4640万吨西山选煤厂初步设计精煤灰分ad≤1050%.doc

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1、华北科技学院毕业设计（论文）2.40Mt/a西山选煤厂初步设计（精煤灰分Ad10.50%）摘要：本次设计为2.40Mt/a的大型矿井型选煤厂。入洗的原煤为柳林矿开采的5#矿、8#矿两种原煤，按固定比例（A矿K1=30%，B矿K2=70%）混合入选，原煤的灰分为30.62% ，属于稍难选煤。设计任务要求精煤产品灰分小于10.50%。精煤产品作为炼焦煤，中煤与煤泥混合外销，矸石外运。 根据原煤的性质及精煤质量要求等,在进行选煤方案比较的基础上，确定出最佳的工艺流程和产品结构。即该厂为重介质选煤厂。经过工艺流程计算、设备选型等，对主厂房和总平面进行布置。同时做出了该厂的经济技术分析。主厂房为混凝土构

2、筑，厂房宽敞，采光率高。总平面布置充分考虑地形因素因地制宜，绿化面积高，有效隔音除尘。为现代化高效选煤厂。关键词:工艺流程；重介质分选；技术经济；选煤厂设计第1 页 共 2 页THE PRELIMINARY DESIGN OF 2.40Mt/a COAL PREPARATION PLANT OF XI SHAN TOWN(THE ASH CUNTENT OF THE WASHED COALBE LESS THAN 10.50%)Abstract: The design is for the large-scale shaft mode coal preparation plant of 2.4

3、0Mt/a. The raw coal to be washed are the A raw coal and the B raw coal of XI SHAN town which are mixed in the fixed proportion of 30:70. The ash content of the raw coal is 30.62%, which makes the coal a little difficult to wash. The task of the design is to make the ash content of the washed coal be

4、 less than 10.50%. And the washed coal will act as coking coal, middlings and sludge will be sold mixedly, and the reject will be carried away. According to the nature of raw coal and the quality request of clean coal, on the basis of the comparison of coal preparation plan, It confirms the optimal

5、technological process and the structure of products. Thats to say, it is the dense medium separation plant. By the calculation of procession and the equipments selection. It arranges the main workshop and the total flat, then analysis on technology and economy. The workshop for concrete building, bu

6、ilding capacious, daylighting rate is high. General layout fully consider terrain factors adjust measures to local conditions, high effective sound insulation, greening area of dust. This is a modernization coal preparation plant.Key words: technological； process； dense medium separation； the analys

7、is on technology and economy； the coal preparation plant design 目录第一章 绪论11.1 设计目的11.2 选煤厂概况1第2章 煤质资料的综合32.1 筛分资料综合和校正32.2 浮沉资料综合和校正92.3 其他煤质资料综合12第三章 煤质资料的分析163.1 煤的筛分、浮沉资料分析163.2煤的可选性18第四章 工艺流程设计224.1 选煤方法确定224.2 工艺流程的制定224.3 选煤方法和分选流程作业的方案比较244.4 工艺流程图（见图4-1）274.5 工艺流程图简介274.6 工艺流程特点27第五章 工艺流程计算29

8、5.1 工艺流程计算的目的、依据和原则305.2 准备作业的计算325.3 主选作业的计算33 5.6 浮选作业计算5.6 平衡表的编制50第六章 工艺设备的选型与计算546.1 工艺设备选型与计算的原则和规定546.2 准备作业设备的选型566.3 主选作业设备的选型606.4 尾煤处理作业设备的选型65 6.5 主要设备一览表69第七章 总平面设计及车间工艺布置717.1 工业场地总平面设计717.2 车间工艺布置727.3 场地运输73第八章 生产辅助设施748.1 设施概况748.2 煤厂技术检查748.3 给排水系统758.4 电气768.5 自动化788.6 检测、计量、保护装置7

9、88.7 生产管理系统及通信798.8 采暖、通风及供热79第九章 建筑结构829.1 地震829.2 工程地质829.3 建筑物及构筑物82第十章 环境保护8310.1 主要污染源和主要污染物8310.2 建厂可能对环境的影响8310.3 设计采用的环境标准8310.4 污染物的处理方法8310.5 消防工业卫生8510.6 节能措施综述88第十一章 技术经济8911.1 劳动定员的编制8911.2 劳动制度90第十二章 结论91第十三章 外文翻译参考文献92致谢93第3 页 共 3 页 第一章 绪论煤炭是我国的基础能源和重要原料，在国民经济中占有重要的战略地位。我国能源资源赋存特点是富煤、

10、贫油、少气，这决定了在今后较长时期内，煤炭仍将是中国的主要能源。2012年全国煤炭产量已达到36.6亿吨，国家能源局在2012年发布的煤炭工业发展“十二五”规划提出：到2015年我国煤炭生产能力41亿吨/年。然而，煤炭的大量使用也给生态环境造成了严重的危害，为了能实现可持续发展，国家将推进洁净煤技术产业化的发展。煤炭洗选加工是洁净煤技术的源头，选煤对提高煤炭利用率，减少无效运输，减少燃煤污染物排放等多个方面都具有重要意义。选煤是利用机械加工方法或化学处理方法，清除原煤中的有害杂质，回收伴生矿物，改善煤的质量，为不同用户提供质量合适的煤炭产品及伴生矿物的综合化利用过程。它可以提高煤炭质量，并把它

11、按不同标准分成不同等级，为煤炭合理化利用创造条件。当前，我国原煤的入选比例仍然较低。“十一五”期间，全国选煤厂原煤入选能力由2005年的8.4亿吨增加到2010年的17.6亿吨；原煤入选率由32%增加到51%。然而，与发达国家原煤70%以上的入选率相比仍存在发展空间。提高原煤的入选比例是煤炭工业发展的必然趋势，“十二五”末，我国原煤入选比例将达到65%以上，入选能力达到25亿吨/年，那么加强选煤厂的建设就成了当务之急。设计工作是选煤厂建设的重要环节，选煤厂在建成以后能否获得最大经济效益，设计工作起着决定性作用。1.1 设计目的通过模拟或实际的工程设计实践活动，将所学基础和专业知识系统地应用于工

12、程设计实践，从而使对所学知识得到系统的掌握、应用所学知识分析和解决实际问题的能力得到大幅度提高、实际动手能力得到扎实的强化训练。通过工程设计的实际训练，工程素质和工程设计能力将大大提高，对工程项目完成的全过程有了初步了解。1.2 选煤厂概况该选煤厂属于矿井型选煤厂，设计的能力为入选原煤2.40Mt/a，主要产焦煤和气煤，大部分产品用于冶金。选煤厂的工作制度为330天/年，16小时/天。两班生产，一班检修，原煤的半地下储存、仓前的生产系统和产品装车系统基本为三班生产。开采的1号、2号两种原煤，按固定比例（1号K1=30%，2号K2=70%）混合入选，粒度和密度组成见筛分、小筛分、浮沉和小浮沉试验

13、结果表。第1 页 共 105 页 1.3 设计要求（1）综合煤质资料，得出筛分试验结果综合表、小筛分试验结果综合表、浮沉试验结果综合表和小浮沉试验结果综合表。（2）对煤质资料的综合结果进行校正。（3）对煤质资料进行综合分析。（4）要求精煤灰分10.50%，通过技术经济方案的比较，确定原则流程图。（5）对流程合理性进行论证。第二章 煤质资料的综合煤质资料综合是指将几个矿井或几个煤层的原煤筛分浮沉资料，按照要求的比例、各自的粒度组成和各粒级的浮沉组成，经过计算合并成为一个（或两个）原煤的筛分组成和浮沉组成资料。煤质资料综合的目的是为了掌握综合原煤的特性，绘制粒度特性曲线和可选性曲线，进行工艺流程计

14、算，因此，煤质资料综合工作，是选煤厂设计的基础工作。2.1 筛分资料综合和校正2.1.1 筛分资料综合对原始大筛分资料的数据和结果进行审查，将错误的数据和结果改正过来，然后根据入选比例将所有入选煤层大筛分资料综合成一个结果。当原煤最大粒度大于入选上限，对大于入选上限的煤需要进行破碎后入选时，须对破碎级那部分煤的筛分试验资料进行综合。对于缺少大于入选上限煤的破碎筛分资料时，则假设破碎后的粒度组成与同煤层原煤自然级粒度组成相同，各粒度级灰分用大于入选上限灰分进行校正。综合过程简单叙述如下：对于自然级来说，确定各种煤在入厂（选）原煤中所占的百分数。表中K1=30%，K2=70%, 将各种煤占本种煤的

15、粒度级别分别换算成占入厂（选）原煤的百分数 （2-1）如表2-1-3中第5栏、第8栏。将占全样各个数值按等粒级相加，即得原煤各粒级的含量。如表2-1-3中，综合后各粒度级的灰分用加权平均法算。对于破碎级来说，从表中可以确定破碎级各种煤在入厂原煤中所占的百分数，然后将破碎级资料用同样的方法换算成占入选原煤的百分数进行综合，将自然级和破碎级的数量和灰分进行综合，其结果填入表中。 表2-1-1 A矿原煤筛分试验结果原煤筛分实验结果粒级/mm产物名称占全样/%Ad/%100手选煤0.25 43.80夹矸煤1.64 66.42硫铁矿0.57 80.51矸石0.00 小计2.46 67.44 10050手

16、选煤2.18 43.52夹矸煤1.67 67.03硫铁矿2.05 76.20矸石0.02 63.42小计5.92 61.55 50合计8.38 63.28 5025煤14.10 56.322513煤12.05 44.93136煤21.69 36.3063煤14.73 30.2330.5煤22.08 26.040.50煤6.97 24.17500合计91.62 36.14 毛煤总计100.00 38.42 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫铁矿）97.35 37.37 表2-1-2 B矿原煤筛分试验结果原煤筛分实验结果粒级/mm产物名称占全样/%Ad/%100手选煤夹矸煤硫铁矿1.86 72.

17、60 矸石小计1.86 72.60 10050手选煤2.23 11.32 夹矸煤硫铁矿4.55 64.14 矸石0.14 64.88 小计6.92 47.17 50合计8.78 52.57 5025煤7.12 41.52 2513煤10.46 38.23 136煤12.44 29.79 63煤10.73 24.93 30.5煤35.48 17.22 0.50煤14.99 21.41 500合计91.22 24.84 毛煤总计100.00 27.27 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫铁矿）93.44 24.51 表2-1-3 两种原煤筛分试验结果综合表 原煤筛分实验结果粒级/mm产物名称A矿

18、资料B矿资料综合占全样/%占入料/%Ad/%占全样/%占入料/%Ad/%占入料/%Ad/%100手选煤0.25 0.07 43.80 0.07 43.80 夹矸煤1.64 0.49 66.42 0.49 66.42 硫铁矿0.57 0.17 80.51 1.86 1.30 72.60 1.48 73.52 矸石小计2.46 0.74 67.44 1.86 1.30 72.60 2.04 70.73 10050手选煤2.18 0.65 43.52 2.23 1.56 11.32 2.21 20.83 夹矸煤1.67 0.50 67.03 0.50 67.03 硫铁矿2.05 0.62 76.20

19、 4.55 3.19 64.14 3.80 66.09 矸石0.02 0.01 63.42 0.14 0.10 64.88 0.11 64.79 小计5.92 1.78 61.55 6.92 4.84 47.17 6.62 51.03 50合计8.38 2.51 63.28 8.78 6.15 52.57 8.66 55.67 5025煤14.10 4.23 56.32 7.12 4.98 41.52 9.21 48.31 2513煤12.05 3.61 44.93 10.46 7.32 38.23 10.94 40.44 136煤21.69 6.51 36.30 12.44 8.71 29.

20、79 15.21 32.57 63煤14.73 4.42 30.23 10.73 7.51 24.93 11.93 26.89 30.5煤22.08 6.62 26.04 35.48 24.83 17.22 31.46 19.08 0.50煤6.97 2.09 24.17 14.99 10.49 21.41 12.59 21.87 500合计91.62 27.49 36.14 91.22 63.85 24.84 91.34 28.24 毛煤总计100.00 30.00 38.42 100.00 70.00 27.27 100.00 30.62 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫铁矿）97.3

21、529.2137.3793.4465.4124.5194.6228.48第 97 页 共 104 页 表2-1-4 A矿原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表 原煤破碎级与自然及筛分试验结果综合表粒 级/mm自然级破碎级综合占本级/%占本资料/%Ad/%占本级/%占本资料/%Ad/%占本资料/%Ad/%502515.39 14.10 56.32 63.87 5.35 66.18 19.45 59.03 251313.15 12.05 44.93 16.40 1.37 62.22 13.42 46.70 13623.67 21.69 36.30 8.80 0.74 57.31 22.43 36.9

22、9 6316.08 14.73 30.23 4.53 0.38 53.04 15.11 30.80 30.524.10 22.08 26.04 4.40 0.37 47.61 22.45 26.39 0.507.61 6.97 24.17 2.00 0.17 40.66 7.14 24.56 合计100.00 91.62 36.14 100.00 8.38 62.83 100.00 38.38 表2-1-5 B矿原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表 原煤破碎级与自然及筛分试验结果综合表粒 级/mm自然级破碎级综合占本级/%占本资料/%Ad/%占本级/%占本资料/%Ad/%占本资料/%Ad/%5

23、0257.81 7.12 41.52 7.81 0.69 69.25 7.81 43.96 251311.47 10.46 38.23 11.47 1.01 65.96 11.47 40.67 13613.64 12.44 29.79 13.64 1.20 57.52 13.64 32.23 6311.76 10.73 24.93 11.76 1.03 52.66 11.76 27.37 30.538.89 35.48 17.22 38.89 3.42 44.95 38.89 19.66 0.5016.44 14.99 21.41 16.44 1.44 49.14 16.44 23.85 合计

24、100.00 91.22 24.84 100.00 8.78 52.57 100.00 27.27 表2-1-6 两种原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表原煤筛分实验综合表A矿资料B矿资料综合粒级/mm占本级/%Ad/%占本级/%Ad/%占全样/%Ad/%502563.87 66.18 7.81 69.25 24.07 67.02 251316.40 62.22 11.47 65.96 12.90 64.71 1368.80 57.31 13.64 57.52 12.23 57.61 634.53 53.04 11.76 52.66 9.66 52.84 30.54.40 47.61 38.

25、89 44.95 28.88 45.20 0.502.00 40.66 16.44 49.14 12.25 48.87 合计100.00 62.83 100.00 52.57 100.00 55.67 表2-1-7 原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表 筛分试验结果综合表自然级破碎级综合粒级/mm占入选/%灰分/%占入选/%灰分/%占入选/%灰分/%50259.21 48.31 2.09 67.02 11.30 51.81 251310.94 40.44 1.12 64.71 12.05 42.70 13615.21 32.57 1.06 57.61 16.27 34.20 6311.93 2

26、6.89 0.84 52.84 12.77 28.59 30.531.46 19.08 2.50 45.20 33.96 20.99 0.5012.59 21.87 1.06 48.87 13.65 23.96 合计91.34 28.24 8.66 55.67 100.00 30.62 此表为A矿和B矿自然级，破碎级综合表，表中占入选计算为各矿占资料比例乘以该矿K的比例，然后两矿相加得出，最终综合结果灰分为加权平均得出。2.1.2 筛分资料校正筛分资料的校正是以前筛分实验前煤样的总灰分为基准，来校正筛分后个粒级的灰分。即=A0-A式中 灰分校正系数，此值可正可负，%； A0 筛分前总灰分，%；

27、 A筛分后各粒级综合灰分，%。将灰分差值与各粒级的灰分相加，即得各粒级校正后的灰分，从而使实验前后的灰分在数值上完全一致。煤粉小筛分实验资料灰分的校正方法同上2.2 浮沉资料综合和校正2.2.1 浮沉资料综合浮沉试验资料综合的原则与方法和筛分资料相似，是按等密度级综合的原则进行。表2-2-1 A矿原煤500.5mm粒级浮沉试验综合表 500.5mm原煤浮沉试验综合表密度级产率/%占入选/%灰分/%2.0032.20 8.81 71.17 合计100.00 27.36 40.01 表2-2-2 B矿原煤500.5mm粒级浮沉试验综合表 500.5mm原煤浮沉试验综合表密度级产率/%占入选/%灰分

28、/%2.0018.37 10.20 69.86 合计100.00 58.65 21.69 表2-2-3 两种原煤500.5mm级浮沉试验综合表 500.5mm原煤浮沉实验综合表A矿资料B矿资料合计密度级占本层/%占（入选）全样/%灰分/%占本层/%占（入选）全样/%灰分/%占（入选）全样/%灰分/%2.0032.20 8.81 71.17 18.37 10.20 69.86 24.38 70.46 合计100.00 27.36 40.01 100.00 58.65 21.69 86.35 31.67 2.2.2 浮沉资料校正浮沉资料的校正通常用调出量法。校正的基准为筛分综合表中的相应粒级综合校

29、正灰分值为准。注意煤泥灰分不校正，则式中 灰分校正系数，此值可正、可负，% 筛分表中参加浮沉各粒级的综合校正灰分减去综合浮沉表中 浮沉煤泥的灰分，% 综合浮沉表中各密度级累计灰分（去泥），%校正前后的灰分仍为除去浮沉煤泥的灰分，但其方法假定各密度级灰分不变，调整各密度级质量百分数。（1）+1.8gcm-3密度级质量百分数增加x%，同时相应减少-1.8gcm-3密度级的质量百分数x%，其总质量百分数仍为100%。增减x%后，建立新的平衡关系如下化简后，得： （2-2）式中 x校正值， 筛分表中参加浮沉各粒级的综合校正灰分减去综合浮沉表中浮沉煤 泥的灰分，% 综合浮沉表中各密度级累计灰分（去泥），

30、% +1.8gcm-3密度级灰分，% -1.8gcm-3密度级灰分，%（2）按校正值x将大于+1.8gcm-3和-1.8gcm-3密度级的质量百分数进行调整。考虑到x应按比例分配到+1.8gcm-3和-1.8gcm-3各密度级中去则有： （2-3）式中分别为+1.8gcm-3密度级调整后和调整前的质量百分数，%； 分别为-1.8gcm-3密度级调整后和调整前的质量百分数，%。如果+1.8gcm-3密度级别中，不止一个密度级，也参照-1.8gcm-3密度级的算法。2.3 其他煤质资料综合煤的其他资料是指煤泥筛分试验、煤泥浮沉试验以及煤泥浮选试验等。根据所给的原始资料，我们可以分析煤泥筛分试验、煤

31、泥浮沉试验。2.3.1 煤泥筛分试验资料综合和校正小筛分综合和校正方法和大筛分综合和校正方法相同。表2-3-1 A矿原生煤泥筛分试验结果原生煤泥小筛分试验报告表粒级mm产率/%占入选/%灰分/%灰分(校正)/%0.2534.28 1.85 22.64 23.43 0.250.12535.89 1.93 22.33 23.12 0.1250.07515.13 0.81 24.97 25.76 0.0750.04511.13 0.60 29.19 29.98 0.0453.57 0.19 33.50 34.29 合计100.00 5.38 24.00 24.79 表2-3-2 B矿原生煤泥筛分试验

32、结果 原生煤泥小筛分试验报告表粒级mm产率/%占入选/%灰分/%灰分(校正)/%0.2517.10 0.72 33.97 39.99 0.250.12527.23 1.15 36.89 42.91 0.1250.07532.20 1.36 35.48 41.50 0.0750.04510.72 0.45 30.37 36.39 0.04512.75 0.54 28.00 34.02 合计100.00 4.22 34.1040.13 表2-3-3 两种原生煤泥-0.5mm级筛分试验结果综合表 0.5-0筛分资料综合表A矿资料B矿资料综合粒级mm占本级/%占（入选）全样/%灰分/%占本级/%占（入

33、选）全样/%灰分/%占（入选）全样/%灰分/%0.50.2542.19 0.88 23.44 33.33 3.50 20.87 4.74 23.41 0.250.12530.92 0.65 24.10 35.33 3.71 17.16 4.73 20.28 0.1250.07514.96 0.31 24.82 19.00 1.99 24.88 2.51 27.05 0.0750.0456.96 0.15 25.80 10.00 1.05 29.44 1.30 31.23 0.0454.97 0.10 26.57 2.33 0.24 30.81 0.37 31.46 合计100.00 2.09

34、24.17 100.00 10.49 21.41 13.65 23.96 2.3.2 煤泥浮沉试验资料综合及校正小浮沉综合和校正方法和大浮沉综合和校正方法相同。表2-3-4 A矿-0.5mm原生煤泥浮沉试验结果 -0.5mm原生煤泥浮沉试验综合表密度级产率/%产率(校正)/%占入选(校正)/%灰分/%2.0018.78 19.82 1.07 76.08 合计100.00 100.00 5.38 24.79 表2-3-5 B矿-0.5mm原生煤泥浮沉试验结果 -0.5mm原生煤泥浮沉试验综合表密度级产率/%产率(校正)/%占入选(校正)/%灰分/%1.303.22 2.12 0.09 7.76

35、1.30-1.409.37 6.19 0.26 8.11 1.40-1.5022.35 14.76 0.62 9.94 1.50-1.6017.79 11.75 0.50 13.05 +1.6047.28 65.18 2.75 55.94 合计100.00 100.00 4.22 40.13 表2-3-6 两种原生煤泥-0.5mm级浮沉试验结果综合表 0.50mm浮沉实验综合表A矿资料B矿资料合计0.5-00.5-00.5-0密度级占本层/%占（入选）全样/%灰分/%占本层/%占（入选）全样/%灰分/%占（入选）全样/%灰分/%1.8013.93 0.29 70.67 20.33 2.13 74.86 3.08 74.43 合计100.00 2.09 24.17 100.00 10.49 21.41 13.65 23.96 第三章 煤质资料的分析及工艺流程的制定煤质资料的分析与研究的目的，是为了进一步了解煤的内在特性和制定选煤流程。煤质资料分析的内容包括煤的物理性质、化学性质、筛分和浮沉资料、可选性等。