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沈阳天安“井下原煤初选及矸石充填”项目助推山东煤业实现“黑色煤炭”“绿色开采”

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26 Aug 2010

2010年8月11日，“山东省煤炭洗选加工利用年会”在沈阳胜利召开。会议之所以北上选择沈阳这座东北重工业城市，是源于沈阳天安矿山机械科技有限公司研制的“井下原煤初选及矸石充填”项目，在山东新汶矿业集团协庄矿、赵官矿、济阳矿的成功应用。而此届年会的中心主题就是大力倡导、全面推进 “绿色开采”技术。

新汶矿业集团从2007年开始实施掘进矸石不升井。2009年开始，首先在协庄矿安装使用沈阳天安矿山机械科技有限公司的“井下原煤初选”新装备。这项新技术与装备的运用，可以说是新汶矿业集团掘进矸石不升井的延伸，将井下生产、掘进的矸石全部在井下排除，不仅减少了矸石升井的提升、运输费用，根治矸石对环境的污染源，同时提高了矿井提升纯煤的能力，扩大了矿井的产能，在全国尚属首例。

新汶矿业集团的协庄矿是一个1958年建设的老矿井，自2002年以来矿井生产能力已经达到200万吨/年，实际产量每年都要在200万吨以上，采深达到-1100米。近年来，随着采煤机械化程度的不断提高，矿井原煤产量的稳定增长，经济效益也不断提高。但是，由于井下工作面断层造成大量的夹矸混入原煤中，使原煤灰分不稳定，原煤质量下降，市场销售难度大，影响了企业经济效益。通过论证分析，认为只要将原煤中一定粒度级的块矸石排出，就能够提高原煤质量，有效避免这部分矸石给运输系统各个环节带来的磨损、堵塞等危害，降低原煤提升运输成本，并且大大降低地面选煤厂的选煤加工费。

沈阳天安矿山机械科技有限公司生产的机械动筛跳汰机应用于地面洗选厂实现块煤与矸石分离的技术自1995年研发应用以来，就以其结构简单，易于操作和管理，稳定性高，寿命长，运营成本低，技术可靠等优势迅速占领国内市场，目前该设备的行业市场占有率达到65%以上。但是，此设备应用于井下原煤矸石分离当时尚没有成功经验。经过沈阳天安与协庄矿近两年的密切合作，综合煤矸分离的各种技术方案及研究试验，结合地面已经成熟的块煤机械排矸全套工艺，在原GDT系列机械动筛跳汰机的基础上进行了研制开发。2009年 7月，由沈阳天安矿山机械科技有限公司生产的首套以WGDT井下机械动筛为主洗设备的井下原煤初选系统在协庄煤矿井下正式安装使用。

WGDT井下机械动筛跳汰机很好的保留了地面机械动筛跳汰机的核心技术，即动筛体、机械驱动机构和自动排矸装置。其结构根据井下峒室的特点与井下运输条件，设计为一个长条形的机体和刮板式提升脱水机构，符合井下的运输、峒室安装和防爆等要求。该系统改变了地面传统动筛系统的设备高、大、工艺复杂布置，而工艺简单，更适合于井下巷道布置，协庄矿的峒室长、宽、高为25x7.0x7.5m。系统主要配置了齿辊式滚盘筛、胶带输送机、机械动筛跳汰机、渣浆泵、高频脱水筛、箱式压滤机等。具体生产工艺为：井下原煤通过分级筛，筛上物（50mm以上）进入跳汰机分选，分选出的块煤与分级筛筛下物混合，经转载皮带机，进入主井皮带升井；分选出的矸石破碎后由管道输送至充填工作面。机械动筛跳汰机的煤泥水待浓度大于70g/L时定期排放，通过高频筛回收粗颗粒煤泥，细煤泥压滤机处理，滤液水循环使用，该系统可在井下排出原煤中50-350（25-200）mm粒级的矸石，单系统原煤最大处理量可达1500t/h。

经过一年多的运行，通过不断地进行调整、改造，目前该系统分选效果完全达到地面动筛系统的同等水平，分选效率达到95%以上，矸石含煤率在3%以下，运行成本2元/吨左右，投资为地面动筛车间的70%左右。协庄矿一年来矿井的实际毛煤产量为240万吨，经过实施井下机械动筛工艺，能够排出15%的块矸石，共分选出矸石36万吨，除去分选成本后，降低提升运输费用20元/吨，仅此一项全年共节约生产成本720万元。同时，选煤厂洗煤加工费由过去的18元/吨降至16.26元/吨。年入洗原煤180万吨，降低洗煤加工费300余万元。两项合计节约1000多万元。

井下原煤机械动筛排矸项目2010年1月已通过山东省科技厅鉴定，受到了参加鉴定的各位专家的好评。专家一致认为：该项目研究“理念先进、创意巧妙、设计合理”，为煤炭行业在井下进行原煤机械进行煤矸分离提供了整套成功技术与装备，从矿井原煤生产源头提高原煤质量，填补了空白，达到国际先进水平。

目前，该技术已开始在新汶集团公司各矿进行推广应用。除协庄煤矿的第一套井下动筛跳汰机外，赵官煤矿的井下动筛跳汰机也投入运行，协庄煤矿的第二套动筛跳汰机也正在施工过程中。

沈阳天安矿山机械科技有限公司研发的井下矸石破碎、定量搅拌、泵送，用于沿空留巷和采空区充填技术和成套装置也已在新汶局新阳矿成功应用。它不仅解决了原煤初选出的矸石的出路，也提供了沿空留巷和采空区充填的更简便、经济的原料来源。“井下原煤初选及矸石充填”技术与装备的推广应用，是实现绿色开采、节能节排、循环经济的重要手段。它给生产成本高、煤质较差的老矿井带来了可观的经济效益和社会效益，同时也必将推动煤机企业推出一批先进、环保、节能、低碳、绿色的排矸、分选设备和先进的工艺技术，从而保证井下洗选煤持续、健康、高效、稳定的发展，实现“黑色煤炭”“绿色开采”。

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