走进井下洗选厂探索井下选煤的奥妙

走进井下洗选厂探索井下选煤的奥妙在人们印象当中，煤矿就是高耸的煤仓，轰隆的车间，其实这只是煤矿的标志性建筑之一洗选厂。通常洗选厂是设立在地面以上的，可是在山东新汶矿区协庄煤矿，一座年产量有60万吨的洗选厂却逆行其道建在了煤矿—300米的井下，这种“创意”在全国乃至世界范围内还是第一家。为什么要把洗选厂建在井下呢？井下洗选厂又是如何建设的？井下洗选厂有什么特异功能？带着这些疑问与好奇，近日，我们到协庄矿井下进行了一次现场体验与采访。在协庄矿主任工程师赵星（以下称赵主任）的带领下，我们换上工作服，戴上安全帽、矿灯、自救器，准备完毕，我们先从井口乘坐单人缆车一样的“猴车”，到达井下—300米水平，又换乘平巷人行车，才到达了井下洗选厂。“绿色开采”思维成就井下洗矿传奇赵主任说，井下洗选厂的“创意”与研究、建设，是新矿集团“以矸换煤”技术思维的发散与延伸。新矿集团为了延长老矿开采年限，提高资源回收率，减少矸占地与污染，从2005年便开始研发、推广了“以矸换煤”技术，每年通过矸石井下充填，置换出煤炭200多万吨，增加经济效益12亿元，协庄矿采用“以矸换煤”技术，年消化矸石40多万吨，经济效益也十分可观。在“以矸换煤”技术推广过程中，新矿集团董事长郎庆田等领导一致认为，“以矸换煤”基本解决了“矸石不升井”的问题，但地面煤炭洗选仍会产生大量的矸石。于是一个大胆的设想被提了出来，如果把洗选厂转移到煤矿井下建设，实现原煤井下洗选，矸石就地充填，不就可以解决洗选中的矸石占地、污染问题了吗？同时又能降低井下运输提升成本，不就能实现真正意义上的“绿色开采”了吗？说干就干，在上级领导的帮助下，技术部门迅速开展了“井下洗选厂”的研究，并在协庄矿、赵官矿等单位开展了试验性工程，其中协庄煤矿1958年开始建井，1962年12月25日正式投产，设计生产能力为120万吨／年，1997年改扩建生产能力为180万吨/年，2002年矿井核定生产能力为200万吨/年，是一个采深达到—1100米的老矿。该矿—300水平十五层煤七采区原煤含矸率高达31%，煤炭质量较差，需要进行煤、矸分离，提高原煤质量。因此，新矿集团决定在该矿建立井下洗选厂，协庄矿也因此成为井下洗煤厂施工建设最早的一个。对井下含矸率较高的原煤进行机械化选煤，把分离出来的矸石直接用于井下充填。按照新矿集团的设计、要求，协庄矿于2008年12月开始了井下洗煤厂的施工建设。井下洗煤厂是如何建设的咣咣当当的平巷人行车停了下来，我们跟着赵主任进入另一条巷道，只见巷道里布满了铁架子、皮带运输机。赵主任说，这就是井下洗选厂。接着又给我们介绍：“选煤峒室设计三个主要峒室，分别为：筛分峒室、皮带机运输通道、机械动筛跳汰机峒室。安装选煤设备的主要峒室宽6米，高8米，长26米。井下峒室于2009年2月施工完成”。我们登着陡峭的铁梯，爬上了三四米高的钢铁巨龙般的选煤机器，赵主任说：“这就是井下洗选厂的主要设备，叫动筛跳汰机。动筛跳汰机直接靠外力驱动筛板在水介质中作上下运动，造成物料周期性松散，实现按密度分层。该工艺根据煤与矸石的密度不同，使煤与矸石的混合物在上、下交变的介质水流脉动中，按密度大小分层。密度小的上层原煤由水流带走后，排至原煤运输皮带，密度大的矸石沉到下层，再排至矸石运输皮带机”。我们了解到，在煤矿井下建设洗选厂，进行机械化洗煤，到目前，国内外都没有先例，也没有适于井下的选煤设备。新矿集团与协庄矿工程技术人员共同研究，提出了选煤设备的选型与设计方案，由沈阳天安矿山机械科技公司研制了WDT型井下机械式动筛跳汰机。2009年3月份，选煤设备进入安装阶段。在设备安装过程中，技术人员克服了井下峒室空间与基础条件的局限，对设备外形进行了适当改进与处理，终于将选煤设备安装到了峒室。井下洗选厂的特异功能站在高高的选煤设备上，靠着金属护栏，我们看到，动筛跳汰机机如同钢铁巨龙在巷道中跃动，奔流的钢缆皮带携带着从—300水平7采区开采出来的原煤，进入洗选厂动筛跳汰机，在机器水槽中震动筛选后，矸石通过左面的溜子运到矸石充填作业区，煤炭通过右面的溜子运到煤仓井上，运行中实现了矸石与煤炭的分离。通过进一步的了解，我们发现井下洗选厂的特异功能还真不少：首先，大大降低了成本，节约了资金。赵主任介绍，这座井下洗选厂年处理能力60万吨，按照分离31%的矸石计算，年分离矸石18万吨，这些矸石就地充填在井下，每吨可以降低提升运输成本20元钱，全年共节约生产成本360万元。这18万吨矸石充填在井下，又可以置换出煤炭，增加收入数千万元。其次减少矸石地面占地，节约用水，有效避免环境污染和资源浪费。从2009年7月到2010年4月，七采区十五层采煤工作面共生产原煤49.56万吨，原煤经过洗选加工后，共选出矸石14.87万吨，原煤矸石含量由31.1%降低到4.63%，灰分由47.07%降低到14.52%，大大减轻了地面洗选厂的洗选压力。井下洗选厂就地使用矿井水，矿井水经过滤去除煤泥，可循环利用，每年的用水量为5000立方米。再就是优化了人力组合，降低了用工成本，提高了工作效率。每班只要2名职工值班，加上维修人员全部用工不过10人，而地面同等能力的洗选厂一般需要40人左右。最后，赵主任说：“协庄矿井下洗选厂总投资520万元，其中设备投资450万元。2009年7月份，井下选煤设备正式运行，至今整个系统运行正常，矸石分选率在96%以上，完全实现了工业化生产，同时技术也在完善中走向成熟，为以后的发展积累了丰富的经验。”我们还了解到，今年以来，先后有山东枣庄矿业集团、辽宁铁法煤业集团等前来参观学习。60万吨/年井下洗选厂的建设成功，给协庄矿增添了信心，目前矿上一座120万吨的井下洗选厂也正在加紧筹划中，我们真心希望井下洗选厂的明天更加美好协庄煤矿：0538-7834147井上选煤：0538-7834174井下选煤：杨工[e-mail]