济宁运河煤矿是一座年核定生产能力1.1Mt的现代化煤矿，可采煤层为气煤、气肥煤，井田煤层赋存条件复杂多变，煤质易波动。选煤厂原设计工艺为50～13mm无压三产品重介质旋流分选+粗煤泥回收+细煤泥压滤的联合分选工艺。随着煤炭市场及井下开采条件的变化，其工艺改造为0～50mm无压入料三产品重介质旋流器分选+FBS粗煤泥流化床分选机分选+细煤泥压滤的联合分选工艺。

1 重介质工艺存在的问题及解决方案

近年来，随着原煤中细粒级煤含量的增加，采用不脱泥无压入料三产品重介质旋流器分选工艺，分选效率低，各种产品错配物含量较大，严重影响旋流器分选，造成旋流器处理能力下降，分选精度也大大降低，介质消耗升高。

鉴于存在的上述种种问题，运河煤矿运用分级分选浓缩截粗概念，采用原煤预先脱泥工艺，在原煤进入无压入料三产品重介质旋流器前预先脱出煤泥，减少进入重介质分选系统的煤泥量。同时利用FX710水力旋流器分级对预先脱出的煤泥进行分级处理，分级旋流器底流(粗煤泥)进入FBS流化床分选机分选，溢流利用GSZ－7深锥浓缩机对煤泥浓缩回收，然后掺入中煤，增加中煤产率，深锥浓缩机溢流进入浓缩池，由压滤机回收。

2 试验研究

运河煤矿选煤厂小于4mm原煤筛分和浮沉试验结果表明：运河煤矿选煤厂入洗原煤中小于4mm级产率占到40.34%，小于0.5mm级原生煤泥量占入洗原煤量的20.21%，原煤中小于1mm粒级占到28.13%。经插值计算得，小于0.63mm粒级占原煤的22.24%。由于原生煤泥含量大，因此对重介质分选系统的影响大。

从0.15～1mm粒级原生煤泥的可选性曲线图可看出：精煤灰分为8.5%时，精煤产率达83.863%，分选密度1.548kg/L，±0.1含量(去掉+2.0kg/L部分)10.06%，属中等可选性煤;精煤灰分为9%时，精煤产率达85.742%，分选密度1.604kg/L，±0.1含量(去掉+2.0kg/L部分)6.51%，属易选煤;精煤灰分为9.5%时，精煤产率达87.133%，分选密度1.679kg/L，±0.1含量(去掉+2.0kg/L部分)4.12%，属易选煤。

3 工艺流程设计改造

原煤经新增原煤脱泥筛预先脱泥，筛上物进入原WTMC1000/710无压入料三产品重介质旋流器分选，主洗系统工艺及设备不变。脱泥筛喷水主要为原精煤磁选尾矿水，不足部分采用循环水。原煤脱泥筛筛下物入煤泥水桶，该水桶利用原有中煤泥离心液桶改造，增加1台原生煤泥水泵，流量450m³/h，扬程47m，实现变频控制，给入FX710水力旋流器分级。FX710旋流器溢流进入新增深锥浓缩机，分级浓缩旋流器底流自流进入FBS2100分选机，分选机溢流经原精煤泥振动弧形筛、精煤泥离心机脱水后作为精煤产品，底流经原中煤泥弧形筛及后续脱水设备脱水后成为中煤产品。新增的深锥浓缩机作为煤泥水进入浓缩池前的截粗环节，深锥浓缩机入料除了原生煤泥分级旋流器(FX710)溢流外，还有中煤、矸石磁选尾矿水。深锥溢流去浓缩机，深锥底流经渣浆泵打入原中矸煤泥分级旋流器组，溢流去浓缩机，底流经中煤泥弧形筛及下游脱水设备脱水后掺入中煤。

经改造后的流程在生产中取得了较满意的效果：

(1)预先脱除原生煤泥，降低悬浮液黏度，有效提高重介质旋流器分选精度，提高分选效率。

(2)预先脱泥后系统能够最大程度发挥重介旋流器处理能力，提高入洗量，提高人工效率，降低吨煤电耗等。

(3)可以有效降低介耗预先脱泥后，进入重介质分选系统的煤泥量大大降低，分流量减少，脱介筛的效率增高，磁选机回收率大大提升。

(4)新增深锥浓缩机截粗工艺，回收的尾煤泥掺入混煤产品，实现了经济效益最大化。

4 经济效益分析

(1)提产增收。改造后精煤产率提高2%，中煤产率提高3%，煤泥产率减少5%，矸石产率不变。按当前价格计算，选煤厂改造后比改造前每入选1t原煤增加利润9.6元。按选煤厂年入洗量80万t计算，每年增加纯利润768万元。

(2)降低介耗。改造后有效降低了介质损耗。改造前处理量160t/h的介耗为1.5kg/t，改造后处理量提升到180～220t/h，介耗控制在1kg/t左右。介质粉价格按752元/t计算，每年降低介耗带来效益30万元。

(3)降低电耗。选煤厂年入洗量80万t，改造前处理能力为160t/h，完成年入洗任务需要5000h，改造后原煤入洗能力为180～220t/h，则改造后完成年入洗任务需要4444h，改造后节省开机时间556h。根据实际测算，选煤厂实际耗电功率为780kW，工业用电平均按0.7元/(kWh)计算，年节省电费30万元。

5 结语

实践证明，预先脱泥及采用深锥进行截粗回收粗煤泥的技术改造，优化了重介旋流器的分选条件，提高了三产品重介旋流器分选效率，各种产品错配物含量进一步减少，介质消耗降低，产品质量进一步稳定，各产品实现了最佳产率。这表明此次技术改造有效可行，具有良好的社会和经济效益。