刘明涛 方文林
陕西金源招贤矿业有限公司 陕西省宝鸡市 721000
摘要：为了增加矿井煤炭销售的综合经济效益，达到集团公司结构增效的目标，在目前选煤系统的基础上，以“短平快”效益最大化，在尽可能减少矿井生产影响时间及最小改造资金投入的原则下，对招贤选煤厂工艺、流程进行了优化。优化后吨煤利润可以每年比原来提高30元左右。
关键词：结构增效、产品结构、破碎、不入洗
一、前提背景：
1、2019年井下工作面夹矸层三到五层，每层0.5米左右，造成原煤煤质极差，2019年年度平均灰分29.95%，发热量4200大卡左右，并且煤质波动较大，最高时灰分到38%。最低时灰分不到20%；
2、由于井下是放顶煤工艺，造成选煤厂原煤+80mm块煤产率大于25%，+50mm块煤产率大于35%，而原设计+80mm块煤产率为12.53%，+50mm块煤产率为20.14%；且由于环保压力+50mm块煤销售不好，销售量主要为-50mm以下动力煤为主。
3、招贤矿井处于陕西麟游县，受到冬季大雪封山无法销售的影响较大，间接影响矿井正常生产；更为了适应招贤当地五年内取消公路运输的硬性要求，需要选煤厂工艺上具备灵活性。
二、实施措施：
一）矸石结构增效：
1、改造目的：
1.1目前洗选矸石和TDS大块矸石混合进入矸石仓，由于矸石销售价格为0元，遗弃矸石回填矸石山造成环境污染，运输矸石费用为5.6元/吨。而且矸石山储量有限，无法解决矸石外排问题，需要产生大量环保费用。
1.2原煤煤质较差时入洗量较大，2019年度矸石含量为14.73%，其中（13-80mm）洗选矸石量约占9%，年度洗选矸石灰分82.5%，+80mm大块矸石平均灰分83.03%，均无法销售。
1.3另外井下原煤煤质不稳定，造成煤质较差时原煤必须入洗必然就产生洗选矸石，而煤质较好不入洗时，往往筛下动力煤发热量比客户要求的高，以前的洗选矸石又无法掺入原煤达到最佳效益。
2、改造措施：
2.1在901矸石皮带机上（靠近TDS智能干选车间距离2米处）设置一道犁式卸料器，此处栈桥边帮开口敷设一道矸石溜槽经破碎后自由落地（TDS车间北侧盖一简易矸石大棚即可）。
矸石大棚敷设一条刮板机到201皮带机上口；可以根据需要回粉矸进入原煤系统，经筛下进入混煤仓。
2.2改造后13（25）-80mm洗选矸石和+80mm大块矸石分离，大块矸石有客户需要，至少可以节省年度运输费用约77万元（240万吨*5.73%*5.6元/吨）；
2.3麟北矸石电厂需求低热值动力煤（热值要求3600-3800大卡），目前矿井原煤发热量为4200大卡以上，部分粉矸可以破碎至-30mm以下掺入，一是解决矸石外排问题，解决矸石山环保问题；二是实现煤炭效益最大化；
按照目前井下原煤煤质情况，原煤灰分在30%，2019年均矸石灰分为82.5%，需要到达麟北电厂3800大卡热值的灰分为36%。
计算掺入比为11%（公式82.5x+（1-x）=36）
外排运输费用：240万吨*9%*5.6元/吨*11%=13.3万元
矸石掺入综合效益：240万吨*9%*11%*228元=541.7万元
注：在宝鸡麟游地区煤炭销售以卡论价不是那么显著，故此不考虑掺入矸石后原煤热值损失价格。
3、改造费用：设备费用约为80万元（矸石破碎机一台、刮板机一台、犁式卸料器一台及加工溜槽一道），大棚费用约为50万元。
实施状态：未实施
4、经济效益：
每年节约外排费用77万元+13.3万元=83.3万元
矸石掺入综合效益：541.7万元
每年共计产生效益83.3万元+541.7万元-10.68万元=614.32万元
5、社会效益：
减少了矸石外排对环境的污染影响，并减少了环保支出费用。
二）中煤结构增效
1、改造目的：
中煤作为中间产品，其灰分34.73%左右， 30-80mm中煤含量在2.04%。市场需求的中块精煤（30-80mm）灰分在10%，热值为5700大卡左右，而选煤厂洗选过的中块精煤产品灰分在8%热值为5900大卡左右。为了更好的提高精煤的利润空间，可以将部分中块中煤混入中块精煤当中，保持热值满足客户要求的前提下，提高中煤的销售价值。
2、改造措施：
30-80mm破碎级的中块精煤占全样的12.64%，其灰分2019年度平均灰分为8%；30-80mm中煤其灰分34.73%左右，含量在2.04%。经过计算得出：
34.73X+12.64*8=10*（X+12.64）（含量为占全样的百分比）
可以掺入30-80mm中煤1.02%；即可以50%目前30-80mm中煤的掺入中块精煤中去而不会影响产品质量。按照240万吨每年洗选量计算可以每年掺入中煤为2.45万吨（=240万吨*1.02%）。
措施：在中煤破碎机上口设置改造二分翻板，可以使30-80mm中煤50%左右进入中煤破碎机，然后进入702混煤皮带机上；另外50%中煤不进入破碎机直接到701精煤皮带机上，经过仓上精煤分级筛即可以到中块精煤仓，作为中煤精煤销售。
3、改造费用：
设备费用约为10万元（液压二分翻板），材料费用及加工费约5万元；共计15万元。
4、经济效益：
30-80mm中煤到精煤的价格与中煤到混煤的价格差价约为110元/吨，按照240万吨每年洗选量计算：
2.45万吨*110元=269.5万元
每年产生经济效益约为269.5万元
注：在宝鸡麟游地区煤炭销售以卡论价不是那么显著，故此不考虑掺入中煤后精煤热值损失价格。
三）动力煤结构增效
1、改造目的：
1）2019年井下工作面夹矸层三到五层，每层0.5米左右，造成原煤煤质极差，2019年年度平均灰分29.95%，发热量4200大卡左右，并且煤质波动较大，最高时灰分到38%。最低时灰分不到20%；
2）由于井下是放顶煤工艺，造成选煤厂原煤+80mm块煤产率大于25%，+50mm块煤产率大于35%，而原设计+80mm块煤产率为12.53%，+50mm块煤产率为20.14%；且由于环保压力+50mm块煤销售不好，销售量主要为-50mm以下动力煤为主。
2、改造措施：
由于井下放顶煤工艺，原煤的粒度较大，并且+80mm的原煤实际生产中产率占全样的25%左右；
2.1在目前的井下原煤热值（4200-4500大卡）的情况下，采取不同分选方案进行综合经济效益分析：
方案1：利用TDS排除大块矸石，将3001皮带上-80mm块煤与212筛下末煤混合销售，采取此种方案吨煤价格为293元。（见表1中第三栏）
方案2:经过选煤厂重介系统分选后，将末精煤全部配入洗混煤进行销售，采取此种方案吨煤价格为334元。(见表1配煤产品价格)
方案3：采取将末煤与洗混煤按照1:1比例配煤，其他洗混单独销售，经计算后采取此种方案吨煤价格为353元。（见表2）
方案4：采取将末煤、小块煤全部配入洗混煤销售，配煤后发热量在4962大卡，采取此种方案吨煤价格为370元。(见表3)
2019年各粒级销售综合效益（表1）
产品类别 粒度级 数 量 质 量 价 格
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末精洗混配煤（1:1）（表2）
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小块、末精、洗混配煤（表3）
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通过对比各方案分析可知，在采取方案4时经济效益最大。
2.2在井下原煤不同热值的情况下，采取入洗与不入洗的方案进行综合经济效益分析：
1）若原煤灰分在30%以上，发热量4000大卡以下（以4000大卡计算），则提高原煤的入洗率
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2）若原煤灰分在25-30%之间，发热量在4500大卡（4500大卡计算）左右，则将入洗率降低
数 量 质 量 价格（元/吨）
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3）若原煤灰分在20-25%之间，发热量在5000大卡（5000大卡计算）以上，可以不入洗
数 量 质 量 价格（元/吨）
可以从以上数据看出，在目前商品煤价格的情况下，原煤入洗区间在4000大卡至5200大卡较佳；原煤煤质越差效益越低，超出5200大卡则不宜洗选。为此做以下改造措施，提供不同的产品煤灵活通道，提高煤炭的综合经济效益
2.3措施一：对0-13mm和0-6mm的筛分大样数据和现场采样化验结果看来，0-13mm比0-6mm灰分低，热值较高，将212弛胀筛筛板由原来6mm更换成13mm，减少原煤重介入洗。
筛上物（13-80mm）重介洗选由2019年的55.76%入洗率降为34.07%，一是减少了入洗成本，二是可以提高了动力混煤发热量。
节约洗选成本10.86元/吨*240万吨/年*（55.76-34.07%）=565.33万元/年
2.4措施二：因为目前选煤厂缺少原煤全部不入洗通道，可以采用以下两种方案实现不入洗可调可控。
方案一：
第一步：在101主井至原煤仓皮带机机尾处增加一台粗破碎机（Q=1500T/H、入料粒度300-500mm、出料粒度80-150mm）；目的是为了降低进入选煤厂的入洗原煤粒度，加大筛上块煤的通过率，提高生产效率和动力混煤的调配空间。
第二步：改造现有原煤破碎机（2PLF6550型Q=100t/h ,入料：300-80mm, 排料：-80mm）为（Q=250t/h ,入料：200-80mm, 排料可调：50-80mm）。这样当原煤热值在5200大卡以上和4000大卡以下时，就可以将全部原煤直接破碎当动力煤销售，提高煤炭的综合经济效益。亦可以在原煤热值在4000-5200大卡时实现按效益最大化比例入洗，见以上表格数据。
第三步：为了实现全部原煤不入洗通道无障碍，以下设备需要进行扩大运量：
1）现有214刮板机（B=2000mm，带速0.76m/s，Q=300t/h）改造（B=2000mm，带速3.15m/s，Q=900t/h）
2）现有702皮带机（B=1000mm，带速2.5m/s，Q=600t/h）改造为（B=1000mm，带速0.76m/s，Q=900t/h）
3）现有702增皮带机（B=1000mm，带速2.5m/s，Q=600t/h）改造为（B=1000mm，带速3.15m/s，Q=900t/h）
4）现有735皮带机（B=1000mm，带速2m/s，Q=650t/h）改造为（B=1000mm，带速4m/s，Q=1300t/h）
方案二：
第一步：改造现有原煤破碎机（2PLF6550型Q=100t/h ,入料：300-80mm, 排料：-80mm）为（Q=300t/h ,入料：300-80mm, 排料可调：50-80mm）。这样也能实现原煤热值在5200大卡以上和4000大卡以下时，就可以将全部原煤直接破碎当动力煤销售，提高煤炭的综合经济效益。亦可以在原煤热值在4000-5200大卡时实现按效益最大化比例入洗。但改造破碎机受场地空间以及破碎机破碎比限制。
第二步：同方案一第三步
建议采用方案一
3、改造费用：
设备费用约为400万元（破碎机一台），改造费用约100万元（破碎机一台、皮带机三台、刮板机一台）安装费用约20万元；共计520万元。
4、经济效益：
措施一可以节省565.33万元/年的洗选费用；
措施二在井下原煤煤质超出5200大卡以后不入洗时，可以创造36元/吨*240万元=8640万元/年
注：在宝鸡麟游地区煤炭销售以卡论价不是那么显著，故此不考虑原煤热值损失价格。
参考文献
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