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1、摘 要本设计选煤厂为年处理能力120万吨矿区型炼焦煤选煤厂。入选原煤属于较难选煤。通过对煤质资料进行充分的分析，最终确定选煤工艺流程为预先脱泥-无压三产品重介旋流器、浮选联合分选流程。入选原煤选前脱泥，脱泥后 0.5-50.0mm 粒级煤采用重介旋流器分选，-0.5mm 煤泥采用浓缩浮选的工艺流程。原煤经分选后，其最终精煤产率为 72.04%，灰分为 9.47%， 水分为10.44%；中煤产率为18.99%，灰分为27.86%；矸石产率为8.97%，灰分为72.86%；以上指标均达到设计的要求。本流程采用了预先脱泥，提高了无压三产品重介旋流器分选精度和效 率，并且提高了介质的回收；浮选精煤、尾
2、煤都采用压滤；全厂洗水实现闭路循环，达到环保要求。厂区、厂房布置合理、规范,各生产环节符合规范要求。选煤厂工作制度定为每年330天，每天16小时。关键词：脱泥；三产品重介旋流器；煤泥水ABSTRACTThis design is for a central coal preparation plant of coking coal, of which through-put capacity is 1.2 million ton every year. This raw coal belongs to a rather difficult grading of coal. According
3、to coal distrinct and coal quality, it employs technological process of desliming before separation, heavy-medium cyclone with triple product of zero-pressure feed, combining with flotation.The raw coal to be dressed would be deslimed before separation. After its desliming, coal grain fineness size
4、of 0.5-50.0mmis separated by heavy-medium cyclone, and technological process of thicking flotation is used, if it is smaller than 0.5 mm. After separation of raw coal, the final clean coal contains coal productivity ratio 72.04%, ash ratio 9.47%, water content 10.44%; and middings productivity ratio
5、 18.99%, ash ratio 27.86% and gangue productivity ratio 8.97%, ash ratio 72.86%. All the quotas above arrives a standard of design requirement.Desliming before separation is adopted in the technological process, which has increased separation accuracy and efficiency of heavy-medium cyclone with zero
6、-pressure feed, and increased the recovery of the media. Flotation concentrate and tailings are all concentrated with filter pressing. The sluicing water is in a closed circuit in the whole plant, it can reach the requirement of environmental protection. Factories region and factory buildings are di
7、stributed reasonably and normally, and each producing step is conformed to specifications and requirement. Work system is regulated as working 330 days for a year and 16 hours per day.Keywords: deslime; heavy-medium cyclone; slurry目 录1前言12厂区概况32.1 矿区总体概述32.2 地理概况32.3 气象及地震33 煤质资料分析43.1 原煤煤质资料43.2 A层
8、煤煤质资料分析103.2.1 A层原煤的筛分资料分析103.2.2 A层煤的浮沉资料分析103.3 B层煤煤质资料分析113.3.1 B层原煤的筛分资料分析113.3.2 B层煤的浮沉资料分析123.4 A、B 层煤分组分级分析133.4.1 分组分级条件133.4.1 A、B层煤分组分级分析143.5.1 混合入洗原煤筛分资料分析153.5.2 混合入洗原煤浮沉资料分析163.5.2 混合入洗原煤可选性分析164 工艺流程的选择依据174.1 选前脱泥与不脱泥比较174.2 选择重介选煤方法的依据184.3 选择三产品重介旋流器的依据194.4 选择有压重介旋流器分选的依据194.5 浓缩浮
9、选204.6 浮精压滤处理204.7 方案选择及经济技术比较214.7.1 初步选定方案分析214.7.2 方案的预测224.7.3 方案的技术比较274.7.4 方案的经济比较294.7.8 工艺流程图305 流程计算315.1 数质量流程计算315.2 介质流程计算335.3 设备选型及计算415.3.1 设备选型及计算的原则415.3.1 设备选型计算表426 选煤工艺布置446.1 总平面布置446.2 主厂房446.3 产品仓466.4 煤泥压滤车间466.5 生产技术检查476.5.1 检查的内容与项目476.5.2 技术检查取样设置506.5.3 检查室507 建筑物和构筑物51
10、7.1 建筑物及构筑物设计517.1.1 建筑设计517.1.2 结构设计518 给水排水528.1 给水水源528.2 用水量和水压528.3 给水系统528.4 排水539 工业场地总平面布置548.1 工业场地总平面布置的基本原则548.2 总平面图设计的要求548.3 铁路布置559 选煤厂电气569.1 供配电系统569.2 集中控制室系统5611 供热与通风5711.1 概述5711.2 采暖5711.3 通风5711.4 热力管网5712 经济技术评价5812.1 劳动定员5812.2 劳动生产率58参考文献：60致 谢61英文原文：62中文原文：75中国矿业大学（北京）2006
11、级本科生毕业设计（论文）1 前言中国是一个工业化程度还比较低的发展中国家，能源结构比例中煤炭所占比例高达73%，石油为21%，天然气和水能仅占2%和4%，因此大气污染相当严重。预计2010年中国的煤炭消耗量将超过18亿t，如果不采取措施，燃煤排放的二氧化硫量将达到3300万t以上，每年因燃煤污染造成的损失高达100亿元以上，燃煤型的大气污染问题将是我国解决环境污染的首要课题。1因此，在煤炭洗选加工过程中要求清除原煤中的有害杂质，排除矸石，降低灰分、硫分、水分，提高回收率，回收伴生矿物，改善煤炭质量。煤炭经洗选后可显著降低灰分和硫分的含量，减少烟尘、二氧化硫等污染物的排放。而且煤炭洗选加工是煤炭
12、达洁净、高效利用的目的及后续深加工的必要前提。1、我国煤炭洗选技术的现状（1）原煤入选比例低。国家重点煤矿的原煤入选比例有1989年的19%提高到2008年的44.8%，地方国有煤矿的入选比例也由16%提高到29.2%。在产量上也由1995年的1.9亿吨增至2.8亿吨，提高了47.3%。尽管如此，目前中国原煤入洗比例还是很低。2（2）技术装备低。目前我国煤炭洗选加工业缺乏自我发展、自我改造的能力，主要表现为：技术装备落后，产品可靠性差、自动化程度低；缺乏专业人才，技术创新能力差。（3）环保意识差，副产品利用率低。洗选总量和洗选副产品与环境容量不平衡。2、我国煤炭洗选加工的发展趋势；（1）原煤洗
13、选比率将不断扩大。不仅要提高国有重点煤矿的洗选比率，而且更要大力发展地方煤矿的洗选加工。（2）厂型和设备向大型化、工艺简化发展。设备将向高效、大型化发展，并简化工艺系统，减少重复配置同功能设备及作业环节，尽量形成单一设备的作业系统，以降低基建投资和生产成本，提高处理能力和功效，并向着定型设计、标准设计方向发展。（3）生产自动化程度将越来越高。目前，中国选煤厂的自动化属于局部生产系统自动化的较多，如跳汰机床层自动控制、中悬浮液密度自动测量与调控、浮选工艺参数自动检测与控制等，只有少数厂实现了全厂主要生产系统计算机自动化和全厂设备集中控制、数据采集和工业电视监视。因此，进一步推广选煤厂自动化成果，
14、发展全厂生产系统自动化，是今后的发展方向。（4）发展深度加工，开发洁净煤技术。洁净煤技术是包括开采、加工、燃烧、利用和环保等全系统的综合技术的总称，旨在提高煤炭利用的效率，杜绝环境污染。煤炭洗选加工是开发洁净煤技术的重要和首要环节，其重点在于主攻细粒和极细粒煤的精选，开发生产超纯煤技术和脱除杂质、脱硫技术，特别是脱除有机硫的技术。更是当前开发洁净煤的关键。2 厂区概况2.1 矿区总体概述开滦范各庄矿区田范围：井田东部以煤氧化带为自然边界，西北部以范吕井田边界为边界，南部以经度388000，西部以纬度92500为界。井田南北走向4.7km，东西倾斜宽3.14km，井田面积14.3平方公里。2.2
15、 地理概况范各庄矿位于开平向斜之东南翼，属唐山市古冶区管辖境内，北距古冶火车站10.2公里，矿内铁路与京山线古冶站和林西矿接轨，有公路干线通过井田。矿区地理坐标；东经113度28分，北纬39度33分。范各庄矿区田范围内地势平坦，为第四系冲积层覆盖，并且主要由砂、粘土、卵石组成。2.3 气象及地震本井田属暖湿带半湿润型季风气候，四季分明，光照充足，温差较大。春季多风少雨，夏季炎热湿润，秋季高气爽，冬季寒冷多雾。年平均气温14.2-15.5，年降水量349.2-970.1mm，年日照时数1787.2-2566.7h。每年7-9月份为雨季。据河北地震局鉴定，本区地震基本烈度为7-8。 3 煤质资料分
16、析3.1 原煤煤质资料表3-1入厂混合原煤筛分组成综合表级别产品A层煤：K1=39.50 %B层煤：K2=60.5%混合原煤(mm)名称占本层占原煤灰分占本层占原煤灰分占原煤灰分（%）（%）（%）（%）（%）（%）（%）（%）12345678910100煤14.335.6614.5017.4110.5311.5816.1912.60夹矸煤0.680.2743.660.2743.66矸石5.162.0479.470.120.0783.402.1179.61小计20.177.9732.1017.5310.6112.0718.5720.6610050煤8.183.2316.749.765.9012.
17、599.1414.06夹矸煤0.240.0945.820.050.0346.600.1346.01矸石2.901.1577.620.400.2483.281.3978.61小计11.324.4732.8510.216.1815.5310.6522.805025煤12.685.0127.3612.307.4415.8812.4520.502513煤10.994.3424.248.024.8516.279.1920.03136煤15.456.1023.0014.038.4916.1014.5918.9963煤14.785.8418.8115.599.4314.0315.2715.8630.5煤7.
18、983.1517.5111.326.8512.7410.0014.24-0.5煤6.632.6216.7811.006.6613.939.2714.73总 计100.0039.5025.18100.0060.5014.38100.0018.65 表3-2 原煤破碎级筛分组成综合表级 别A层煤：KA= 12.44 %B层煤：KB=16.78 %破碎级混合煤KA+KB= 29.22 %（毫米）数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分数 量灰 分占本级占原煤（%）占本级占原煤（%）（%）（%）123456789502533.144.12 37.4831.935.3615.379.4824.9825131
19、9.892.47 32.8420.513.4413.75.9221.7013620.742.58 29.0720.073.3712.265.9519.556311.731.46 23.910.461.7610.963.2116.8330.57.420.92 19.668.631.459.632.3713.53-0.57.080.88 18.48.41.4110.512.2913.54总 计10012.44 30.5510016.7813.0429.2220.49表3-3 原煤自然级筛分组成综合表级 别A层煤B层煤自然级混合煤（毫米）占原煤数量（%）灰 分占原煤数量（%）灰 分占原煤数量（%）灰
20、 分（%）（%）（%）123456750255.0127.367.4415.8812.4520.5025134.3424.244.8516.279.1920.031366.10238.4916.114.5918.99635.8418.819.4314.0315.2715.8630.53.1517.516.8512.7410.0014.24-0.52.6216.786.6613.939.2714.73总 计27.0621.8643.7214.78 70.7817.4961浮沉密度A 层B 层混 合 煤数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分占本级占混合煤（%）占本级占混合煤（%）占
21、本级占混合煤（%）12345678910-1.35.38 1.90 4.49 12.67 6.45 5.45 9.69 8.35 5.23 1.31.443.29 15.25 9.03 58.28 29.68 8.63 52.15 44.93 8.76 1.41.519.37 6.82 15.63 15.93 8.11 15.57 17.33 14.94 15.60 1.51.66.62 2.33 25.94 4.44 2.26 24.97 5.33 4.60 25.46 1.61.86.02 2.12 38.83 3.62 1.84 34.23 4.60 3.96 36.69 1.819.3
22、1 6.80 76.45 5.06 2.58 69.50 10.89 9.38 74.54 小 计100.00 35.23 26.00 100.00 50.93 14.06 100.00 86.16 18.94 小计占总计97.86 97.13 97.43 浮沉煤泥2.14 0.77 22.22 2.87 1.51 20.07 2.57 2.28 20.80 总 计100.00 36.00 25.92 100.00 52.44 14.23 100.00 88.44 18.99 表3-4 A、B层煤0.550mm自然级、破碎级和混合煤浮沉试验综合表级 别原煤破碎级原煤自然级混合原煤（毫米）占原煤
23、数量（%）灰 分占原煤数量（%）灰 分占原煤数量（%）灰 分（%）（%）（%）校正前校正后1234567850259.4824.9812.4520.5021.9322.4422.7225135.9221.709.1920.0315.1120.6920.971365.9519.5514.5918.9920.5419.1519.43633.2116.8315.2715.8618.4816.0316.3130.52.3713.5310.0014.2412.3714.1114.39-0.52.2913.549.2714.7311.5614.5014.78总 计29.2220.4970.7817.491
24、00.0018.3618.65 表3-5 原煤破碎级和自然级筛分组成综合表表3-6 A层煤0.550mm自然级、破碎级和混合煤浮沉试验综合表浮沉密度自 然 级破 碎 级混 合 煤数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分占本级占混合煤（%）占本级占混合煤（%）占本级占混合煤（%）12345678910-1.35.941.414.284.230.495.15.381.904.491.31.445.6110.828.7938.514.439.6143.2915.259.031.41.520.824.9415.3816.381.8816.2819.376.8215.631.51.66.4
25、31.5326.017.020.8125.816.622.3325.941.61.85.851.3939.016.380.7338.56.022.1238.831.815.353.6473.2227.483.1680.1819.316.8076.45小 计10023.7322.6610011.5032.89100.0035.2326.00小计占总计97.0922.6699.4932.8997.86浮沉煤泥2.910.7122.060.510.0624.22.140.7722.22总 计10024.4422.6410011.56 32.8510036.0025.92表3-7 B层煤0.550mm
26、自然级、破碎级和混合煤浮沉试验综合表浮沉密度自 然 级破 碎 级混 合 煤数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分占本级占混合煤（%）占本级占混合煤（%）占本级占混合煤（%）12345678910-1.316.285.815.534.20.644.7412.676.455.451.31.454.7619.568.6766.5510.128.5458.2829.688.631.41.515.65.5715.4316.692.5415.8815.938.1115.571.51.64.481.6025.214.350.6624.384.442.2624.971.61.83.451.23
27、35.694.010.6131.283.621.8434.231.85.431.9469.614.20.6469.185.062.5869.50小 计10035.7214.1910015.2113.75100.0050.9314.06小计占总计96.3714.1998.9613.7597.13浮沉煤泥3.631.3520.101.040.1619.812.871.5120.07总 计10037.06 14.4010015.3713.8110052.4414.23浮沉密度浮 沉 组 成浮物累计沉物累计邻近密度物含量校 正 前校 正 后数量灰分数量灰分分选密度数量(%)数量灰分数量灰分(%)Ag(
28、%)(%)Ag(%)(i )(I 0.1)本(%)Ag(%)本(%)Ag(%)1234567891011-1.39.695.239.695.409.695.4010019.111.361.841.31.452.158.7652.158.9361.848.3790.3120.581.469.491.41.517.3315.6017.3315.7679.189.9938.1636.511.522.671.51.65.3325.465.3325.6384.5110.9820.8253.771.67.631.61.84.6036.694.6036.8689.1112.3115.4963.471.74.
29、601.810.8974.5410.8974.71100.0019.1110.8974.71小 计100.0018.94100.0019.11小计占总计97.4397.43浮沉煤泥2.5720.802.5720.96合 计100.0018.99100.0019.15表3-8 A、B层煤0.550mm入选级浮沉组成表3.2 A层煤煤质资料分析3.2.1 A层原煤的筛分资料分析1、通过表3-1资料分析；（1）50mm粒级情况：50mm粒级占总量31.49%，含量较多；灰分为32.37%。 50mm粒级的矸石含量为8.06%，查表3-9知含矸等级为高矸。表 3-9 入厂原煤含矸量等级含矸量%5含矸等
30、级低矸中矸高矸（2）各粒级含量分析：主导粒级为+100mm 粒级，含量为20.17%； 13-6mm含量为15.45%；6-3mm含量为14.78%。其余粒级含量均在10%左右，分布比较均匀。（3）各粒级质量分析：随着粒度的减小灰分减小，说明煤质较脆。由表3-1可知，+100mm 粒级的灰分为 32.10%，属于高灰煤；100-50mm 粒级的灰分为 32.85%，属于特高灰煤；50-25mm 粒级的灰 分为27.36%，属于特高灰煤；25-13mm 粒级的灰分为24.24%，属于中灰煤；13-6mm 粒级的灰分为23.00%，属于中灰煤；6-3mm 粒级的灰分为18.81%，属于中灰煤；3-
31、0.5mm 粒级的灰分为17.51%，属于中灰煤；-0.5mm 粒级的灰分为16.78%，属于中灰煤。各粒级灰分随着粒度的减小而降低，说明煤质脆易碎。表3-10 灰分等级灰分等级灰分 Ad，%灰分等级灰分 Ad，%特低灰8高灰 2540低灰815特高灰4060中灰15253.2.2 A层煤的浮沉资料分析由表3-6知，低密度级煤含量较大，1.50kg/l 密度级的含量高达 68.05% 累积灰分为10.55%，其中1.8kg/l 密度级含量为19.31%，灰分为 76.45%。浮沉 煤泥含量为2.14% ，灰分为22.22%。原生煤泥含量为 6.63%，灰分为16.78%。 说明矸石存在一定的泥
32、化现象。图3-1 A层入选原煤0.5-50粒级可选性曲线根据A层浮沉资料绘出可选性曲线，如图3-1所示。取精煤灰分9%时， 0.1 含量为 24.00%，根据表3-11中国煤炭可选性评定标准，知该原煤可选性等级为较难选。表3-11中国煤炭可选性评定标准*(GB/T 16417-1996)0.1 含量/%40可选性等级易选中等可选较难选难选极难选3.3 B层煤煤质资料分析3.3.1 B层原煤的筛分资料分析1、通过表3-1资料分析；（1）50mm粒级情况：50mm粒级占总量27.74%，含量较多；灰分为13.34%。 50mm粒级的矸石含量为0.52%，查表3-9知含矸等级为低矸。（2）各粒级含量
33、分析：主导粒级为+100mm 粒级，含量为17.53%；13-6mm含量为14.03%；6-3mm含量为15.59%。其余粒级含量均在10%左右，分布比较均匀。（3）各粒级质量分析： 由表3-10可知，+100mm 粒级的灰分为 12.07%，属于低灰煤；100-50mm 粒级的灰分为 15.53%，属于特中灰煤；50-25mm 粒级的灰分为15.88%，属于中灰煤；25-13mm粒级的灰分为16.27%，属于中灰煤；13-6mm 粒级的灰分为16.10%，属于中灰煤；6-3mm 粒级的灰分为14.03%，属于低灰煤；3-0.5mm 粒级的灰分为12.74%，属于低灰煤；-0.5mm粒级的灰分
34、为13.93%，属于低灰煤。25-13mm和13-6mm两个粒级的灰分最高，其余粒级灰分较低，形成中间高两头低的现象。3.3.2 B层煤的浮沉资料分析由表3-7知，低密度级煤含量较大，1.50kg/l 密度级的含量高达86.88% 累积灰分为9.44%，其中1.8kg/l 密度级含量为5.06%，灰分为 69.05%。浮沉煤泥含量为2.87% ，灰 分为20.07%。原生煤泥含量为 11.00%，灰分为13.93%。 说明矸石存在一定的泥化现象。根据B层浮沉资料绘出可选性曲线，如图3-2所示。取精煤灰分9%时， 0.1含量为6.5%，根据表3-11中国煤炭可选性评定标准，知该原煤可选性等级为易
35、选。图3-2 B层入选原煤0.5-50粒级可选性曲线3.4 A、B 层煤分组分级分析3.4.1 分组分级条件分级分组入选的讨论有利于制定出适合原煤性质的工艺流程，目标是遵循最大产率原则，即等密度或等灰分原则，遵循此原则才能获得最大的精煤产率，继而才能获得最大的经济效益。判断原煤是否分组的条件为：（1）原煤牌号不同；（2）选后产品有特殊要求；（3）精煤硫分相差悬殊；（4）用密度基元灰分曲线判断，根据原煤的可选性曲线，在同一坐标中，画出各自的密度基元灰分曲线：若当一定时，5%时，不需要分组；若当一定时，0.05时，不需要分组。分级是否的条件：分级入选是指不同粒级的煤分别选用不同的分选方法，也叫作分
36、别入洗。是否分级入洗主要取决于分选工艺的不同，同时，也要考虑不同粒度级的性质的差异。（4）的判别方法也适用.对于原煤的分级分组的讨论是确定选煤工艺的前提，这些预先的分析关系到选煤工艺的确定，对选煤厂的设计来说是一种铺垫。3.4.1 A、B层煤分组分级分析（1）分组分析；图3-3 A、B层基元灰分曲线如图3-3所示：当p=1.50g/cm3 时，由图中查得=0.25%；当Ad=9.01%时，由图中查得=0.010.05% 。由于两种煤都属于同一牌号，并且两层煤从基元灰分曲线上看符合等灰分密度条件，确定其可以混合入选，不需要分组入选。为简化工艺流程找到了依据。（2）分级分析；图 3-4 A、B层混
37、合煤0.5-13、13-50mm粒级基元灰分曲线如图3-4所示：当p=1.50g/cm3 时，由图中查得=1.85%；当Ad=9.01%时，由图中查得=0.0250.05% 。根据原煤的各粒级浮沉资料显示，画出其基元灰分曲线，符合混合入选的条件，不需要分级入选。3.5 混合入洗原煤的可选性3.5.1 混合入洗原煤筛分资料分析如表3-1当 A B 两层煤按照 39.5：60.5比例混合时，原煤灰分为 18.65%，属于中灰煤。灰分随着粒度的减少而降低，说明煤质较脆。其中大于 50mm 含量为 29.22%，灰分为 21.44%。可见矸石含量为 3.5%，灰分 高达 79.20%，为中等含矸煤。混
38、合后粒度分布均匀， 0.5mm 以下含量为 9.27%，含量不高。由表 3-1 可以看出：13mm以下末煤量为 39.86%，较为集中。灰分随着 粒度的减少而降低，说明煤质较脆。3.5.2 混合入洗原煤浮沉资料分析由表 3-8 可知：可以看出低密度煤含量较大，小于1.5kg/l 密度级含量高达79.18%，但是浮煤累计灰分为 9.99%。小于 1.4kg/l 密度级含量为61.84%，但灰分也较高为8.37%。大于1.8kg/l 密度级含量为 10.89%， 灰分为74.71%，说明矸石含量较低。浮沉煤泥含量为2.57%，但灰分达到了20.96%，与原生煤泥14.73%相比，相差很大，所以可得
39、矸石易泥化，煤泥水不易澄清，应该注意分选方法的选择。3.5.2 混合入洗原煤可选性分析在要求精煤灰分 Ad=9.01%时，由可选性曲线可得：理论精煤产率；理论=78.75% 理论分选密度：p=1.50g/cm3当理论分选密度p=1.50g/cm3 时，邻近密度物含量1.50.1=22.50% 表3-11得该煤可选性等级为较难选。图3-5 A、B层混合入选原煤0.5-50mm粒级可选性曲线4 工艺流程的选择依据4.1 选前脱泥与不脱泥比较（1） 选前脱泥优点是：分选精度高，效率高，介质损失少。入料中非磁性物含量少，故脱介效果好。脱泥后，进入重介系统的煤泥量基本一定。保证介质系统的稳定性，即分流量稳定，因而介质密度的调节十分简捷，只控制补加清水量一个因素即可；其次，脱掉大量煤泥，从源头上最大限度减少泥化现象，给分选作业带来诸多好处。针对脱泥用水量大问题，设计采用磁选尾矿作为第一道喷水，润湿全部物料，并脱去大量煤泥，使真正用作第二道喷水的循环量大大减少；另
