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1、目 录一.设计任务和要求-11 设计任务- 12 设计要求-13 车间工艺布置注意事项-1二煤质资料综合-2三煤质资料分析-3四原煤准备工艺流程-3五准备作业计算-41.入料数、质量的计算-42.筛下物数、质量的计算-43.筛上物数、质量的计算-44.选矸作业的计算-45.破碎作业的计算-56.进入跳汰主选的原煤输送量-5六、工艺设备的选型与计算-5（一）工艺设备选型与计算的原则与规定-5（二）带式输送机的选型与计算-6（三）筛分设备的选型与计算-9七、工艺布置说明-12选煤厂准备车间设计说明书摘要本作业是在给定原煤资料的基础上而进行的原料煤资料综合与分析及主要工艺设备的计算与选型，最终设计出
2、原煤准备车间。一、 设计任务和要求1. 设计任务设计一座处理能力为120万吨/年的矿井选煤厂原煤准备车间布置，工作制度每年工作330天，每天工作16小时（即两班生产、一班检修）。三层原煤入选比例分别为15%、30%、55%。2. 设计要求（1）对入场原煤资料进行综合、分析。（2）根据工艺流程和煤质资料进行设备的选型与计算。（3）绘制选煤厂原煤准备车间设计布置图。3. 车间工艺布置注意事项准备车间及设备的工艺布置是选煤厂工艺设计的重要组成部分，它是根据工艺厂房总平面布置图、工艺流程图、设备选型资料以及生产经营管理要求等，将厂房和设备综合而合理地在平面及立面上进行布置。工艺布置时要求做到生产流程通
3、畅、设备布置紧凑，并便于安装、操作和检修。原煤准备车间的任务是为后续工序准备合适的原料，主要作业有：筛分、破碎、磨矿、排矸、除杂等。筛分是根据下段工序对物料粒度的要求，通过筛分设备将原料分为不同粒度级别。破碎和磨矿是根据物料的物理性质，选择适当的破碎和磨矿设备将物料粒度减小到适当尺寸，或将嵌布脉石的物料适当解离。排矸是通过机械或人工方法，预先将物料中的大块矸石排除，以减少矸石对后续作业的不良影响。除杂是通过机械或人工方法，除去物料中的铁器、木屑等杂物。按照后续工序的不同要求，将上述工作进行不同组合，并将选定的设备合理摆放和连接，便形成了原煤准备车间。二、 原煤资料综合表1 三层原煤筛分试验结果
4、综合表粒级/mm产物名称一层(K1=15%)二层(K2=30%)三层(K3=55%)综合(K=100%)占本层/%占全样/%A/%占本层/%占全样/%A/%占本层/%占全样/%A/%占全样/%A/%1234567891011121314100手选煤0.95 0.14 29.67 7.27 2.18 12.36 12.09 6.65 22.07 8.97 19.83 夹矸煤0.00 0.40 0.12 58.25 1.24 0.68 52.58 0.80 53.43 硫铁矿0.00 0.01 0.00 58.34 1.29 0.71 79.26 0.71 79.17 矸石0.73 0.11 77
5、.95 2.11 0.63 85.41 0.04 0.02 61.99 0.76 83.67 小计1.68 0.25 50.65 9.79 2.94 30.03 14.66 8.06 29.79 11.25 30.32 10050手选煤2.81 0.42 32.25 6.56 1.97 13.52 6.33 3.48 23.10 5.87 20.55 夹矸煤0.36 0.05 61.62 0.23 0.07 57.43 1.05 0.58 53.99 0.70 54.92 硫铁矿0.00 0.02 0.01 51.50 2.43 1.34 80.30 1.34 80.17 矸石1.30 0.2
6、0 73.04 1.03 0.31 85.33 0.05 0.03 65.23 0.54 79.78 小计4.47 0.67 46.48 7.84 2.35 24.34 9.86 5.42 40.70 8.45 36.60 50合计6.15 0.92 47.62 17.63 5.29 27.50 24.52 13.49 34.18 19.70 33.01 5025煤5.97 0.90 36.62 10.61 3.18 19.78 10.74 5.91 34.44 9.99 29.96 2513煤10.63 1.59 30.51 18.70 5.61 18.98 11.50 6.33 32.34
7、 13.53 26.58 136煤16.61 2.49 25.82 19.00 5.70 18.30 18.37 10.10 29.81 18.30 25.68 63煤18.79 2.82 19.96 7.31 2.19 19.32 9.55 5.25 27.41 10.26 23.64 30.5煤29.74 4.46 15.82 20.42 6.13 16.82 16.20 8.91 23.39 19.50 19.59 0.50煤12.11 1.82 15.34 6.33 1.90 17.74 9.12 5.02 19.72 8.73 18.38 500合计93.85 14.08 21.34
8、 82.37 24.71 18.33 75.48 41.51 27.95 80.30 23.83 毛煤合计100.00 15.00 22.96 100.00 30.00 19.94 100.00 55.00 29.48 100.00 25.64 三、煤质资料分析表2 入厂原煤含矸量等级（参考值）含矸量（占全样）/%5含矸等级低矸中矸高矸（1） 50mm粒级情况：将50mm粒级的煤采用手选的方法分开并进行分析实验，得到煤，夹矸石和硫铁矿和矸石的含量、灰分。夹矸煤含量和结构特征可以作为选择入选粒度上限的参考因素。矸石含量可以用来评定原煤含矸量等级。由含矸量标准(表2）可得，三层原煤含矸量（占全样%
9、）为1.3，处于15之间，所以三层原煤含矸等级为中矸。因此要在煤的分选之前进行排矸。（2） 各粒级含量分析：各粒级的质量百分数相近，说明原煤粒度分布均匀，大粒级含量较少说明煤质较脆。（3） 各粒级质量分析：由表1可得三层原煤灰分随粒度减小而减小，包括-0.5mm以下粒级灰分也低，表明煤质脆易碎。当部分粒级灰分已符合用户质量要求，可以考虑将这部分粒级直接筛分出来作为商品煤出售，这样可以降低分选负荷，减少煤泥量，提高经济效益。四、原煤准备工艺流程原煤准备车间的任务是为后续工序准备合适的原料，主要作业有：筛分、破碎、排矸等。按照后续工序的不同要求，将上述作业进行不同组合，并将选定的设备合理摆放和连接
10、，便形成了原煤准备车间。 原煤Q A2 +预先筛分1 -手选d=50mm3+破碎-4矸石杂物5主选五、准备作业计算1.入料数、质量的计算 由以上煤质资料经下式计算选煤厂每小时处理量：式中： Q选煤厂小时处理量，t/h Q0选煤厂年生产能力，t/a T选煤厂年工作日数，d/a t选煤厂日工作小时数，h/d扣除来煤中5%的水量，经计算得该选煤厂每小时处理量为 Q t/h由表1，查出入料灰分A=25.64%；原煤入场的第一个作业产率=100%2.筛下物数，质量的计算 筛孔尺寸d的选择由工艺流程确定，但要和筛分试验资料核对，从资料中查出理论筛下物产率-d%=80.30%，A1%=23.83%。 1=-
11、d=100%=80.30% Q1=1Q=215.91173.38 t/h3. 筛上物数，质量的计算 Q2=Q-Q1=215.91-173.38=42.53t/h 2=100-1=100%-80.30%=19.70%A2=(100A-1A1)/(100-1）=33.02% 4.选矸作业的计算 该流程采用检查性手选，由表1知矸石含矸率为1.3%，+50mm矸石数量为3=1.3%，灰分A3= 81.44%，故该原煤中所含矸石量为： Q3=Q手矸=Q3t/h 则进入破碎机的原煤输送量为：4=18.4 A4=(A22-A33)/ 4=29.60 Q4=Q破碎=Q1-Q手矸=42.53-2.81=39.7
12、2 t/h破碎后与筛下物混合Q5=Q4+Q1=213.1t/h 5=4+1=98.7%,破碎前后数质量不变。5.破碎作业的计算该流程选用的是开路破碎作业。经破碎后，认为只有粒度的变化，而破碎前后数量、质量不变。筛分试验破碎级的粒度特性，代表本作业的结果。故破碎后： Q4=Q破碎=39.72 t/h6.进入跳汰主选的原煤输送量 Q5=Q2+Q4=173.38+39.72=213.1 t/h六、工艺设备的选型与计算（一） 工艺设备选型与计算的原则与规定1. 设备选型时应注意以下几项原则（1） 所选设备的型号与台数，应与所设计厂型相匹配，尽量采用大型设备，充分考虑机组间的配合，使设备与厂房布置紧凑，
13、便于生产操作。（2） 所选设备的类型应适合原煤特征和产品质量要求。（3） 做到技术先进、性能可靠，可优先选用高效率、低能耗、成熟可靠的新产品。（4） 经济实用，综合考虑节能、使用寿命和备品备件等因素，尽可能选用同类型、同系列的设备产品，以便检修和备件的更换。优先选用具有“兼容性”的系列设备，便于新型设备对老型设备的更换，也便于更新和改扩建。在设备选用的过程中，要贯彻国家当前的技术经济政策，考虑长远规划。 2. 设备型号、规格和台数的确定原则设备型号、规格和台数的确定，应注意生产的不均衡性和灵活性。在设备选择中，还应考虑设备的备用问题。备用设备的数量根据厂型大小、工作性质、设备可能产生故障和检修
14、工作量的大小等因素决定。设备台数的确定，还应与车间布置统筹考虑，兼顾到布置的整齐、不同工艺环节设备台数的匹配以及物料输送的需要等。3. 不均衡系数的确定原则在选煤厂的生产中，原煤的数量和质量具有不均衡性，随时都可能产生波动。为了保证选煤厂均衡生产，在确定设备的型号和台数时，要将数、质量流程所计算的各工作环节的处理量乘上相应的不均衡系数，作为选择设备的依据。不均衡系数的选取按GB 503592005煤炭洗选工程设计规范规定如下：（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） 由标准规矩车辆来煤，受煤坑到配（原）煤仓设备处理能力的不均衡系数应不大于1
15、.5，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）煤仓以后，设备的处理能力不均衡系数，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，煤泥水系统和重介质悬浮液系统取1.25。在生产实际中，煤泥水系统设备的处理能力对全厂生产的影响比较大。因此，应尽量将煤泥水系统设备的处理能力放大，可按分选环节的最大能力作为选型基数。（二）带式输送机的选型与计算 在设计带式运输机时需考虑煤的安息角，原煤的安息角在3540之间。输送原煤的最大需用安息角为18，输送机的倾角必须小于安息角才能保证运输畅通。1. 运输原煤用的带式输送机(1)带宽按下式计算： 式
16、中 B带宽，mm； k物料不均衡系数，k=1.15； Q输送量，t/h； 断面系数；（与物料的动堆积角及带宽B有关） 物料容量，t/m3 c倾角系数； 带速，m/s； 速度系数；由表8,原煤带式输送机带速v=1.0m/s，故速度系数=1.0；由表3，物料容重=0.9t.m-3；物料不均衡系数k=1.15；由表6，输送机倾角取为14，故倾角系数c=0.9；由表4，取皮带形状为槽形，断面系数=435。故故选取运输原煤用的带式输送机的带宽为B=1000mm，皮带形状为槽形表3 物料容重及其动堆积角物料名称*/t.m-3*物料名称/t.m-3煤0.81.030小块石灰石1.21.625煤渣0.61.0
17、35烧结混合物1.630焦炭0.50.735砂1.630黄铁矿2.0 25干松泥土1.220白云石1.21.625无烟煤1.220石灰石1.62.025黏土1.82.035B/mm20253035槽形平形槽形平形槽形平形槽形平形500320130355170390210420250650800360145400190435230470270100012003801504202004552405002851400表4 断面系数值表5 速度系数值v/m.s-11.61.62.52.53.153.1541.0 0.980.950.940.900.840.80表6 倾角系数c值*68101214161
18、820222425c1.0 0.960.940.920.90 0.880.850.810.760.740.72表7 速度系数值v/m.s-11.61.62.52.53.153.1541.0 0.980.950.940.900.840.80(2)带速的选择A. 运输散状物料时，带速选择参考表8；表8 带速选择参考表物 料 特 性B/mm500、650800、10001200、1400v/m.s-1磨损性小物料（如原煤、盐）0.82.51.03.151.04.0有磨损性的中小块物料（如炉渣）0.82.01.02.51.03.15有磨损性的大块物料（如大块矿石）0.81.61.02.01.02.5B
19、. 在胶带上选矸或检查性手选时，带速最高不超过0.3m/s；C. 用于带式给料机或输送灰尘很大的物料时，带速取0.81.0m/s；D. 采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s;E. 采用卸料车时，带速不宜超过3.15m/s;F. 人工配料称重的输送机，带速选用1.25m/s。一般较长的水平输送机可选较高带速；输送机的倾角越大，输送距离越短，则带速应越慢。故该原煤带式输送机带速v=1.0m/s；2.检查性手选带式输送机手选带式输送机呈水平布置 。手选带长度取决于每班工作的手选工人数（1）手选工人数计算 式中 每班手选工人数，人/班； Q2手选作业处理量，t/h； T每班工作时数，h； X含矸
20、率，%； 手选工效率（由表9查取），%；取2.3。故所需手选工人数为2人，手选工两边交叉站立工作。表9 手选工效率矸石粒度/mm选矸量/t1h6h7h+1000.63.43.9+750.52.93.3+500.42.32.6100500.31.72.0 50250.10.50.6（2）手选带长度计算 式中 L手选带长度，m； 手选带机头长度（一般取2.6m），m； 手选带机尾长度（一般取1.01.8m），m； 手选工工作距离（一般取1.21.6m），m； 每班手选工人数，人/班； 系数（当带宽650mm时，手选工站在一面工作，e=1；当带宽800mm 时，手选工可两边交叉站立工作，e=0.5)
21、。 故手选带长度L=5.4m。（3）手选带宽度计算： 因为手选带式输送机的带速不超过0.3m/s，取v=0.3m/s，故速度系数=1.0；物料容重=0.9t.m-3；物料不均衡系数k=1.15；倾角系数c=1.0；取手选皮带形状为平形，断面系数=230。计算出来带宽B=0.89m。故选取手选带式输送机的带宽为B=1000mm，皮带形状为平形，带速为0.3m/s。3.主选带式输送机 主选带式输送机带宽计算： 因为带式输送机带速v=1.0m/s，故速度系数=1.0；物料容重=0.9t.m-3；物料不均衡系数k=1.15；倾角系数c=1.0；取皮带形状为，断面系数=435。计算出来带宽B=0.79m
22、。故选取主选带式输送机的带宽为B=800mm，皮带形状为槽形，带速为1.0m/s。（三）筛分设备的选型与计算筛分设备的选型计算，最终是要确定筛分机的型号和台数。准备车间的预先筛分一般选用筛孔50的圆振动筛。1.确定所需筛面面积F m2 式中 F所需筛面面积，m2； Q入料量，t/h； 不均衡系数，煤流系统取1.15； 单位负荷定额（由表10中选取），。 根据表10选取圆振动筛的单位负荷定额q=45；不均衡系数k=1.15。表10 常用筛分设备处理能力设备名称筛分方法筛分效率/%单位负荷定额q/t.m-2.h-1筛孔尺寸/mm1008050251361.510.5圆振动筛干法8510012080
23、904050倾斜式直线振动筛干法8540503040152571060405020301015湿法85142012181015710水平式直线振动筛干法8530401520710466020301015710湿法8512161014912682.确定所需型号及台数 根据上式算出面积F=5.52m2，及每小时处理量Q=215.91t/h。选择使用YK1848型圆振动筛。表11 圆振动筛分机参数型号筛面尺寸（宽x长） /mm处理量t/h筛面振次/min-1振幅/mm安装倾角/电动机外形尺寸/mm重量/kg面积/m2层数型号功率/kWYK18481500x45001503008.6418009706
24、81530Y200L1-618.55226344237605600由上表查得YK1848型圆振动筛有效筛分面积为8.64m2，由下式计算：n= 式中 n筛分机台数，台； F选用筛分机的有效面积，m2；故选用YK2445型圆振动筛1台。（四）破碎设备的选型与计算1. 确定所需破碎机型号 已知进入破碎机的原煤输送量为： 破碎设备的选型计算一般采用单台设备处理能力，根据表12，选用型号：双齿辊破碎机2PGC-600750表12 齿辊破碎机的技术性能设备名称型号进料粒度/mm出料粒度/mm产量/t.h-1电动机外形尺寸质量/t型号转速/r/min功率/ kW长/m宽/m高/m2PGC-60075060
25、0010060125Y225M-8223.973.5851.1456.952.确定所需破碎机台数 式中 n所需破碎机台数，台； Q破碎入料量，t/h； K不均衡系数； 破碎机单台处理量（可由表12），。故选用破碎机型号：双齿辊破碎机2PGC-600750一台。（五） 溜槽断面和倾角的选型与计算 溜槽断面积可用以下公式计算： 式中： A溜槽的断面积，m2； Q输送的物料量，t/h； 装满系数，断面积大时取大值，煤=0.30.4；矸石=0.20.3； 物料平均流动速度，m/s，见表13； 输送物料的堆密度，m/s，见表13表13 物料的流速与堆密度物料名称+13mm分级煤原煤中煤精煤矸石煤泥堆密度
26、/ t.m-30.80.850.851.01.21.40.80.91.61.21.3平均流速/ m.s-10.751.51.51.50.751.5表14 矩形断面溜槽允许通过量和最大通过粒度溜槽断面宽度B/mm40050060070080010001200溜槽断面高度h/mm350350400500600700800允许通过最大粒度D/mm100150200300300300300输送量/t.h-1+13mm各种分级煤95120165240440570880原煤和精煤20025535050594013601870中煤和煤泥2953705007351340矸石120150200300620900
27、1240表15 溜槽倾角参考数值烟煤和褐煤无烟煤粒级/mm溜槽的倾角/（）粒级/mm溜槽的倾角/（）煤的水分煤的水分7%7%+10030353035+100202320232023+503237323750100222525272730原煤404545502550232828323235010044474752132525303033333705045505053原煤25303035354001350555560010032363540404503606565700503336364141460165707075025343737424247浮选精煤7590013353838434348设备倾
28、角计算面积/m2Qv断面高度mm断面宽度mm运输原煤的带式输送机往筛分机的给料溜槽450.131215.910.8751.50.35350500筛分机的筛下溜槽520.100 173.380.921.50.35350400手选皮带往破碎机的给料溜槽450.051 39.720.8250.750.35500700破碎机往主选带式输送机的溜槽500.051 39.720.8250.750.35350400 七、工艺布置说明（一） 设备布置设备布置是按设计的工艺流程，将车间内的各种主要工艺设备，在平面和立面加以定位。设备定位要标注安装尺寸。设备布置主要根据生产工艺要求和设备型号特征、数量，结合安装、
29、操作、检修、安全、环保等要求进行的。在布置时应满足下列要求：（1） 在符合工艺要求的情况下，设备布置应紧凑、合理，但又不要拥挤，留有操作检修空间和面积。同类型机械设备考虑互换性和灵活性。尽量采用自流作业，减少输送设备和转载点。设备之间连接的溜槽、管路、线路尽量缩短，它们穿过楼板和跨间时，勿与梁、柱相碰。在易滴水、跑水处应设置泄水、排水措施；多尘处，应设降尘和防尘措施。（2） 重型设备及振动较大的设备尽量布置在厂房底层。整机安装的特大型设备，必须在厂房围墙等土建施工前就位或搬进厂房。（3） 同一类型或同一系统的设备布置在同一标高上，同时排列整齐。对大型厂房要防止振动设备过于集中，以防产生共振。两
30、台或两台以上同样设备对称或同轴线布置，可减少土建设计工作量，并便于生产操作、检修和管理。设备上的闸门、手把、阀门等操作部件的水平线，距地板高度要适合工人操作，一般在1.01.4m范围内。若高于此范围时，需设工作台或采用链轮操作；若低于此范围时，距离地面、楼板高度应大于操作件最大转动半径100200mm，以保证操作安全和部件检修。操作台宽度一般不小于1500mm，共用操作台应更宽敞。当工作台高度高于600mm时应设保护栏杆。 设备检修依据零部件大小和检修方法确定厂房高度，其计算方法参照设计手册进行。（4） 溜槽、管路的坡度既要保证物料畅通，又要避免坡度过大砸压设备。料仓的倾角应大于物料自然安息角
31、，并考虑物料的粒度和水分合理确定。高大的设备和设施尽量不要布置在厂房外墙门窗附近，以免妨碍门窗的开启及采光、通风。管路在选煤厂应用广泛，是工艺步骤中一个重要环节。管路布置是否合适，对选煤厂的正常生产和工艺系统的灵活性以及重介车间管道的布置影响很大。有关煤泥水和重悬浮液管道坡度的选择参考设计手册进行。在各类车间的布置中，下列要求都是适用的：（1） 当用户对产品含杂率有要求时，宜设机械除杂设施或装置。破碎机入料口前必须设置除铁装置。（2） 准备车间一般独立设置。应按照一般车间要求，设置配电室、起重梁、提升孔及楼梯间等辅助设施。（3） 准备车间一般条件比较恶劣，应尽量改善工作条件。采用吊式分级筛时应
32、考虑设置工作台。为了工人身体健康和环境卫生，当水分小于7%时应设置防尘和集尘设施。设备的传动装置应布置在外侧便于维护和检修。在筛子及破碎机等设备的周围应根据要求留有7001000mm的通道。车间外部应设计铁器、木块等杂物堆放和转运场地。（二)设备布置优缺点 1.破碎机布置在手选车间下一层楼板上。手选带呈水平布置，不需设操作台，工人操作方便舒适，但厂房高度增加，基建投资提高。 2.分级筛、手选皮带布置方向与煤流方向一致，使煤流能够自流。 3.分级筛采运圆运动振动筛，处理量大，维修方便。 4.破碎机选用双齿辊破碎机结构简单，工作可靠，生产能力大，破碎过程粉尘量少等优点。主要缺点是机齿磨损严重，应选用中碳合金钢制造的齿圈或齿面，以便可以使用硬质合金钢堆焊恢复其磨碎部位。 5.溜槽倾斜布置，避免了物料的垂直下落，提高了溜槽的耐久性。 6.该系统设计了矸石仓不必使用带式输送机时时输送，而采用窄轨矿车在需要时输送，降低成本。采用矿车运输还能有效降低厂房高度，节省土建成本。 7.来煤皮带和主选皮带采用槽形。手选皮带采用平形，增带煤的输送面积有利于手选工人及时发现并拣出矸石。 8.该系统在来煤皮带末端设计安装了除铁器，能有效除去由煤流带入的铁质杂物，防止了铁质杂物对后续工序的进行产生影响。
