潔凈煤技術是旨在減少污染和提高效益的煤炭加工、燃燒、轉換和污染控制等新技術的總稱。世界各國都十分重視潔凈煤技術的開發和應用。我國是燒煤大國，70%以上的能源依靠煤炭，大力發展潔凈煤技術有更重要意義。潔凈煤技術包含好多方面的內容，高效潔凈選煤技術就是其中的一個方面。近幾年來，兗州礦業（集團）有限責任公司及下屬各礦在發展高效潔凈選煤技術方面下大力氣，積極應用當前已有的適用新技術，并與有關單位共同開展了科技攻關，在高效潔凈選煤技術方面取得了顯著的成績，對國內同行具有相當的參考價值。

　　1、采取完善的工藝設備大力發展潔凈煤技術

　　兗州礦業（集團）公司鮑店煤礦選煤廠運用先進的技術、采取完善的工藝設備、推行現代化的管理，為潔凈煤技術的工業化發展探索出了一條切實可行的道路。

　　跳汰過程是一個將物料的密度差異轉換成空間分布差異的過程，要實現這種轉換必須具備由介質和床層共同產生的動力學環境。由于電腦數控風閥具有重復進氣的作用，使得程控風閥系統能夠獲得更加接近于理想狀態的床層松散度、介質的液位、速度變化曲線以及有效的分選時間比，大幅度地提高了跳汰機的工作效率。所以，他們首先開展了對大型設備性能的改造，跳汰機由原來的旋轉風閥改造為電腦數控風閥，又與煤炭科學研究總院唐山分院一起開發了LTJ-15型跳汰機自動排料裝置，提高了跳汰機的分選效果。

　　浮選自動化系統采用了FZK-910型自動調節系統，并且配有微機，實現了自動檢測入料濃度、流量、浮選藥劑自動跟蹤控制、屏幕瞬時顯示和自動打印數據；還在圓盤真空過濾機上安裝了自動卸料裝置，使浮選機的處理量提高了20%、精煤回收率提高了5%、油液節約了15%。

　　對于原來不能夠適應生產需要的集中控制室則按照選煤廠集控裝置選擇的技術規定進行了改進和改造。選用TI545型集控裝置和Djk-7500型計算機輔助管理系統，具有生產設備順序、設備間邏輯閉鎖、全廠設備運行狀態顯示、設備事故報警和處理、運行設備選擇和切換、主要生產設備運行時間記錄、主要生產指標記錄顯示、控制系統故障自診斷的功能，并對生產計劃、生產統計、技術檢查、選每預測、優化計算、創造成本管理和設備管理等編制了軟件進行計算機管理。

　　2、高效潔凈選煤技術的應用

　　兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦選煤廠立足于技術改造，進行高效潔凈選煤技術的開發創新實踐，采用動篩跳汰、自動配煤、雜質清除技術系統和先進的篩網沉降離心機，取得了良好的經濟效益。

　　他們采用動篩跳汰機排矸的工藝，建成了塊煤或者動力煤的生產系統。在動篩跳汰排矸系統的試生產期間，單機考核檢測結果如下：生產能力超過 280t/h，不完善度I值等于0.097，分選以后的矸石灰分Ad等于81.45%，產品中的雜質含量為1.7kg/萬t。此外，這個廠還建立了動力配煤系統，形成了多品種開發的能力。自從建立了配煤生產線以來，已經成功地配制出灰分9%～18%的各級動力煤品種，開辟了日本和我國臺灣的市場。

　　該配煤系統的工藝特點如下：塊煤由破碎機破碎以后摻入，保證了產品的粒度；電磁振動給煤機的給料量由變頻器微調，能夠準確地按照配比的要求來控制流量，采用膠帶機和斗輪機二次混配，保證了產品的均勻度；此生產線裝有多道電磁除鐵器，能夠有效地除去雜質。用篩網陳降離心機代替圓盤式過濾機，停開了整個浮選系統，不僅使得產品水分極大降低，還減少了生產成本。原煤中的雜物主要分為鐵器類雜物和軟雜物，如鐵絲、道釘、棉紗、塑料制品、木片等，原先雖然采取了人工揀選、篩子篩等措施，但是仍然達不到較好的效果。后來開展了外來雜物清除技術的研究與應用，結合自身實際先后建立了軟雜質清除系統，安裝使用了雷管清除裝置和大功率除鐵器，收到了顯著效果。尤其是軟雜質清除系統使用后，精煤中的雜質含量大為降低，提高了出口煤質量，且出口煤每年增加40萬t以上。

　　3、CIMS環境下的選煤廠工序質量控制

　　中國礦業大學開展了利用統計過程控制（SPC）的方法來控制生產過程的研究，探討了控制圖的原理、類型選取、上下限及判斷準則的確定等問題，在實施CIMS工程的兗州礦業（集團）公司南屯煤礦選煤廠進行了洗選工序統計過程控制的具體應用，并且給出了SPC系統應用的效果分析。

　　選煤廠的產品一般為精煤、中煤與煤泥，主要靠精煤創造效益，必須加強對精煤產品質量的控制。但是，國內的許多選煤廠在質量方面都普遍存在著兩個問題：一是如果精煤的灰分超標造成質量不合格，一般都不再重洗而是降價出售，幾乎不創造利潤；二是為了避免因為質量控制不好而被索賠，則將精煤的灰分提高檔次進行生產，從而導致精煤的回收率很低。應用統計過程控制就可以保證洗選工序處于穩定的狀態，從而連續生產出滿足預定質量要求的產品。因此，在選煤廠應用SPC具有十分重要的意義。

　　當生產過程中有著異常因素存在的時候，工序就會不穩定，此時必須找出其原因所在，以便采取措施使工序恢復穩定。當生產過程穩定的時候，產品質量特性值的波動是有一定統計規律的，可以通過分析、掌握其變化規律來進行控制。影響產品質量的正常因素和異常因素總是交織在一起的，利用控制圖就可以查明質量特性值的波動是正常還是異常，以此來推斷加工工序是否處于控制狀態。南屯選煤廠自從應用了SPC對洗選工序進行控制以后，精煤灰分的穩定率明顯地提高，已經由原來的上下相差10個灰分等級上升到4個灰分等級，前述產品質量方面存在的兩個問題也得到了很好的解決，完全能夠保證按照合同規定的指標生產出所需等級的產品，給企業帶來了非常可觀的經濟效益。

　　4、篩分設備工藝效果評定的模糊數學方法

　　兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦和中國礦業大學對篩分設備工藝效果評定的模糊數學方法開展了研究，總結了現行篩分設備工藝效果評定方法的優缺點，進而提出采用模糊數學貼近度進行評定，指出國家標準中的平均分配誤差實質上是特定條件下貼近度的另外一種表示方法。

　　評定篩分設備的工藝效果是為判別篩分作業的好壞提供客觀的評價指標和為控制篩分過程的最佳化提供判據。目前，主要采用的判定方法可分為兩類：利用試驗結果計算篩分效率；根據試驗結果繪制曲線（如分配曲線、錯配曲線等），從曲線上查找特征值點，計算特性參數。GB/T15716-1995《煤用篩分設備工藝性能評定方法》共提出了3項評定指標：篩分效率、平均分配誤差和總錯配物含量。前一項屬于評定方法中的第一類，后兩項屬于評定方法的第二類。

　　在篩分作業中，理想的分級結果是：一切粒度大于分離度dp的顆粒能夠100%地進入篩上產品，一切顆粒小于分離粒度dp的顆粒能夠100%地進入篩下產品，這時所得到的分配曲線是一條折線abcd。但實際上，由于各種因素的影響，分配曲線必然要偏離這條折線，而成為一條“S”形的上升曲線 aob。顯然假如曲線aob越接近于折線abcd，則篩分效果越好；反之，則越差。為了便于研究，把理想的篩分作業結果即折線abcd記為集合A，把實際的篩分作業結果即曲線aob記為集合B。只要能夠找到一種合適的方法來比較集合B對集合A的所謂接近程度，就可以準確地評定篩分結果了。在這里，采用了模糊數學中評價2個模糊集合之間相似程度的概念——模糊集合間的貼近度是恰如其分的。

　　5、在線灰分儀在東灘選煤廠發揮作用

　　兗州礦業（集團）公司東灘煤礦開始開采二分層。由于地質構造復雜，致使煤質差，原煤灰分一般都在20%～25%，達不到該礦商品煤灰分18%的要求。自從應用了灰分儀來控制配煤生產以后，充分地保證了產品的質量，合格率和批穩定率均為100%，創出了良好的經濟效益和社會效益。

　　東灘煤礦選煤廠曾經于1997年利用日本政府的“綠色援助計劃”在入倉精煤皮帶上安裝了2臺澳大利亞MCI公司（現改為SCANTECH公司）生產的COALSCAN2500型煤質在線測灰儀，有效地指導了選煤生產。鑒于本廠對COALSCAN2500型煤質在線測灰儀的使用已經有了一些成功的經驗，因此這次配煤裝車系統仍然選用澳大利亞SCANTECH公司生產的COALSCAN煤質在線測灰儀，2臺2500型和1臺2100型分別安裝在裝車皮帶與入料皮帶上。

　　為了配制出適銷對路的煤炭產品，東灘煤礦選煤廠還編制了專家配煤系統的軟件，通過對配煤方案的分析，以經濟效益最大化為原則來確定原煤配煤和高灰精煤配煤的最佳配煤方案。實施配煤時，操作人員只需鍵入配煤產品的質量要求，專家配煤系統就會自動給出有關的計算參數和最佳的配煤方案；得到確認以后，配煤系統就會自動發出指令，控制變頻調節器給煤機并且開始給煤。

　　東灘煤礦選煤廠原有的計算機網絡與數據庫系統檔次較低，不足以支持單機自動化控制。他們又對計算機環境進行了擴充與集成，建立了支持選煤廠 INTRANET的分布式網絡環境和以ORACLE為中心的C/S模式的數據庫支持環境，將配煤管理與工廠PLC集控系統形成一體化網絡，實現了信息的集成與共享，并且形成了統一的裝車自動配煤工控系統。

　　6、基于B/S的選煤廠智能監控系統

　　兗州礦業（集團）公司東灘煤礦選煤廠的智能監控系統是一種由工控機、PLC、觸摸屏與傳感器組成的煤礦大型選煤廠自動控制系統，具有結構簡單、控制靈活、使用方便和可靠性高等優點，極大地提高了選煤廠的經濟效益。

　　該系統的功能如下：實現選煤廠主要生產流程起/停自動化；對全廠設備運行狀態和主要生產環節實現全廠和分系統的動態圖形顯示與主要工藝參數顯示，有設備故障診斷與自動報警功能；對末煤倉、入洗塊煤倉、產品煤倉、手選矸石倉和水洗矸石倉進行倉位測量，實現倉位管理和自動配倉，倉位超限時可在調度室計算機監視屏幕和現場報警；對清水箱、循環水箱、集中水池和外排水池進行液位測量，并實現液位超限報警；設置電子皮帶稱對入廠原煤、入洗毛煤和產品煤進行自動計量，為班作業、各種統計和分析報表提供實時數據；對主要帶式輸送機設置跑偏檢測傳感器，當輸送帶跑偏到一定程度時在計算機屏幕和現場報警；對主要電動機進行過電流保護，對風機設置軸溫報警，當電動機因各種原因發生過流或風機軸溫超限時在調度室計算機屏幕和現場報警；采用高性能工業電視監視系統，對主要設備、生產場所和人員作業情況進行監視；本系統計算機網絡與礦INTRANET互連，并使選煤廠生產信息在網上集成，供授權站點共享；根據計算機系統在線和離線數據，編制生產報表，實現科學管理；本系統為今后的擴展留有一定的軟、硬件資源。此項成果加上倉位控制和保證跳汰機連續給煤，可以使生產過程連續進行。

　　實現自動控制和集中控制以后，不僅減少了事故和事故停車后的重新啟動，還能夠提高精煤產率0.5%~1%，增加效益161萬元/a。

　　7、兗州礦區開展高硫煤脫硫技術研究

　　兗州礦區第16、17層煤可采儲量為567Mt，屬高硫煤（St為3.5%～4.5%）。1997年，礦區的高硫煤產量為1.75萬t。由于受到環保政策的影響，1998年銳減為1.20Mt，造成高硫煤生產礦井的嚴重虧損。最近，兗州礦業（集團）公司煤質運銷部和平頂山選煤設計研究院針對礦區高硫煤資源豐富和低灰、高熱量等特點，開展了高硫煤脫硫、降硫技術的研究，對礦區生產的可持續發展及煤炭資源的合理利用具有十分重要的意義。

　　兗州礦區高硫煤中的硫分以無機硫為主，硫化鐵硫占全硫的62%左右，有機硫占38%左右。根據篩分資料，+0.5mm各粒級隨著粒度級的降低，灰分和硫分呈明顯降低的趨勢。浮沉試驗結果表明，灰分及硫分與密度的相關性明顯，隨著密度的升高，灰分和硫分上升的梯度也較大；其中有機硫主要集中在 -1.30低密度級的煤中。

　　依據兗州礦區高硫煤中硫的賦存特征及煤的可選性，此項研究提出可主要采用跳汰分選的方法來脫硫，其入選粒度上限以50mm為宜；由于跳汰中煤產率很低而且鑲嵌有比較多的硫鐵礦，可以考慮破碎至3mm以下用搖床進一步處理；鑒于煤泥浮選成本比較高，而且對于整個商品煤而言其降硫幅度很小，因此可以不考慮采用浮選工藝，煤泥可直接回收摻入最終產品。

　　采用以上脫硫工藝以后，最終產品的硫分可以降低至2.5%左右，灰分可降至6%左右。由于高硫煤洗選脫硫后的硫分遠遠達不到1%的要求，因此必須采用高、低硫煤配煤的辦法，把洗選后的高硫煤配成全硫含量小于1%的混合煤銷售；也可以視用戶的使用條件，在洗選后的高硫煤中摻入一定量的固硫劑，使之在燃燒的過程中把硫分轉變為固態鹽類留在灰渣中。

　　8、鮑店礦改進毛煤處理工藝效益好

　　兗州礦業（集團）公司鮑店煤礦毛煤處理系統原設計為毛煤預先篩分、大塊矸石經手選揀出、大塊煤破碎的工藝，工人勞動強度大，產品質量差。通過工藝改造，用機械選矸代替人工揀矸，產品質量穩定在較好的水平，為國內同行業在毛煤處理工藝方面提供了一些可供借鑒的技術經驗。

　　新工藝的技術關鍵如下：①配置合適的懸浮液密度是實現煤矸分選、保障產品質量及獲取最佳經濟效益的關鍵環節。在實際生產中既要防止過多的夾矸煤進入煤中而影響產品的質量，又要防止過多的夾矸煤進入矸石中而造成煤炭資源的損失。②為了保障正常的生產，懸浮液的密度必須保持穩定，介質應當循環使用，采用磁選機進行回收。③當系統的密度失調時，應當及時對磁鐵礦粉及水予以補加或排放，保證懸浮液密度處于合格狀態。④控制斜輪分選機的入料量和入料粒度，以滿足產品質量要求和設備性能的發揮。⑤生產中的尾礦水進入煤泥水處理系統，做到煤泥廠內回收和澄清水重復使用，實現了洗水閉路循環，既回收了煤泥，又防止了環境污染。⑥該生產系統采用了從電廠爐灰中提煉的磁鐵礦粉作加重劑，加工后的密度達到3.8g/cm3 ，完全可以滿足生產工藝的要求，并且無毒、無化學腐蝕等副作用，對于環保和節能都具有十分重要的意義，此項技術系首次在國內使用并且獲得了成功。

　　應用實踐有力地表明：該系統總投資為600萬元，投入使用后煤質較以前提高了一級以上，僅此一項每年即可增加收入2200萬元以上，而且經過此系統處理后的原煤灰分降低、發熱量得到了提高，經濟效益和社會效益均是非常顯著的。

　　9、選煤廠自動配煤控制系統

　　隨著煤炭市場由買方市場轉化為買方市場，用戶對煤炭產品的質量要求越來越高，一個煤炭企業僅靠礦井生產的原煤和洗選加工出的一、二個品種已經無法滿足不同用戶對產品品種和質量的要求。為此，兗州礦業（集團）公司東灘煤礦實施了自動配煤控制系統，不但提高和穩定了產品質量、拓寬了市場，也為企業帶來了明顯的經濟效益和社會效益。

　　配煤技術人員通過配煤參數設定界面，向計算機輸入如下有關參數：配煤控制方式（手動或自動）、配煤產品要求灰分、各產品倉煤的技檢灰分（范圍）、各產品倉倉位（對監測倉位值可進行修正）、各給煤機的基本額定流量等，也可預先人為制定參與配煤的煤倉。計算機自動配煤策略計算程序自動給出有關計算參數和配煤策略：各給煤機開/停命令（選定哪幾個煤倉參與配煤及給煤機開停臺數）、各煤倉的給煤量是否固定、有關變頻器的初始頻率或給煤機的初始流量、各變頻器的設定頻率、配煤產品的灰分偏差等。計算機給出配煤策略和參數后，配煤技術人員可對其進行評定，并在此基礎上進行修正與確認。

　　配煤系統設備順序開停車及保護等操作主要由PLC集控系統或就地人工操作來實施。手動控制方式是通過調度室配煤上位機的有關參數畫面，用鍵盤進行頻率設定。該數據通過現場總線傳給變頻器進行遠程頻率調節。自動控制方式是調度室配煤上位機運行自動配煤控制策略，根據有關設定和灰分反饋值自動進行頻率調整。頻率控制參數數據通過現場總線傳給變頻器進行遠程頻率自動調節。灰分小于13%乃至小于15%的品種可通過精煤配煤系統實現，灰分大于此值的通過原煤配煤系統來實現。

　　10、鮑店礦實現了智能化配煤裝車

　　兗州礦業（集團）公司鮑店煤礦選煤廠針對原先煤炭產品品種少的弊病，對配煤裝車方式進行了改造，實現了智能化配煤裝車，較好地解決了難以滿足不同用戶對產品質量要求的問題。

　　該廠的自動配煤裝車包括以下內容：

　　①灰分的在線測量及顯示。在536、537皮帶上各安裝1臺測灰儀，以保證裝車煤的質量。在212皮帶上安裝1臺測灰儀，以保證原煤配煤量的準確。測灰儀的輸出信號傳輸到計算機，通過計算機處理運算，在顯示屏上分別顯示“灰分的瞬時值”和已裝車煤的當前“累計灰分”。

　　②配煤流量的控制。灰分配煤的目標是使“瞬時灰分”盡量接近且小于“目標灰分”。當裝車過程中有超過規定允許的偏差時，適當調整各煤種的皮帶稱流量給定值，以此給定值反饋調節相應給煤機的變頻器，調節相應給煤機的工作頻率，最終實現給煤量的調控。由于給煤機的工作頻率與其給煤量不是線性關系，皮帶的煤流量不能通過計算給煤機的工作頻率得到。因此，在536、537、212皮帶上安裝了皮帶稱，對煤流量進行監測控制。

　　③配煤裝車控制系統。該系統主要由主控制柜、變頻器控制柜、現場操作臺及調度室上位機組成，主要可實現如下功能：裝車設備的自動開停及閉鎖控制；手動操作與系統自動操作集中切換；配煤參數設定及配煤策略計算；根據測灰儀、皮帶稱的檢測數據實現基于目標灰分的自動配煤裝車。實施配煤裝車時，根據用戶對煤質的需求，確定參與配煤的煤種。操作人員向計算機輸入目標灰分、裝車煤流量、參與配煤的各煤種灰分，啟動自動配煤裝車系統。計算機根據配煤灰分的在線反饋偏差值，自動調整有關變頻器的工作頻率，控制不同產品的給煤機給煤量

　　11、煤炭洗選行業提高經濟效益有途徑

　　兗州礦區的幾個礦井選煤廠在積極開拓市場的同時注重內部挖潛，例如提高選煤廠的生產能力、商品煤灰分努力掌握在同一級別的臨界值上限、在生產管理中采用成本倒算的方法嚴格控制洗選成本，在新建選煤廠時一次性投入足夠的資金以保證長期收益等，均獲得了良好的效果，為我國選煤廠不斷提高經濟效益找到了一條有效的途徑。

　　我國選煤廠的設計能力都有較大到富裕系數。選煤廠入洗能力的計算是按全年300個工作日及每天14小時確定的，選用設備和工藝環節設計時留有一定的波動系數。大多數選煤廠都是采用三班工作制，每天24小時生產。國家安全規程規定每天不少于4小時檢修時間，大型設備檢修每年12小時就可以了，所以最大入洗量應按全年350個工作日及每天20小時計算。以此為奮斗目標，實際生產能力可比設計能力至少增加60%。興隆莊煤礦選煤廠的實踐已經證明了這一點。

　　該廠設計能力3Mt，現已達到5Mt，如果不受市場制約則可達6Mt。因此，各選煤廠的入洗能力還有很大的潛力可挖。另一方面，精煤產品的灰分等級劃分以0.5%為一個級別，灰分不超過7%為四級精煤、不超過9%為八級精煤、不超過10%為十級精煤，在煤炭銷售過程中以級別和發熱量為計價標準進行結算。從興隆莊煤礦選煤廠近年銷售的情況來看，每個組別的價差大約為5元/t。如果以灰分不大于7%為基準，灰分為7.01%的煤炭每噸就減少5元，能洗到6.49%的煤炭每噸就能增加5元。所以，在洗選的過程中要盡量接近灰分的臨界值上限，這樣才能防止產品不合格或質量過剩，實現產量最大化，從而取得最好的經濟效益。

　　12、濟二選煤廠完善工藝環節適應市場需求

　　兗州礦業（集團）公司濟寧二號煤礦選煤廠是入選能力為400萬t的礦井型動力煤選煤廠。由于在建設的過程中投資體制、運行模式和井下采煤方法等發生了許多變化，雖然初步設計已經兩易其版，但是仍然有不少工藝環節有待改進。在土建工程已經基本形成的情況下，這個廠和設計單位緊密配合，一切從實際需要出發，將不適應今后生產的工藝環節進行了合理的改造和完善，使原先設計只能洗出塊煤的工藝系統還能夠出兗州一號洗動力煤、二號冶煉精煤等產品，在多變的市場需求面前具有較大的靈活性。

　　濟二礦的井下多斷層，加之采煤方法是綜采放頂煤，可見矸通過量為1533t/d。原先的設計中只有2條手選皮帶，每天只能揀出矸石100t，嚴重地影響了煤炭的質量；如果這一部分矸石流入主流系統，必然使選煤成本提高，因此原煤系統增設機械選矸系統是非常必要的。考慮到動篩跳汰機排矸系統比較簡單、運營費用較低、用水量小和煤泥水系統土建已經形成，決定采用動篩跳汰系統，主洗系統的入洗下限由初步設計的25mm改為13mm，確保了主洗系統的入洗量，煤泥水系統亦可不再變更。

　　原設計中無地銷煤系統和鐵路銷混煤系統，僅有1座貯煤能力為4萬t的圓形均質混煤場，由1臺直徑為95m的圓形混勻堆取料機完成堆煤、取煤，主要是洗混原煤。在主井提升系統投運而選煤廠原煤生產系統尚未形成的時候，原煤貯煤場的儲量不足，而且沒有考慮外銷煤的貯裝，因而增設第二貯煤場對塊煤（+50mm）和混煤（-50mm）的貯存和銷售，但是又產生了單系統對主井滿載提煤處理能力不足和靈活性差的問題。為此，他們又自行設計實施了兩種產品的交叉輸送與貯存，最大限度地保證了礦井生產的順利進行。

來源：資源網