1、淮南矿业集团潘三矿选煤厂技术改造初步设计说明书毕业设计淮南矿业集团潘三矿选煤厂技术改造初步设计说明书煤炭工业太原设计研究院二五年五月淮南矿业集团潘三矿选煤厂技术改造初步设计说明书工程编号：C2165工程规模：a（净增a）院 长： 总工程师： 项目负责人： 煤炭工业太原设计研究院二五年五月附 录1:机电设备目录附 录2:概算书前 言一、项目背景潘三矿选煤厂是隶属于淮南矿业集团潘三矿的矿井型动力煤选煤厂。随着潘三矿井高定位技改的进行，矿井生产能力将由此刻的300万吨/年提高到500万吨/年，而且随着井下采区的延伸，原煤灰分慢慢增高，此刻的选煤厂诸多生产环节不能知足生产需要，必需进行改造。我院于20
2、05年元月在淮南矿业集团组织的潘三矿选煤厂技术改造工程总承包招议标工作中一举中标，并于2005年3月完成了可行性研究报告的编制工作。依照集团公司可行性研究报告审查会议记要精神，咱们完成了本次初步设计编制工作。二、厂区概况一、厂区位置与交通潘三矿位于安徽省淮南市淮河北岸潘集区。潘集煤田位于安徽省凤台县东北，明龙山南，淮河以北与淮南煤矿（老区）隔河相望。南距凤台县城6Km，东距田家庵25Km。矿区走向为南东-北西，长25Km，宽8Km，面积200Km2，选煤厂位于矿井工业广场内。矿井东部有自凤台县城经潘集至陶王寨（泥河）的公路，临近西部约有凤（台）蒙（城）公路。自井田中央向东可通潘集一矿，南行达淮
3、南与淮南铁线路相接连通全国，淮阜铁路通过矿井南缘，南10Km接淮河水运，水陆交通十分便利。二、厂区地理概况本区地处淮河冲积平原之上，地形平坦，地面标高+20-+23m，地形西北略高，东南稍低。淮河为临近本区的要紧河流，流经淮南时，一样水位标高为+，历史最高洪水水位标高为+，堤面标高+，可防洪患。其支流泥河自西北向东南斜卧于矿区中部之上，雨季矿井东南部的泥河西岸低洼地带常常形成短时刻的内涝积水，顾高新河及人工沟渠可作为排泄雨水和浇灌农田之用。3、气象及地震概况潘三矿所在地域属过渡带气候，季节性明显，年均气温,两极气温别离为和；全年一样春天多东南及东风，秋季多东南及东北风，风速一样为s，平均3m/
4、s；年平均降雨量，最大，雨期多集中在六、7、8三个月；雪期一样在每一年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪量为16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。依照中华人民共和国建设部与国家质量监督查验检疫总局2001年7月20日公布、2002年1月1日正式实施的建筑抗震设计标准规定，该地域地震烈度为7度。三、设计依据和范围一、设计依据(1)潘三矿选煤厂高定位技改资料。(2)潘三矿选煤厂提供的筛分浮沉资料、小筛分、小浮沉资料及补充资料。(3)我院所作潘三矿选煤厂技改招标书。(4)我院所作潘三矿选煤厂技术改造可行性研究报告。(5)潘三矿选煤厂技术改造可行性研究报告初步审查会议记要。(6)潘三矿选煤厂技术改造
5、可行性研究报告审查会议记要。(7)选煤院所作的潘三矿选煤厂设计及技改相关资料。(8)国家及原煤炭工业部颁发的有关规程、标准等。二、设计范围本次设计范围是：从矿井主井箕斗仓下给煤机起至产品装车外运的全数生产及辅助生产系统。设计改造工程包括：主井箕斗仓下、预备车间、入洗缓冲仓、筛分车间、块煤车间、未煤车间、浓缩车间及泵房、装车系统、压滤煤泥落地栈桥，完善生产系统的采暖、消防、照明等。设计新增部份包括：20万吨储煤场，直径为18米的入洗原煤缓冲仓，事故浓缩机及泵房，压滤车间，块矸石仓及栈桥，介质制备车间，机修间，材料库。 四、选煤厂生产现状及存在问题一、现有生产情形简述潘三矿现有选煤厂设计处置能力为
6、300万吨/年，选煤方式为块煤重介斜轮分选，末煤有压两产品重介旋流器分选，粗煤泥离心机回收，细煤泥压滤机回收的联合工艺流程。矿井来煤第一在预备车间经70mm分级，+70mm手选出特大块煤，-70mm原煤进入筛分车间或进入原煤缓冲仓。筛分车间设置13mm分级筛，筛上块原煤进入块煤车间分选，筛下末原煤经脱粉机脱粉后进入末煤车间分选，脱粉机脱除的-1mm粉煤掺入洗后产品中。块煤车间设置两套重介斜轮分选机，分选出块精煤和块矸石，块矸石经脱介筛脱介后进入块矸石仓。块精煤进入双层脱介筛脱介并分级，5013mm块精煤与末煤车间洗后产品一路装入末煤仓，+50mm大块精煤直接装入块精煤仓或破碎后与5013mm块
7、精煤一路装仓。精煤脱介筛下合格介质分流一部份与精煤稀介、矸石稀介一路进入磁选机回收。磁选尾矿经分级浓缩旋流器浓缩后，底流入高频筛回收粗煤泥，其筛上物掺入洗后产品。细煤泥进入块煤浓缩系统。末原煤经脱泥后进入有压两产品重介旋流器，分选出精煤、矸石两种产品，并进入各自的脱介筛。矸石脱介后直接装入末矸石仓。精煤脱介后经离心机脱水作为洗后产品装仓。精煤脱介筛下合格介分流一部份与精煤稀介、矸石稀介一路进入磁选机回收。磁选尾矿经分级浓缩旋流器浓缩后到高频筛回收粗煤泥，再经煤泥离心机脱水后掺入洗后产品。细煤泥进入末煤浓缩系统。块煤浓缩机与末煤浓缩机溢流作为循环水别离进入各自系统循环利用。底流进入压滤车间，压滤
8、机回收的细煤泥进入煤泥堆放场地或掺入洗后产品装仓，滤液返回浓缩系统进一步澄清净化作为清水利用。二、存在的要紧问题A.随着矿井生产能力提高，选煤厂无法与矿井生产能力相匹配。B.随着井下采区的延伸原煤灰分慢慢增高，且尔后几年仍有持续增高的趋势，加上市场对产品质量要求愈来愈严，造成煤炭销售困难。C.现有块煤车间设备老化，故障率高，且配件不易购买，阻碍选煤厂正常生产。D.原煤仓缓冲储量不足，限制了矿井的生产。E.煤泥回收能力严峻不足，造成洗水浓度太高，煤泥不能有效回收，阻碍全厂正常生产。F.全厂在线测控系统不完善，阻碍选煤厂自动化高效生产目标的实现。G.选煤厂的消防、供热等辅助生产系统不完善。H.原有
9、矸石仓容量小，且运输方式单一。G.末煤重介车间投产后生产能力一直没有达到设计能力，致使入洗比例偏低，阻碍最终产品灰分，无法知足要求。五、技术改造的必要性及意义一、技术改造的必要性潘三矿井生产能力提高，选煤厂现有生产能力不能知足要求，这是选煤厂需要技术改造的直接缘故。另外，原煤缓冲能力不足专门大程度上限制了矿井生产；全厂消防、采暖等辅助生产系统的不完善，直接阻碍到选煤厂现实高产高效的生产目标。随着煤炭市场的好转，市场需求量增大，价钱升高，为煤炭企业提供了极好的进展、壮大自身的外部条件。同时也向煤炭企业自身提出了治理水平、生产能力上的更高要求。但是潘三矿选煤厂现存的各类问题大大制约了选煤厂乃至矿井
10、生产能力的提升和自动化水平的提高。因此，对潘三矿选煤厂进行全面改造，使之成为一座高产、高效、生产治理高度自动化的现代化选煤厂是很必要的。二、技术改造的意义选煤厂通过技术改造，达到以下目的：A.原煤处置能力达到500万吨/年。B.新建20万吨矿井储煤场，增加矿井原煤直接落地、储煤场原煤返煤入洗、洗原煤落地及返煤装车功能，保证矿井和选煤厂正常生产，并为原煤地销提供方便条件。C.新建一座原煤缓冲仓及相应返煤入洗设施，以解决现有缓冲能力不足的问题。D.通过技改后，解决了煤泥回收系统处置能力不足的问题。E.通过技术改造，完善各类检测、计量等自动操纵系统，使治理加倍科学化、现代化。F.完善介质制备、厂区采
11、暖等辅助生产设施。G.技术改造后，矸石仓容量达到实际生产要求，且外运方式更合理。潘三矿选煤厂的技改有以下有利条件：（1）所有的地面生产系统已形成了一套完整的系统。（2）现有块煤主厂房内分为两个相对独立的生产系统，改造时只需将其中一套系统拆除，待改造完成后再对另外一套进行改造。如此可不能对选煤厂正常生产造成阻碍。（3）现有末煤主厂房为2003新建投产，此刻运行状况良好。通过计算，只需对必要设备进行改造，并调整其分选上限和入洗比例即可知足全厂生产合格精煤产品的要求。（4）改造进程中，可充分利用现有的设备。咱们以为潘三矿选煤厂技术改造是超级必要的，而且通过精心优化的方案设计也是合理可行的。六、工程设
12、计简述(1)潘三矿选煤厂为矿井型选煤厂，技术改造后生产能力为500万吨/年，产品煤灰分2428，Mt8%，粒度25mm，发烧量50005400kcal/kg要紧作为动力煤销售，同时留有出25mm大块精煤的可能。(2)选煤工艺：15013mm块原煤采纳重介浅槽分选；130. 5mm末原煤采纳有压两产品重介旋流器分选；粗煤泥浓缩后采纳高频筛回收；细煤泥采纳压滤机回收的联合工艺流程。(3)设备选型：符合简化高效，技术先进靠得住的原那么。(4)完善全厂照明、消防、采暖系统。(5)依照工艺要求校核全厂运输设备能力并作出相应改造以知足选煤厂500万吨/年的生产能力要求。(6)重介系统采纳介质密度自动操纵，
13、具有手腕先进、调剂快捷、精准度及自动化高的特点。(7)选煤厂设计总投资：建设项目总造价为万元（储煤场造价万元，选煤厂造价万元）其中：土建工程万元；占总投资的%设备及工器具购买万元；占总投资的%安装工程万元；占总投资的%工程建设其他费用万元；占总投资的%大体预备费万元；占总投资的%建设期贷款利息万元；占总投资的%本次设计投资概算除重介质浅槽分选机之外，全数按国产设备考虑。如将如下设备变成引进设备那么总投资增加万元，现在全厂总投资为万元。国产改成引进设备目录序号设备名称主要技术规格选用台数1块煤脱泥筛直线筛 F= 筛孔3mm12精煤脱介筛直线筛 F=18m2 筛孔 合介：、稀介：1mm13矸石脱介
14、筛直线筛 F=18m2 筛孔 合介：、稀介：1mm14磁选机HMDA-69142743(双筒并联) N=24Kw15块粗煤泥回收高频筛高频筛 F= 筛缝：16压滤机APN18S6 F=208m247末粗煤泥回收高频筛高频筛 F= 筛缝：1第一章 原料煤基地概况一、煤层特点本井田煤系地层为石炭系和二叠系。二叠系山西组与上、下石盒子组为要紧含煤层段。井田内含煤层段总厚度约717米，含煤35层，煤层总厚度米。可采煤层14层，煤层厚度米。其中，13-一、11-二、8煤层为稳固煤层，厚度米，占36%，为要紧开采煤层，矿井达到500万吨/年规模后，三层煤开采比例为48：21：31。各煤层特点表见表1-1。
15、表1-1 可采煤层情形统计表煤层名称煤层厚度（米）最大最小/平均顶板岩性底板岩性断层密度可采性13-1煤层粉细砂岩、砂质泥岩、泥岩砂质泥岩及泥岩条/Km2全区可采11-2煤层中细砂岩砂质泥岩砂质泥岩及泥岩条/Km2大部可采8煤层砂质泥岩及中细砂岩泥岩及砂质泥岩条/Km2基本全区可采二、生产矿井及其储量、生产能力和效劳年限潘三矿井开拓方式采纳立井、集中大巷和分区石门开拓。全井田共划分两个水平开拓：一水平标高-650m，下山采至-730m；二水平标高-855m，下山采至-1000m，两水平均采纳走向长壁采煤方式。主井井筒内布置有两套16t双箕斗，提升能力为万吨/年。矿井可采储量61345万吨，改造
16、后矿井提升能力为500万吨/年，效劳年限为年，其中一水平以上为年，二水平为年。矿井设计工作制度为每一年生产350天，天天三班作业，其中两班生产一班检修，日净提升时刻为18小时。第二章 建设规模及工作制度一、建设规模选煤厂设计能力为a。天天处置原煤14286吨，小时处置能力吨。二、工作制度选煤厂设计工作制度为：每一年工作350天，天天两班生产16小时，全年生产5600小时。三、效劳年限选煤厂效劳年限与矿井相同，为年。第三章 选煤工艺第一节 煤质特点及其可选性一、煤质特点一、煤的物理性质各层原煤堆密度一样小于，有个别略大于，静止角在3339之间，其磨擦角在2738之间，原煤水分小于7%。物理性质见
17、表3-1-1。表3-1-1 物理性质真密度堆密度静止角磨擦角+13mm-13mm合计二、煤的化学性质潘三矿原煤牌号为气肥煤1/3焦煤，灰分在%之间，平均灰分%，属高灰煤；硫分小于%，属低硫煤；磷含量小于%，属低磷煤；挥发分在%43%之间，末原煤发烧量4950kcal/kg；灰熔点T一、T二、T3均大于1500，灰分成份CaO含量在%之间，平均在2%左右，是较好的动力用煤。二、煤的可选性一、资料来源本次设计所依据的资料主若是由潘三矿选煤厂所提供的筛分、浮沉实验报告，另外参考了临近的潘一矿选煤厂的月综合伙料。二、煤质资料及代表性评述为配合本次设计，潘三矿选煤厂提供的为该厂月综合伙料，另外参考潘一矿
18、的月综合伙料进行了必要调整，其大体代表了潘三矿选煤厂此刻的煤质状况。但考虑到随着井下采区的延伸，原煤灰分逐年增高，需对原煤灰分进行进一步伐整，即将原煤灰分调整至%。3、原煤可选性评述A 筛分资料分析入洗原煤筛分实验报告见表3-1-2表3-1-2 入洗原煤筛分实验报告表粒级mm产品名称数质量灰分%占全样 %筛上累计 %150-80煤 夹矸煤 矸石 小计 80-50煤 50-25煤 25-13煤 13-6煤 6-3煤 煤 煤 总计 筛分资料分析如下：（1）原煤灰分%，为高灰原煤。（2）各级灰分随粒度的降低有慢慢下降的趋势但增加量不大，各粒级灰分较接近。（3）粉末煤含量大，-13mm级的产率占到%。
19、（4）原生煤泥含量高，为%，灰分为%，低于原煤灰分。B.浮沉资料分析入洗原煤浮沉实验结果综合见表3-1-3从对原煤各级浮沉综合表的分析中能够得出以下结论：（1）各密度级浮沉组成具有一起特点：密度级产率不高，密度级产率较高，但密度级综合灰分在9%10%之间，说明低密度物基元灰分较高，生产低灰精煤比较困难。（2）密度级产率较低。（3）+高密度物含量较高，且灰分在79%以上，矸石含量高，分选后矸石较纯。（4）末煤浮沉煤泥量大，灰分均低于原煤灰分，说明煤有必然程度的泥化。C.原煤的可选性原煤150-13mm浮沉实验综合见表3-1-4原煤136mm浮沉实验综合见表3-1-5原煤13浮沉实验综合见表3-1
20、-6原煤150-13mm可选性曲线见图3-1-1。原煤13-6mm可选性曲线见图3-1-2。原煤13可选性曲线见图3-1-3。表3-1-4 原煤150-13mm浮沉实验综合表密度级产率灰分浮物累计沉物累计L可选性等级占本级占全样产率灰分产率灰分密度产率kg/l%kg/l% 极难选 极难选 难选 中等可选 易选+ 合计 煤泥 总计 表3-1-5 原煤136mm浮沉实验综合密度级产率灰分浮物累计沉物累计L可选性等级占本级占全样产率灰分产率灰分密度产率kg/l%kg/l% 极难选 极难选 难选 中等可选 易选+ 合计 煤泥 总计 表3-1-6 原煤13浮沉实验综合密度级产率灰分浮物累计沉物累计L可选
21、性等级占本级占全样产率灰分产率灰分密度产率kg/l%kg/l% 极难选 极难选 难选 中等可选 易选+ 合计 煤泥 总计 从表中能够看出：本厂原煤生产一般动力煤产品时，块、末煤理论分选密度均在L之间，可选性均为易选。第二节 产品结构产品煤灰分2428，Mt8%，粒度25mm，发烧量50005400kcal/kg要紧作为动力煤销售；压滤煤泥可单独销售也可掺入动力煤中销售，同时留有出25mm大块精煤的可能。设计的产品结构为：洗大块精煤：灰分，水分8%。 一般动力煤：灰分2428，水分8%。第三节 选煤方式、分选粒级及工艺流程一、选煤方式针对本厂入洗原煤的如下特点：一、粉末煤含量大，-13mm级的产
22、率占到%；二、顶底板岩性以泥岩和砂质泥岩为主，均易泥化；3、原煤灰分%，为高灰原煤。同时考虑现有设施状况，末煤分选系统已经形成，运行状况良好。故设计推荐选煤工艺为：15013mm块原煤采纳重介浅槽分选；13末原煤采纳有压两产品重介旋流器分选；粗煤泥浓缩后采纳高频筛回收；细煤泥采纳压滤机回收的联合工艺流程。一、15013mm原煤的处置采纳重介质浅槽分选适合块煤分选的方式有：动筛跳汰机分选、螺旋滚筒和重介质块煤分选。动筛跳汰机分选块煤有很多优势：处置能力大、排矸精度高、循环水量少、洗水自成闭路、生产本钱低廉。但它只适用于初步排矸环节，关于块煤精选不适用，而且其有效分选下限高于浅槽分选机的有效分选下
23、限。考虑本次技改实际情形，末煤不能全数入洗，因此要求块煤分选精度高，产品灰分低，因此动筛跳汰机不能知足生产要求。螺旋滚筒排矸是一种比较简易的排矸手腕，但其分选精度低、成效差，一样无法知足本厂生产要求。重介质块煤分选机有重介立轮、重介斜轮和重介质浅槽分选机等。重介质浅槽分选机与其它两种分选方式相较具有处置能力大、设备简单、运转平稳、便于保护等特点。因此，本次设计采纳重介质浅槽分选机分选15013mm块煤。二、煤泥水处置系统目前潘三矿选煤厂现有块、末煤系统煤泥水处置均采纳两段回收，粗煤泥用高频筛或煤泥离心机回收后掺入产品中，细煤泥用板框压滤机回收。选煤厂现有500m2板框压滤机5台，目前已不能知足
24、生产需要，随着矿井提升能力的提高，煤泥量必然增加，因此必需对原有细煤泥回收系统进行改造。依照国内外目前有效的煤泥脱水设备利用情形，可供选择的方案有：快速压滤机、加压过滤机、快速压滤机与煤泥沉降离心机配合利用等方案。加压过滤机在布置上存在占用处地大、楼层高等不利因素。另外，加压过滤机动力消耗大、滤液浓度高、维修工作量大，而且关于处置的细煤泥其处置量将大幅度降低，产品水分也将大幅度提高。新型快开式压滤机具有滤液浓度低，固体物回收完全，能耗低，占地面积小，操作治理简单，生产本钱低等优势，适合处置细粒煤泥。经国内很多项选择煤厂利用，取得了中意的成效。煤泥沉降离心机回收下限能够达到，而且回收的煤泥水分较
25、低。可是，沉降离心机的离心液中含有细煤泥不能作为循环水利用，必需用压滤机进一步回收，由于这部份煤泥粒度很细，将致使压滤机处置能力下降，另外沉降离心性能耗较大且维修量大。依照本厂实际情形，粗煤泥已经由高频筛或煤泥离心机回收，细煤泥显然不适合用沉降离心机回收。针对本厂实际情形并依照可行性研究报告审查会议记要精神，咱们就压滤机是不是采纳入口设备作了技术经济比较。比较结果见表3-3-1。表3-3-1 煤泥回收方式技术经济方案比选表说 明设备方案处理能力设备购置及安装工程（万元）土建工程（万元）投资合计(万元)方案一保留原有5台板框压滤机，新建压滤车间选用4台国产快开式压滤机500m2板框 5台F=25
26、0m2快开 4台85+204=120t/h方案二保留原有5台板框压滤机，新建压滤车间选用4台引进快开式压滤机500m2板框 5台APN18S6 4台85+224=128t/h方案三保留3台原有板框压滤机，更换2台为国产快开式压滤机；新建压滤车间选用2台国产快开式压滤机500m2板框 3台F=300m2快开 4台83+254=124t/h从上表中能够看出：方案一对原压滤系统不作任何改造，技改期间不阻碍原有系统正常生产，新建压滤车间选用国产压滤机，投资最少且能够知足生产要求。方案二对原压滤系统不作任何改造，技改期间不阻碍原有系统正常生产，新建压滤车间选用引进压滤机，煤泥处置能力有必然提高，但其投资是三个方案中最高的。方案三除要新建产房外还需将原有压滤系统中有两台板框压滤机改成快开式压滤机，该方案对选煤厂技改期间煤泥回收有必然阻碍，且投资高于方案一。通过以上分析本次设计推荐利用新建压滤车间，选用4台250m2国产快开式膈膜压滤机的方案回收细煤泥。经综合分析并结合选煤厂现状，设计推荐的选煤工艺为：15013mm块原煤采纳重介浅槽分选；13末原煤采纳有压两产品重介旋流
