ms.历年平均温度为13.6度，元月最冷，最低温度为-19度，7月最热，最高温度为41度，冰冻期为3-4个月，最大冻结深度为45cm。
历年平均降雨量为684.7mm，最大降雨量为1156.1mm，最小降雨量为479.6mm。
雨季为6-9月份，以7月份降雨量为最大，约占全年的30%。
2.3.3选煤工艺
选煤工艺采用50--0mm原煤不分级，经脱泥进入无压三产品重介质旋流器，煤泥采用浮选联合流程。
浮选尾煤浓缩后压滤，煤泥厂内回收，煤泥水不外排，实现了洗水闭路循环。
2.3.4产品品种及用途
本厂产品主要有四种，分别为精煤，中煤、矸石和煤泥。
精煤主要做炼焦或炼焦配煤，中煤做厂内锅炉用煤或外运出售，矸石可外售也可在厂内综合利用，煤泥可落地销售或外运销售。
2.3.5水电供应
选煤厂生产用水循环水、生产清水和补加清水、生活用水以及消防用水由地下井供应。
选煤厂电源引自邻近地区变电所的两个独立母线上，厂区内设3563kv变电所，主厂房一层设有变压器室，由高、低压配电室等部门控制。
2.3.6铁路运输
选煤厂站场主要干线为10股：
两股受煤线，两股装车线，一股材料、油脂煤线，一股到发线，一股停车线，两股正线。
正线与国铁相通，其他铁路线与装车线相通。
2.3.7选煤厂主要技术指标
表2-1选煤厂主要技术指标
序号
项目
单位
数量
备注
1
设计生产能力
Mta
1.80
矿区型
2
工作制度
年工作日
日工作时
日工作班
日
小时
班
330
16
2
其中两班生产，一班检修
3
选煤工艺
跳汰排矸，粗精煤二产品旋流器，煤泥水直接浮选
4
煤的可选性
%
26
属较选煤
5
（1）
（2）
（3）
选后产品数质量
精煤：
产量
产率
灰分
水分
中煤：
产量
产率
灰分
水分
矸石：
产量
产率
灰分
水分
万吨年
%
%
%
万吨年
%
%
%
万吨年
%
%
%
108.83
60.46
9.52
13.02
51.09
28.39
29.57
7.65
9.41
5.23
65.86
15.00
（4）
煤泥：
产量
产率
灰分
水分
万吨年
%
%
%
10.67
5.93
43.95
27.00
6
投资回收期
年
0.39年
7
劳动定员
人
154
8
生产工效率
吨人
52.96
9
全员效率
吨人
47.85
10
主厂房
面积
体积
M2
M3
1680
45360
11
全厂年耗电量
kwh
12
介耗
Kgt
0.80
13
水耗
Th
149.31
14
设备投资
建筑工程
设备安装工程
其他费用
入选吨原煤投资
总投资
万元
万元
万元
元吨
万元
2617.50
6204.35
467.63
557.37
54.7
9846.84
2.4选煤厂设计原则和要求
选煤厂设计的目的是有计划地解决新建厂或扩建厂的建筑、设备安装和进行生产时所需要的原材料供应、劳动力配备等一系列重大问题，并给出和保证投产后可能达到的最佳技术经济指标。
煤炭分选过程（包括选煤厂、干选厂、筛选厂等）的新建、改建和扩建过程的工程设计和工程咨询，应遵循以下基本原则：
（1）应从我国的基本国情出发，顺应国际发展趋势，及时采取国内外先进技术、实践经验和成熟可靠的新工艺、新设备、新材料，不断提高选煤厂建设的现代化水平和经济效益。
（2）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。
（3）认真贯彻党和国家有关工程设计方面的方针、政策，遵守基本建设程序，执行煤炭分选工程设计规范和有关的规程、规范、法令、规定，严格按照设计任务书的要求。
选煤厂设计的过程是一个复杂的系统工程，包括多级子系统。
各子系统之间相互依赖，相互关联，需要高度协同，任何一个环节出了差错，都会严重影响整个设计的质量。
选煤厂设计工作的具体要求如下：
（1）设计时应首先考虑煤炭资源特点、条件及市场的需求，其次要考虑原煤和产品运输距离。
必须有足够的煤炭资源且经过勘察落实，方具备设计的前提条件。
（2）矿井型选煤厂应与矿井同时设计、同时施工、同时投产。
其他类型选煤厂必须保证煤源供应，以及在不影响偶关矿井正常投产的前提下，适当安排工期。
（3）在设计中因地制宜地采用经济效益高的工艺、技术和设备。
工艺流程与设备力求简单、可靠和高效率。
在技术经济条件允许的情况下提高机械化、自动化水平。
应该优先采用国内外先进设备。
（4）在条件合适的情况下，尽量套用或局部套用经过生产检验的定型设计或比较成功的设计。
必要时进行局部修改，或以此为参考重新设计。
（5）重视回收利用煤中共生和半生矿物，以及选煤厂的多种经营问题。
特别要在设计中考虑中煤、矸石、煤泥等副产品的利用和多种经营。
（6）设计要为安全生产创造必要的条件，要认真考虑消防及预防火灾的问题。
（7）设计要符合环境保护的要求。
煤泥尽可能在厂内回收，并实现洗水闭路循环。
（8）为了避免重复设计、重复投资，以及防止漏项，选煤厂设计必须与有关设计严格分工，划分设计范围。
（9）现有设计应为将来选煤厂进一步发展或改、扩建留有余地并为施工创造条件。
2.5厂型、厂址及工作制度
2.5.1选煤厂工作制度
度为年工作330d，每天工作16h。
二班生产，一班检修。
2.5.2选煤厂生产能力
年生产能力：
180万ta。
日生产能力：
0.545万td。
小时生产能力：
340t。
取不均衡系数K=1.15则可以确定所选机械台数：
取1台
6.3.6浮选设备选取
入料量Q=99.61t.
取不均衡系数K=1.25则可以确定所选台数：
取1座
6.3.8浮选精煤脱水设备
入料量Q=99.61tTSXQuantum系列可编程控制器,控制室内设操纵台和带有彩色高显的工作站。
主要传感元件均采用进口设备，国产设备选择运行可靠,技术先进，国内一流的产品。
10.6自动化系统
本选煤厂主要包括以下自动化系统：
（1）、重介密度自动调控系统
为稳定产品质量，设重介密度自动调控系统，其作为全厂综合调控系统的有机组成部分与控制系统共用控制主机，通过一次检测仪表对密度、液位、压力等参数进行数据采集，由控制主机经过PID运算，控制执行机构实现密度自动调控。
通过集控室上位机可显示各执行机构的动作状况，设定重介分选密度以提高选煤厂适应市场要求的能力；各调节回路均可方便地实现自动与手动工作状态的转换。
（2）、装车自动控制系统
此系统利用PLC与称重系统联机，完成称重、装车自动控制。
（3）、水泵自动控制
对煤泥水桶、清扫水池、介质桶等液位进行检测，并根据水位变化起、停水泵，实现水泵自动控制。
（4）、随设备配套的自动控制系统
浮选床、加压过滤机等大型设备均由厂家根据设备自身的运行要求，配套自动控制系统。
以上各自动化系统均由PLC控制，并通过工业以太网，实现全厂集中控制及自动化系统联网.可由集控室进行监测、监控。
10.7监测、保护及计量
10.7.1检测装置
本系统设置了煤仓煤位、主要水池的液位、主要皮带的带速、翻板位置、阀门位置的检测，并将信号输入PLC，在集控室上位机上实现在线监测，显示实时值。
10.7.2保护装置
长度大于３０米的皮带输送机均设置紧急拉绳开关、跑偏开关、打滑开关（大角度皮带设），主要溜槽处设置防堵开关，并将信号输入PLC，实现保护控制。
10.7.3计量装置
（1）、原煤及产品皮带运输机上均设置皮带秤，在集控室上位机上显示煤流的动态值及累计值。
（2）、在电源总进线处装设电力监测仪对全厂的用电量进行统计。
10.8生产管理系统
10.8.1行政电话
从矿井引行政电话至选煤厂集控室分线盒，供本系统的行政通信用。
10.8.2生产调度通信及广播系统
在选煤厂集控室配置一套数字式调度通讯总机及广播系统，总机容量为100门，与矿井调度总机之间设有中继线。
生产现场配备抗噪声电话，并在重要岗位设置扩播终端，与集中控制系统联网可实现对现场的自动语音广播。
此外配置10个无线对讲机，供主要管理人员配备使用。
10.8.3工业电视监控
在选煤厂设置一套独立的工业电视系统，摄像点设在主要设备、主要通道、重要场所等位置，监视器设于集控室，集控室能远距离监视摄像点区域的情况，并能控制各摄像点的旋转云台、电动变焦镜头的状态变化，满足各种情况下的监视要求，在集控室装备一套50英寸2X3DLP大屏幕显示系统，与工业电视监视器一道组成显示墙，实现对选煤厂工艺设备运行状况和现场工业电视摄像点的适时显示和监视。
10.8.4计算机信息管理系统
计算机信息管理系统的建立，可使生产经营管理人员以科学的手段，组织合理生产。
它可根据生产原煤的质量变化及用户需求，优化产品方案，制定合理的产品结构和工艺流程，最大程度地提高企业的经济效益
设置计算机信息管理系统局域网，根据系统配置和管理需求可以实现和工业控制网络的无缝连接，并与矿井总调度室联网，实现生产调度指挥、运销管理、设备管理、煤质管理、物资管理、档案管理、财务管理、劳资管理、安全管理等综合业务管理。
可以根据需要生成报表。
各业务部门均可用自己的工作站通过计算机信息管理系统，根据业务流程的要求在不同的部门进行相关的数据采集、存储、统计、分析、查询、制表等操作，运转各自的业务。
11消防设施
11.1设计依据
为贯彻国家的安全生产方针，坚持安全第一、预防为主,保障选煤厂职工在生产中的安全，保护国家财产和保证生产正常运行，按照《中华人民共和国消防法》的有关条款及有关的设计规范和规定，本厂的消防设施和主体工程同时设计、同时施工、同时投入运行。
主要依据如下：
（1）、《中华人民共和国消防法》（1998年9月1日起施行）
11.2新建工程采用的消防措施
11.2.1建筑物及构筑物防火
根据《建筑设计防火规范》及《煤炭工业煤炭洗选工程设计规范》，本着“预防为主，防消结合”的方针，在建筑结构设计中，对建、构筑的主体结构、围护结构及装饰材料，采取必要的构造措施，并进行防火设计。
防止和减少选煤厂建筑物和构筑的火灾危害。
本工程主厂房属于戊类，耐火等级二级。
厂房内除设有主楼梯外，还多处设有钢楼梯，可保证工人在火灾发生时安全疏散。
厂房外侧设有垂直消防梯，直至屋顶。
车间内设置的变压器室及配电室单独隔离防火，采用防火门、砖墙隔离。
11.2.2消防给水
在选煤厂的原煤仓、原煤转载点、原煤输送机栈桥等处设室内消防给水，在输送机栈桥与原煤生产系统、转载点等连接处设防火分隔水
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