张双楼煤矿隶属徐州矿务集团,位于沛县安国镇境内。矿井于1979年1月破土动工,1986年12月建成投产,井田面积约37.8平方公里,设计能力120万吨/年。随着科技创新步伐的加快,经两次改扩建后,2009年核定生产能力225万吨/年。目前矿井开采主要集中在-750m~-1000m水平之间,最深已达-1150m水平。考虑深井开采影响,2015年12月核定生产能力为210万吨/年。为践行“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念,矿井深化绿色矿山创建,建有年入洗能力240万吨的现代化重介洗煤厂,通过引进国内外先进设备和技术,改进采矿方法,优化选矿工艺,全面提高矿井产品质量。矿井先后获得全国煤矿环境保护优秀单位、中国21315质量信用AAA等级、煤炭工业节能减排先进企业等荣誉称号,重介洗煤厂也被评为煤炭工业行业级质量标准化洗煤厂、煤炭工业优质高效洗煤厂等。
一、煤炭洗选加工概况
矿井投产时地面建有原煤筛分车间,对原煤进行筛分、块煤手选处理,没有配套建设洗煤厂。随着矿井采深的加大,采出的煤炭含矸率逐年增加,煤中硫的含量也同时增加,煤质呈逐年下降趋势。为排除煤中的矸石,1998年建设了生产能力为0.45Mt/a的简易块煤动筛跳汰排矸车间,块煤经动筛跳汰排矸后可直接销售或经破碎再与筛下物掺配,一起作为动力煤销售。块煤动筛虽然能排除部分矸石,产品质量有所提高,但不能从根本上解决煤质差的问题,筛混煤产品质量无法得到保证。
为进一步提高煤炭质量,适应市场需求,改变传统只生产动力用煤的做法,走煤炭深加工之路,2006年建成了入洗能力为180Mt/a的重介洗煤厂,采用“重介选+TBS分选+浮选”三段式的工艺流程,入洗原煤预先1mm脱泥,50-1mm采用有压三产品重介旋流器分选,1-0.25mm粗煤泥采用TBS干扰床分选机分选,-0.25mm细煤泥浮选机浮选,浮选精煤采用加压过滤机+压滤机脱水、浮选尾煤压滤机脱水,在选煤行业率先引入TBS干扰床粗煤泥分选工艺,填补了TBS粗煤泥分选领域的空白,干扰床粗煤泥分选工艺的成功应用和实践,起到了积极的示范作用,在众多炼焦煤选煤厂中得到广泛应用。
为适应矿井技改后生产能力提高的实际需要,2010年进行了洗煤厂240Mt/a扩能改造,此后经生产工艺的不断完善和优化,成功地形成了流程简洁、系统高效的原煤处理系统,工艺先进、代表性强的三段式重介洗选系统和工艺灵活、调节性强、销售保障能力强大的储装运系统,三者组成了张双楼煤矿煤炭洗选加工缺一不可的有机整体,整个洗选加工工艺在行业内具有一定的典型性和代表性。在近几年煤炭市场急剧变化的形势下,张双楼矿的煤炭洗选加工优势得到了充分发挥,洗煤效益显著,对矿井经济效益起到了支撑作用,各项技术经济指标处于行业先进水平。
二、主要做法
(一)加大投入改造力度,提升科技装备水平,实现系统全面提档升级,为洗选系统高效运行奠定了坚实基础
几年来先后投入资金近5000万元,实施了原煤处理系统配电改造、储装运系统优化改造、配煤工艺改造、重介系统电压升级改造、精煤脱水系统改造、集控系统升级改造、工艺管道改造等,改造后系统更加优化、完善,装备水平进一步提升,煤位、液位、灰分等在线检测,煤量在线计量,实现了操作自动化、监控可视化、检测在线化,所有生产环节集中控制,实现了用视频监控代替人、用自动化集控换人的目标,取消所有固定岗位,所有岗位流动的生产组织模式,安全生产的集约化程度和本安可靠程度进一步提高,几年来,杜绝了轻微伤及以上事故的发生,事故率始终在0.1小时/万吨以内,确保了洗选系统的安全高效运行。
(二)大力实施降本增效、减人提效、创新创效工程,不断降低洗选加工成本
在煤炭市场极端低迷的2014年到2015年,洗煤效益急剧下降,形势逼人,洗选加工必须适应市场变化,走降本增效、减人提效、创新创效之路,深挖内部潜力,不断优化生产工艺,简化系统,降低洗选加工成本。张双楼洗煤厂通过对原煤处理系统优化和简化,改二次筛分为一次筛分、两次破碎工艺(动筛排矸+手选拣矸分别破碎)优化为取消动筛排矸、直接手拣矸后一次破碎工艺,优化落地煤回洗工艺,减少原煤处理及回煤工艺运行设备数量37台,减少设备负荷580千瓦,原煤电耗由1.18度/吨降至0.67度/吨,节约电费0.33元/吨原煤,合计节约材料费、电费、维修费等运行费用3.43元/吨原煤,年节约费用700余万元。通过优化整合原煤储装运、洗煤、采制化、销售等业务流程,成立洗运公司,业务范围涵盖了从原煤处理到洗煤加工、产品储装运到煤炭销售、采制化等全过程的管控模式,实现了生产组织、洗选加工和销售、发运的无缝对接,减员幅度达55%,减人提效力度空前,降低洗选加工人工成本4.58元/吨,年均节约人工成本900多万元,大大降低了洗选加工的人力资源成本,走出了一条洗选加工的精干、高效之路。同时认真实施创新创效工程,瞄准行业先进标杆,出台奖励办法,激发职工创新创效热情,成立多个小改小革和技术攻关小组,完成小改小革项目20多个,各项主要技术经济指标处于较好水平,吨煤介耗0.6kg左右,吨煤电耗7.35kW·h以内,矸石带煤量(-1.80kg/L)始终在1.0%以下,精煤数量效率95%以上,洗选加工成本控制在19元/吨原煤以内。
(三)主动适应市场变化,实施系统优化改造,优化产品结构,生产多品种、多用途的煤炭产品,满足市场需求
受下游焦炭及钢铁市场疲软、需求不足等因素的影响,2014年3月份以后张双楼矿的精煤市场呈现逐步收缩趋势,精煤库存曾一度高达10万吨左右,库存积压严重。在洗精煤市场持续萎缩、洗煤效益不断下滑的情况下,张双楼洗煤厂主动适应市场,打破洗精煤为主导产品的格局,及时调整用户结构和产品结构,迅速发展电厂、水泥厂等动力煤用户。但销售动力煤必须保证煤质与用户需求相匹配,能够按客户需求生产,煤中硫分等关键指标不能超标,并且要保证动力煤产品质量稳定、“均质化”。为此,张双楼洗煤厂因地制宜,根据实际情况,进行工艺优化和改造,实现洗精煤和动力煤两种产品可以同时生产、同时进仓。通过调节进仓顺序、优化进仓煤质量结构、合理适度配煤、在线监测等手段,保证了发运的动力煤质量达标,主要指标可控销售,避免了煤质因井下地质条件变化出现大起大落现象,改变了传统的井下出什么就卖什么煤的状况,保证了煤质均质化,最大限度地避免了质量纠纷。此次优化改造,使整个洗选加工系统更加灵活多变,既能生产洗精煤,又能针对不同动力煤用户实现生产质量稳定、可控、可调的动力煤,实现了按用户需求生产的目标,满足了市场需求,促进了销售工作。
(四)新工艺、新设备、新材料的应用,提高效率的同时增加了煤炭资源回收
通过技术改造,在确保重介系统得到可靠保证的前提下,取消了动筛跳汰排矸工艺,运用处理能力大、工作效率高、破碎效果好的2PGL-800*2000高强力双齿辊破碎机,夹矸煤得到进一步解裂,手选皮带机头加装了除铁器,杜绝了铁器等杂物进入重介主洗系统,避免了因破碎效果差而对后续工艺的影响,改造后运行至今,完全杜绝了旋流器及入料泵堵塞事故的发生。一次筛分后块煤破碎后全部进入重介系统入洗,重介洗较动筛跳汰排矸,块煤回收率提高3.5%以上,煤炭资源回收率增加0.21%,减少了资源的丢失浪费,煤炭资源得到最大限度的回收,仅此一项每年可多回收煤炭4000多吨,增效100多万元。工艺管道全部改造成耐磨材料,筛下溜槽、转载点溜槽等均铺设耐磨板,使得管道和溜槽的使用寿命大大延长,基本杜绝了跑冒滴漏的发生,减轻了职工劳动强度,实现了清洁生产。
(五)变废为宝,节约利用水资源
矿井水一般都是经处理后直接达标外排,为充分利用水资源,经过多次论证和试验,2012年以来张双楼矿对矿井水处理后作为洗煤用水,彻底改变了洗煤用水都是由矿井生活用水进行补充的传统做法,真正实现了变废为宝。经实际对比分析,每年可节约用水15万吨,节约费用数十万元。同时还充分利用原动筛跳汰排矸车间的两个煤泥水池,收集洗煤厂生产厂区和储煤场的雨水,经沉淀处理后作为生产时卫生冲洒和防尘水使用,有效节约了水资源。
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