高含水低品质煤炭煤质特性及提质工艺研究

高含水低品质煤炭煤质特性及提质工艺研究

孔令钦

兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿调度室（煤场） 新疆维吾尔族自治区 831100

摘要：中国是世界上煤炭资源最大的生产国和消费国。2020年全年能源消费总量为48.8亿吨标准煤，煤炭消费占能源消费总量的56.8%。中国主要消耗煤炭资源的能源结构还不会有很长时间的变化。当前，智能光电分离、复合干燥分离、干介质流化床等技术在干碳制备中的应用较为成熟。基于该技术的复合干燥分离器由于干燥碳处理技术的突出优势，在干燥碳处理领域占据了领先地位。本文主要论述了洪涝煤和劣质煤的质量特点及升级技术研究3。

关键词：干选；高含水低品质煤；复合式；混合入选

引言

试验煤矿地质资源储量丰富，属半干旱大陆性气候，主要销售产品为灰分要求低于8%的褐煤，而褐煤具有易风化、易泥化的特性，因此不适合用湿法工艺。针对该高含水低品质动力煤，本文对其进行了原煤资料分析，相应的，根据筛分化验以及浮沉资料结果进行方案设计，从设备分选结果的比较中得出最佳分选方案，为满足该工艺的产品要求提供了可行性。

逆流式磁选机分1、逆流式磁选机分选原理

所选矿物主要是尾矿和粗精矿，主要适用于粒径较小、磁性较强的矿物。当矿物供应进入磁选机时，可通过进料口均匀进入油箱体。该部分有圆弧凸度，这样可以确保进料后整个磁场的方向一致，从而使矿石悬浮中的磁性颗粒能够吸附到磁鼓中。在整个分离过程中，磁性粒子在磁场作用下聚集在矿物悬浮体中，从而形成磁流或磁群。这些集料在磁场力条件下移动到磁极，最终吸附到鼓中。当鼓开始旋转时，鼓中吸附的粒子形成运动状态。与磁性粒子混合的非磁性粒子由于其磁性较弱而在旋转过程中落入尾矿中。反之，在自身重力、旋转离心力和水冲击作用下，当鼓旋转到磁场相对较弱的位置时，吸附在鼓中的强磁性粒子可能会落入精矿池。

2、煤质在线检测技术应用分析

煤质检测主要内容包括有水分、灰分、固定碳以及发热量等指标，同时随着环境保护重视程度的不断提升，对煤质中硫元素的检测需求也不断增加[1-2]。煤质在线检测技术相对于传统的煤质化学分析而言，流程更为简单，检测过程中无采、制、化等工序，从而可实现快速、实时煤质分析[3-4]。现阶段常用的煤质在线检测技术有核辐射法(有源)以及微波法（无源）。煤中灰分检测一般采用核辐射法具有可细分为β射线反散射、高能γ射线湮没辐射、低能γ射线反散射、瞬发γ射线中子活化分析等技术方法，除去瞬发γ射线中子活化分析在现阶段煤质分析应用较为普遍外，其余的检测方法在测量误差大、工业化应用条件苛刻等因素影响下，应用并不广泛。核辐射法应用过程中存在的最大问题是对人体有一定伤害，因此现阶段煤质在线检测中应用最为广泛的为无源检测技术。文中对现阶段煤质在线检测技术发展以及现场应用情况进行阐述，以期能在一定程度上提升煤质在线检测技术发展以及应用。

2.1天然γ射线测量法应用分析

天然γ射线测量法应用过程中不需要使用放射源，通过对煤体中原有的天然性放射源产生的γ射线进行计数即可确定煤体中灰分含量。针对特定的煤种该技术方法可满足在线检测需要，但是基于该技术方法研发的检测设备往往价格昂贵，经济性较差。现场应用过程中由于煤体中核元素含量较低，在对γ射线检测时容易受外界环境影响，从而导致煤体中灰分测量结果精准度偏低。特别是煤体中灰分主要为Al、Ca、Si以及Fe等元素氧化物时，由于γ射线与上述元素间无直接联系，从而使得天然γ射线测量法获取到的煤体灰分测量精度偏低。因此，天然γ射线测量法现场应用具有较大的局限性，仅适用含有较高放射性物质的煤体。

2.2NIR法应用分析

NIR法是通过对煤体漫反射产生的光谱进行分析从而实现对煤质检测。由于是通过合频吸收或者倍频检测，从而导致NIR法测量精度偏低，要求检测的某项成分含量占比应在0.1%以上；同时NIR法获取到的漫反射信号一般较弱，因此对探测设备有较高要求，加之近红外光谱含有的信息繁杂，需要采用专用的计量学方法提取相关信息、构建分析模型方可实现对测定结果定量分析；现阶段NIR法采用的近红外光谱可直接对煤体中硫分、水分以及挥发分等进行检测，但是无法对煤体中灰分进行直接测定，需要利用挥发分与灰分间关系对灰分含量进行测定。现阶段基于NIR法煤质在线检测技术仍处于初级阶段，具体工业应用仍需要进一步研究。由于NIR法具有无污染、不消耗试剂、在线检测等优点，是后续煤质在线检测重要的技术手段。

2.3XRF法

XRF法适用于对分具有较大原子序数的元素，对原子序数较小的轻元素不适应，同时该方法测定结果精准度、灵敏度等均较差，对被检测的煤样样品有较高要求。需要采用专用系统对煤样进行预先处理，处理后的煤样粒度应在0.2mm以下。现阶段基于XRF法研制的检测设备往往价格昂贵、体积庞大、结构复杂。XRF法在美国等西方发达国家中对煤质在线检测有工业应用，但是国内相关检测装置仍在研发阶段，未见相关工业应用报道。

3、原煤煤质提升

3.1加大采掘头面煤质管理

建立健全矿井煤质管理体系,从源头上提高原煤煤质，全过程管控煤质。煤质巡查员要深入生产一线，三班不定期检查，超前谋划。采掘工作面坚持少割顶、底砟，采掘头面过地质特殊构造带处，通过对施工现场煤质情况、断层分析，制定专项措施干预（如放震动炮），降低原煤含矸率，提升原煤成块率。煤矸实行分仓分运管理，为处理在不宜设置充填巷区域范围内的矸石，利用井下煤仓、矸石仓，实行煤矸分仓分运。煤矸分仓分运工艺，通过矿井调度指挥中心，协调各采掘工作面出煤（砟）时间，各头面产生的矸石利用现有煤仓缓冲，实现矸石不进煤流，做到煤矸分离。为保证矸石不经过洗煤系统，创新设计了运矸联巷，让矸石直接进入矿井矸石仓，从而提高筛混煤煤质。

3.2强化煤质化验设备器管理

为了确保煤质化验的精确度，则需要强化煤质化验设备管理工作，具体做好以下几个方面的工作：①选择精确度高的设备。如今，随着科学技术的发展，煤质化验设备琳琅满目，然而并非所有先进设备具有的稳定性、精确度就高。因此，在化验设备选购过程中，最好结合实际情况进行合理选择，做好相关调研工作，多听、多问、多想，提防购进效率低、稳定性差设备。②加强设备日常维保。煤质化验人员要严格按照规范和标准进行操作，并对设备是否完好进行检查，而且在实际工作中，严禁带病或超负荷运转，严禁非操作人员操作。如果化验结束后，要做好设备记录的填写工作，并定期进行维护保养。在设备运行阶段，如果发现其可能存在问题，则需要停止使用，并上报进行维修。在日常工作阶段，化验人员最好结合有关规范和标准来检查设备运行情况，以保证煤质化验的精确度。

结束语

对原煤而言，相应磁性物质的回收率随着原煤质量浓度和粘度的变化而发生很大变化，随着质量浓度和粘度的增加，相应磁性物质的回收率首先降低，即分离效果首先提高，然后恶化；但是，随着饲料中磁性物质含量的增加，相应磁性物质的回收率降低，即分离效果恶化。因此，在实际分离生产中，根据原煤的不同质量，可以选择浓度、粘度和磁性物质含量最高的进料参数，从而获得最佳分离效果。

参考文献：

［1］王旭哲,吕春晓,吴万昌.复合式干选机床面颗粒运动状态分析［J］.选煤技术,2015(1):17-19,23.

［2］陈建强,常博,刘昆轮,等.煤炭干法分选技术应用与展望［J］.煤炭加工与综合利用,2021(6):24-28.

［3］辛绍磊,马文伟.干法选煤技术在选煤厂的应用及局限性［J］.煤炭加工与综合利用,2020(9):17-19,23.

［4］李志刚.干法选煤技术的发展与应用研究［J］.产业科技创新,2020,2(14):41-42.

［5］许金禄,胡维基,刘广龙,等.复合式干法选煤技术的应用［J］.煤矿开采,2020(S2):99-100.