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洗選為煤炭供應(yīng)“提質(zhì)”保駕護(hù)航
【摘要】近期，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布2025年全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)顯示，石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)比上年減虧，其中，煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)虧損下降41.8%。
近期，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布2025年全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)顯示，石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)比上年減虧，其中，煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)虧損下降41.8%。
當(dāng)前，我國(guó)煤炭供應(yīng)正從“提量”轉(zhuǎn)向“提質(zhì)”，精準(zhǔn)滿(mǎn)足用煤需求。為推動(dòng)煤炭分級(jí)分質(zhì)利用，提升商品煤質(zhì)量，推進(jìn)煤炭洗選高質(zhì)量發(fā)展成為必然選擇。通過(guò)因地制宜選擇洗選技術(shù)路線(xiàn)，并應(yīng)用智能化技術(shù)讓選廠降本提效，到“十五五”末，我國(guó)煤炭洗選產(chǎn)能結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)將持續(xù)優(yōu)化，智能化選煤廠建設(shè)也將取得重要進(jìn)展。
與此同時(shí)，洗選產(chǎn)生的固體廢物利用水平也在持續(xù)提升。例如，尾煤泥脫水摻配至洗混煤中銷(xiāo)售，將煤炭資源“吃干榨凈”；矸石直接用于井下填充，節(jié)約能源和運(yùn)輸成本。這些曾經(jīng)的純成本支出，正逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱V的“新增長(zhǎng)點(diǎn)”，進(jìn)一步促進(jìn)煤炭資源的全面高效利用。
煤炭洗選有何作用
所謂煤炭洗選，既要“洗”也要“選”。洗去混在煤炭中的雜質(zhì)，保障煤炭供應(yīng)質(zhì)量；選出不同類(lèi)型的煤炭，保障煤炭分級(jí)分質(zhì)利用。煤炭洗選是煤炭資源開(kāi)發(fā)利用的重要環(huán)節(jié)，對(duì)提高商品煤質(zhì)量、減少無(wú)效運(yùn)輸、提升煤炭清潔利用水平具有重要意義。
“洗選通常包括破碎篩分、分選、脫水脫介、煤泥水處理、產(chǎn)品儲(chǔ)存裝車(chē)等核心環(huán)節(jié)。”中煤建設(shè)集團(tuán)安全總監(jiān)徐子利向《中國(guó)能源報(bào)》記者介紹，進(jìn)入選廠的原煤會(huì)首先經(jīng)過(guò)篩分和破碎作業(yè)，讓顆粒大小符合分選要求，并按粒級(jí)分流至對(duì)應(yīng)的分選系統(tǒng)。分選后的精煤、中煤、矸石等產(chǎn)物經(jīng)脫水處理后形成煤炭產(chǎn)品。煤泥水則可通過(guò)濃縮、壓濾回收形成煤泥產(chǎn)品。
近年來(lái)，商品煤質(zhì)量評(píng)價(jià)和管理標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)完善，煤炭深加工精細(xì)化程度不斷提高，目前，我國(guó)原煤入洗率已達(dá)68%。但隨著原煤產(chǎn)量連年上漲，大量未經(jīng)洗選的原煤雜質(zhì)多、熱值低、污染大，直接利用不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染，還會(huì)損耗設(shè)備壽命。當(dāng)前，一些地區(qū)存在洗選先進(jìn)產(chǎn)能與落后產(chǎn)能并存、清潔生產(chǎn)水平不高、煤矸石處置利用不充分等問(wèn)題，需要進(jìn)一步加以規(guī)范引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)更高水平的發(fā)展。
國(guó)家能源局《關(guān)于加快推進(jìn)煤炭洗選高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》）中提出，到“十五五”末，煤炭洗選設(shè)施高水平滿(mǎn)足原煤入選需要，洗選產(chǎn)能結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，智能化選煤廠建設(shè)取得重要進(jìn)展，干法選煤技術(shù)逐步推廣應(yīng)用，原煤入選率穩(wěn)步提高，煤炭產(chǎn)品上下游銜接更加順暢。
多樣路線(xiàn)如何選擇
《意見(jiàn)》中提到的“干法選煤技術(shù)”是什么？這一技術(shù)的推廣又對(duì)原煤入選率提高有何影響？
據(jù)徐子利介紹，這種選煤方法是利用煤與矸石在密度、粒度、導(dǎo)電性、磁性或射線(xiàn)吸收特性等方面的差異，在空氣介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)高效分選?！斑@種工藝全程不用水，不僅產(chǎn)品水分低、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資及運(yùn)行成本也較低，尤其適用于缺水地區(qū)、易泥化煤種及動(dòng)力煤分選?！苯陙?lái)，我國(guó)煤炭產(chǎn)能不斷向中西部轉(zhuǎn)移。干法或“干法+濕法”相結(jié)合，正成為西北缺水地區(qū)新建選煤廠的主要選擇。
相較干法，濕法洗選1噸原煤消耗水約30—80升，同時(shí)，濕法也有多樣的技術(shù)路線(xiàn)。例如，借助水流使不同密度的煤與矸石在篩板上按密度分層地跳汰選煤；以磁鐵礦粉等配制的穩(wěn)定懸浮液作為分選介質(zhì)的重介質(zhì)選煤；基于煤與矸石表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，通過(guò)添加藥劑分選的浮選……不同技術(shù)各有優(yōu)劣，“煤種適配、資源稟賦匹配、產(chǎn)品需求導(dǎo)向”是選擇洗選方式的重要原則。
盡管技術(shù)路線(xiàn)可能不同，但選廠也面臨諸多共性問(wèn)題。比如煤質(zhì)波動(dòng)大、非計(jì)劃停機(jī)率高、產(chǎn)能利用率不均衡等問(wèn)題困擾高效洗選，因此智能化降本提效前景廣闊。徐子利表示，中煤建設(shè)集團(tuán)正將大數(shù)據(jù)模型、云計(jì)算平臺(tái)、AI等智能技術(shù)引入選廠生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)。
在大海則選煤廠，智能重介、智能加介、智能裝車(chē)……“智慧基因”融入選廠各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保障年2000萬(wàn)噸煤炭洗選能力；在門(mén)克慶選煤廠，攝像機(jī)、傳感器采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息，代替了人工巡檢作業(yè)，集控中心匯總設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能耗、生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵信息，根據(jù)生產(chǎn)和銷(xiāo)售情況分類(lèi)產(chǎn)品。數(shù)字技術(shù)不僅降低了煤炭洗選生產(chǎn)成本，同時(shí)提升了選廠的有效生產(chǎn)時(shí)間。
固廢利用水平如何提升
在產(chǎn)出煤炭的同時(shí)，洗選過(guò)程中也不可避免地產(chǎn)生大量廢棄物，較為典型的是尾煤泥和矸石。以往，這些廢棄物的處置對(duì)選廠來(lái)說(shuō)是純成本支出，但近年來(lái)固廢利用水平不斷提高，讓尾煤泥和矸石也能“變廢為寶”。
“尾煤泥是煤泥水經(jīng)過(guò)層層提取后，最終剩下的、最難處理的那部分微細(xì)顆粒。在我礦洗煤廠，尾煤泥都匯集在濃縮池里?！睗?jì)寧市金橋煤礦礦長(zhǎng)戈海賓在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，“全廠大量的煤泥水，比如磁選尾礦、浮選尾礦，還有各種篩下溢流，最終都匯集到一段和二段濃縮池。池里大部分水被循環(huán)使用，而沉淀在池底、濃度很高的那部分漿體，就是尾煤泥的主要來(lái)源。尾煤泥粒度細(xì)、灰分高，處理難度不小?！?br> 近年來(lái)，金橋煤礦將脫水后的干煤泥摻配至洗混煤中銷(xiāo)售，不僅實(shí)現(xiàn)了廠內(nèi)煤泥的“清零化”處理，也顯著提升了煤炭資源的綜合利用水平。“要實(shí)現(xiàn)摻混，必須先把尾煤泥水分壓得足夠低，然后將壓成的泥餅塊破碎，根據(jù)原煤和洗混煤的發(fā)熱量、灰分等指標(biāo)，精確計(jì)算煤泥的摻入比例，并實(shí)時(shí)檢測(cè)來(lái)料和成品質(zhì)量?！备旰Ｙe說(shuō)，以往煤泥要么低價(jià)外銷(xiāo)，要么就地堆放，存在揚(yáng)塵、流失、占地乃至自燃的風(fēng)險(xiǎn)。及時(shí)將其消化到產(chǎn)品中，不僅實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的廠內(nèi)清零、減輕了環(huán)保和土地占用壓力，也為公司帶來(lái)了每年約1600萬(wàn)元的新增效益。
不同于尾煤泥，矸石顆粒粗、硬度高，有機(jī)質(zhì)和熱值極低。近年一批煤礦實(shí)現(xiàn)了矸石不升井，通過(guò)井下填充大規(guī)模處置矸石。
“在井下，智能分選系統(tǒng)進(jìn)行原煤分選，精煤從主井提升至地面，而矸石則直接進(jìn)入矸石倉(cāng)破碎、貯存。在需要的時(shí)候，我們將矸石和地面輸送過(guò)來(lái)的水泥料漿攪拌混合，輸送至井下充填區(qū)域進(jìn)行充填?！标?yáng)城煤礦機(jī)電技術(shù)科副科長(zhǎng)殷宏杰表示，在陽(yáng)城煤礦，整個(gè)過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化操作，大幅提高了生產(chǎn)效率和填充質(zhì)量。同時(shí)，矸石填充也減少了矸石提升量和地面處理環(huán)節(jié)，節(jié)約能源和運(yùn)輸成本，矸石井下填充已為陽(yáng)城煤礦降本增效近億元。
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