[00123654]川东矿区高硫煤采选一体化深度脱硫关键技术研究

【背景与问题】资源开发的规律是先开发优质资源,后开发劣质资源。经过多年高强度开采,大量杂质矿物嵌布粒度细的高硫煤资源的深度开发问题更为突出。如四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司正面临煤炭开采地质构造复杂、厚薄煤层交替变化、薄区域分布不均、断层落差大、煤层煤质差异大等条件的限制,直接影响了原煤煤质,且受到含硫矿物嵌布粒度细等方面的限制,原有洗选技术已难以生产出市场需求的商品煤,企业可持续发展面临巨大挑战。因此,亟需通过技术创新,提升煤炭品质,促进企业可持续发展。 【方法与理念】基于采选一体化过程,集成开发煤炭深度脱硫技术体系,其内涵概况为两个方面：一是从煤炭开采角度出发,构建与复杂地质条件相适配的采掘提质降硫技术,提升原煤品质;二是从煤炭洗选角度出发,构建与煤质物性特征相适配的高效碎磨解离梯级强化分选深度脱硫技术,提升商品煤品质。通过采选一体化联合提质降硫技术的集成开发,实现高硫煤的深度脱硫,其“深度脱硫”的内涵进一步表现为细尺度甚至是微细尺度下高硫煤的脱硫问题。 【技术与创新】项目已形成包括方法、设备和工艺在内的高硫煤采选一体化深度脱硫技术,申报专利10件,已授权发明专利3件,实用新型专利2件。关键技术及创新如下： 1)高硫煤脱硫（降硫）方法创新。提出了以井下复杂地质构造条件下降硫提质和井上阶段碎磨解离梯级强化分选脱硫为核心的高硫煤采选一体化深度脱硫方法。该方法既是煤炭脱硫技术的发展,更是煤炭脱硫技术的创新,它实现了高硫煤开选过程联合脱硫技术的集成创新。 2)煤炭开采提质降硫技术创新。基于采掘工作面地质构造特征及其矿山压力显现规律研究,开发了与薄煤层开采相适应的一体化三机配套采掘技术,建立了工作面回采煤矸分装分运系统,采高范围1.4m～1.9m可调,回采率高、灵活实现煤矸分类归仓,解决了井下薄煤层开采的难题,全面提升了原煤品质。 3)煤炭洗选深度脱硫技术创新。基于煤岩力学特性及破碎解离方法研究,开发了快速深度碎磨技术和强制式搅拌磨剥技术,为粗粒嵌布和细粒嵌布含硫矿物的高硫煤（中煤）的磨碎解离提供了支撑;提出了集磨煤与调浆于一体的强制式搅拌磨剥解离与混合调质技术,实现了单元磨煤过程中含硫矿物解离和煤粒表面改质的协同;提出了与高精度重介质旋流器分选及多流态梯级强化柱浮选相集成的阶段碎磨解离梯级强化分选脱硫技术,突破了高硫煤一次分选模式,实施二次分选,并助推一次分选技术的进步。 【工程实践】以广能集团龙滩煤矿为例,通过薄煤层三机配套和煤矸分装分运系统的构建,原煤发热量达到3600cal/g,平均硫分降到6%以下;通过进一步降低煤炭洗选粒度,实现3mm深度筛分,降低筛下物硫分,提高重介入洗的比例,商品煤热值达到4900cal/g以上,含硫量降到3.98%以下。项目实施后企业年增经济效益约为1040万元。 【社会效益】形成了一种采选一体化深度脱硫的技术模式,为高硫煤资源的深度开发提供了技术支撑,推进了煤炭行业的技术进步与产业发展。