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选煤厂初步设计

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甘肃华亭煤电股份有限公司
陈家沟煤矿2.0Mt/a选煤厂
初步设计

工程编号: C2247
工程规模: 2.0Mt/a
总经理: 雷鸣远
总工程师: 王昌傲
项目负责人: 赵育杰
包永红

中煤西安设计工程有限责任公司
(原煤炭工业西安设计研究院)
二○○八年元月

审 定 人 员 名 单
专 业
姓名(签字)
职 务
职称及执业资格
选煤
徐昌润

副 总
教授级高级工程师
总 图
李 安

副 总
教授级高级工程师
供 电
王普州

副 总
教授级高级工程师
审 核 人 员 名 单
专 业
姓 名
签 字
职 务
职称及执业资格
选 煤
陆永海

所 长
高级工程师
杨建华

主任工程师
高级工程师
机 制
王小伟

主任工程师
高级工程师
供 电
通 信
于 旸

副 所 长
教授级高级工程师
景沈峰

主任工程师
高级工程师
总 图
运 输
林斯平

主任工程师
高级工程师
娄耸立

副 所 长
高级工程师
建 筑
任江林

室 主 任
高级工程师
胡友强

副 所 长
高级工程师
给 水
排 水
李 茜

室 主 任
高级工程师
刘珉瑛

副 所 长
高级工程师
暖 通
李建功

主任工程师
教授级高级工程师
王亚平

所 长
教授级高级工程师
环 评
韩奉平

高级工程师
张 宏

副 所 长
高级工程师
经 济
袁灵君

副 所 长
高级工程师
高建国

所 长
高级工程师

编制人员名单
专 业
姓 名
组 织
职 责
职称及执业资格
选 煤

机 制
包永红
选煤所
设计 项目负责人
工程师
扬帆
设计
助理工程师
唐中娅
校核
高级工程师
赵育杰
审核 项目负责人
高级工程师
李兆国
设计
助理工程师
贺克让
校核
高级工程师
王小伟
审核
高级工程师
总 图
林景春
露 天

路桥所
设计
高级工程师
姚清宝
设计
高级工程师
林斯平
校核
高级工程师
惠丹华
审核
教授级高级工程师
电 气

张美茹
自控所
设计
工 程 师
张 燕
校核
高级工程师
景沈峰
审核
高级工程师
结 构
刘家丽
建筑所
设计
高级工程师
刘庆雪
校核
高级工程师
汪　涛
审核
高级工程师
建 筑
王瑞玲
设计
高级工程师
刘家丽
设计
高级工程师
刘庆雪
校核
高级工程师
邹永春
审核
高级工程师

编制人员名单
专 业
姓 名
组 织
职 责
职称及执业资格
给排水
邵 懿
市政所
设计
高级工程师
张孔思
校核
高级工程师
李 茜
审核
高级工程师
暖 通
苏 伟
设计
工程师
刘 建
校核
高级工程师
李建功
审核
高级工程师
环 工
王茂斋
设计
高级工程师
韩奉平
校核
高级工程师
李建功
审核
高级工程师
经 济
曾凡勤
经济所
设计
高级工程师
李恩利
校核
高级工程师
宋丰年
审核
高级工程师

目 录
前言
第一章、 厂区及原料煤基地概况
第一节、 厂区概况
第二节、 原料煤基地概况
第二章、 厂型、 厂址及工作制度
第三章、 选煤工艺
第一节、 煤质特征及可选性
第二节、 选煤方法、 分选粒级级工艺流程
第三节、 工艺流程的计算
第四节、 主要设备的选择与计算
第五节、 工艺布置
第六节、 生产技术检查
第四章、 给水排水
第一节、 给水
第二节、 排水
第三节、 室内给排水
第四节、 消防
第五章、 采暖、 通风及供热
第一节、 概述及气象资料
第二节、 采暖
第三节、 通风、 空调及除尘
第四节、 锅炉房
第五节、 室外热力网
第六章、 电气
第一章、 供配电
第二节、 工艺系统设备控制
第三节、 自动化
第四节、 检查、 计量、 保护装置
第五节、 通讯及计算机管理、 工业电视
第七章、 生产辅助设施
第八章、 建筑物与构筑物
第一节、 概述
第二节、 工业建筑及构筑物
第三节、 建筑物和构筑物设计
第九章、 工艺场地总平面
第一节、 厂址确定依据
第二节、 原始资料
第三节、 场地特征
第四节、 总平面布置
第五节、 竖向布置
第六节、 场内运输
第七节、 管线综合布置
第八节、 场内排水及防洪
第九节、 绿化
第十章、 节能节水措施
第一节、 节能节水措施
第二节、 能耗水耗指标
第十一章、 劳动安全卫生与消防
第一节、 概述
第二节、 职业安全
第三节、 工业卫生
第四节、 机构设置
第十二章、 环境保护与水土保持
第一节、 厂区环境条件
第二节、 项目建设和生产对环境的影响
第三节、 环境保护与水土保持标准
第四节、 环境保护措施
第五节、 环境管理与环保投资
第十三章、 建设工期
第十四章、 技术经济
第一节、 投资概算与资金筹措
第三节、 生产成本
第四节、 技术经济分析与评价
第五节、 主要技术经济指标

附录: 委托书;
附件: 1、 《投资概算书》
2、 《主要机电设备及器材目录》
3、 附 图

附 图 目 录
序号
图 纸 名 称
图 号
备注
新 制
采 用
1
工艺流程图
C2247-2200-01

2
设备流程图
C2247-2201-01

3
选煤厂工业场地总平面布置图
C2247-2400-1

4
工业场地土方工程图
C2247-2401-1

5
工业场地管线综合布置图
C2247-2403-1

6
区域总平面图
C2247-2406-1

7
选煤厂地面工艺平面图
C2247-2202-00

8
原煤仓 － -剖面
C2247-2208-01

9
准备车间布置图
C2247-2208-01

10
主厂房 标高0.30m平面
C2247-2210-01

11
主厂房 标高4.20m、 5.80m平面
C2247-2210-02

12
主厂房 标高7.30m、 10.30m平面
C2247-2210-03

13
主厂房 A.2-A.1剖面
C2247-2210-04

14
主厂房 A.3-A.2剖面
C2247-2210-05

15
主厂房 B.3-B.2剖面
C2247-2210-06

16
产品仓布置图
C2247-2219-01

17
产品煤储煤场 －剖面
C2247-2220-01

18
矸石仓 -－剖面
C2247-2227-01

附 图 目 录
序号
图 纸 名 称
图 号
备注
新 制
采 用
19
浓缩车间 平面图
C2247-2221-01

20
浓缩车间 剖面图
C2247-2221-02

21
主井箕斗房至原煤仓胶带
C2247-2202-01

22
受煤坑及原煤仓至准备车间胶带剖面图
C2247-2202-02

23
准备车间至主厂房胶带剖面图
C2247-2202-03

24
主厂房至转载点胶带剖面图
C2247-2202-04

25
主厂房至准备车间矸石胶带剖面图
C2247-2202-05

26
准备车间至产品仓及末煤仓胶带剖面图
C2247-2202-06

27
机修车间、 材料库布置图
C2247-2350-01

28
主厂房高压配电系统图
C2247-2510-01

29
PLC系统配置图
C2247-2510-06

30
办公楼 一层平面
C2247-J2665-1

31
办公楼 二层平面
C2247-J2665-2

32
办公楼 三层平面
C2247-J2665-3

33
办公楼 -立面图
C2247-J2665-4

34
办公楼 1-1 剖面图、 -剖面
C2247-J2665-5

35
工业场地动照网平面图
C2247-2511-1

36
工业场地给水排水平面布置图
C2247-2801-1

37
工业场地供热管网管道平面
C2247-812-1

前 言
一、 编制设计的依据及建厂的目的
( 一) 、 设计依据
1. 《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿选煤厂初步设计委托书》;
2. 《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿6-2层可选性煤样综合试验报告》(陕西省煤田地质局综合试验室 7月编制);
3. 《华亭煤电股份公司陈家沟煤矿选煤厂地形图》;
4．我公司二〇〇七年八月编制的《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿2.0Mt/a选煤厂可行性研究报告》;
5．甘发改能源( ) 640号《甘肃省发展和改革委员会关于华亭煤电股份有限公司陈家沟选煤厂项目核准的批复》文件;
( 二) 选煤厂建设的目的
隶属关系: 陈家沟煤矿选煤厂隶属于甘肃华亭煤电股份公司。
项目概况: 陈家沟矿井原设计生产能力为0.45 Mt/a。近年来, 矿井经过改造, 实际生产能力已经达到1.50Mt/a, 日产原煤5000t。东峡矿实际生产能力已经达到1.20Mt/a,年可供陈家沟选煤厂0.5 Mt/a, 陈家沟选煤厂年处理原煤2.0Mt/a。
选煤厂建设的目的:
1、 稳定煤质、 提高回采率: 陈家沟煤矿处于华亭煤田煤质较差的区域, 煤层夹矸较多, 一般含0~10层夹矸, 这些夹矸煤在开采过程中无法剔除, 而且在采煤的过程中不可避免的有顶底板的混入, 从而使原煤质量变差, 相应的原煤灰分较高。当前, 陈家沟矿仅有一套简单的筛分系统对原煤进行分级, 不能达到稳定煤质的目的, 选煤厂的建设, 能够经过洗选使产品煤质量稳定, 提高矿井采煤的回采率, 最大限度的保护煤炭资源, 避免了因在没有选煤厂的情况下为了稳定煤质使回采率降低, 造成煤炭资源的浪费。
2、 达到节能减排的目的: 经过煤炭的洗选, 陈家沟选煤厂每年可排矸石18.69万吨, 减少运煤车辆3115辆次, 经过洗选排矸能够节省煤炭运力, 达到节能减排增效的目的。
3、 提高企业经济效益, 维持企业可持续发展: 经过煤炭的洗选加工, 稳定了产品煤的质量, 使用户满意, 在激烈的市场竞争中使企业经济效益更加稳定, 增强公司抵抗市场风险的能力。
4、 带来社会效益, 带动地方经济的发展: 选煤厂的建设不但能够增加企业的经济效益, 而且可也带来一定的社会效益, 在带动地方经济的同时, 在劳动就业、 社会稳定等方面都有积极的促进作用。
5、 选煤厂的建设是一个环保节能的项目: 煤炭的洗选不但能够排除煤中的矸石, 而且选煤厂的生产用水为经过污水处理厂处理后的井下水, 而且选煤厂在生产过程中能够达到洗水闭路循环, 煤泥水不外排, 达到废水综合利用的目的。
二、 原料煤基地情况
　陈家沟煤矿位于于陕甘宁三省交界处的甘肃省平凉市华亭县城西郊, 是甘肃华亭煤电股份有限公司所属的一座中型现代化矿井, 专营煤炭采掘, 产品由华亭煤业集团公司实行统一运销。华亭矿区地处陕、 甘、 宁三省交界的三角地带, 宝(鸡)～中(卫)铁路途径华亭县安口镇, 为联系陇海线和包兰线的纽带。华亭矿区铁路专用线已修至华砚矿井, 总长度15.44km, 在安口车站接轨, 该站建设有铁路集配站。华亭矿区煤炭运输以宝中线为通道, 经包兰、 陇海、 宝成铁路线运往全国各地, 外运条件十分优越。另外, 规划中的204国道从南汭河南岸经过, 204国道建成后, 华亭煤的外运更加方便。矿区内交通以公路为主, 各生产矿井和所属乡镇均有公路相通, 交通运输条件便利。现陈家沟煤矿生产的原煤在华砚装车站装车外运, 该装车站至陈家沟煤矿距离不到5km, 矿井煤炭外运方便。
陈家沟矿始建于1992年12月, 1997年12月正式投产, 原设计生产能力0.45Mt/a, 经技术改造, 现已达到1.5Mt/a, 当前拥有固定资产1．74亿元, 工业储量1．23亿吨; 生产的煤炭具有三高(高发热量、 高化学活性、 高挥发)、 三低(低灰、 低硫、 低磷)的优点, 是理想的动力、 化工和民用煤, 产品主要行销西北、 华东、 华南、 西南等地区。
现有生产采区采用水平分层综采放顶煤采煤法和倾斜分层综采放顶煤, 因此, 就原料煤来讲, 块煤含量相对较高。
三、 选煤厂的类型、 厂型及厂址
选煤厂类型: 陈家沟选煤厂以陈家沟矿为主体建设, 建成后归陈家沟矿管辖, 属矿井型选煤厂。
厂型: 选煤厂设计能力2.0Mt/a,其中陈家沟矿来煤1.5Mt/a,东峡矿来煤0.5Mt/a。选煤厂工作制度为330d/a, 16h/d, 设备年运转5280h。
厂址: 本工程为矿井型选煤厂, 由于矿井工业场地有限, 没有足够的场地建设选煤厂, 需要在矿井工业广场以外选择厂址。根据矿井周围的地形和华亭县城市规划, 矿井附近的土地大部分已经纳入城市规划区, 为了满足矿井可持续发展和城市建设, 根据华亭煤电股份有限公司的战略决策, 经现场勘察, 厂址选在南汭河南岸距离陈家沟矿工业广场约700m处的雒家庄, 选煤厂占地6.66hm2。
四、 工程设计
1、 煤源及煤质
本次初步设计入洗原煤为陈家沟矿和东峡矿原煤, 其主要可采煤层为6-2层, 采用的煤质资料为陕西省煤田地质局综合试验室 7月所作的《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿6-2层可选性煤样综合试验报告》, 同时参考《陈家沟煤矿生产调度日报表汇总》中相关数据。陈家沟矿与东峡矿同属一个井田, 煤层特征基本相同。矿井主采煤层一层, 为煤6-2, 局部可采2～3层, 为煤1、 煤6-1, 夹矸层0～10层, 一般2～5层, 夹矸总厚0～3.25m, 总平均厚0.75m。岩性以炭质泥岩为主, 粉砂岩、 泥岩次之。原煤水分9.31%, 灰分7.96%, 全硫0.43%, 发热量28.54MJ/kg; 精煤挥发分42.50%, Y值为零。具有煤灰熔点低、 灰粘度低、 煤的结渣性极小等适合于液态排渣气化锅炉用煤的特点。
2、 选煤工艺
根据煤质特点, 本次设计采用浅槽重介质分选, 末煤不分选, 工艺流程如下:
原煤经200mm、 13mm分级, 末煤直接作为产品销售, ＋200mm块煤破碎后与13-200mm块煤进入主厂房的块原煤脱泥筛(筛缝13mm)湿法脱泥, 筛上物进入浅槽分选机分选出块精煤和块矸石。块精煤经脱介脱水筛进入产品皮带, 块矸石经脱介脱水筛进入矸石皮带。原煤脱泥筛筛下物进入末煤脱水筛(筛缝0.5mm)脱水, 筛上物经末煤离心机进一步脱水后至末煤皮带。末煤脱水筛筛下煤泥水经分级旋流器分级后, 粗煤泥返回至末煤脱水筛, 旋流器溢流进入煤泥高效浓缩机。浓缩机底流经快开式隔膜压滤机回收煤泥, 并经煤泥破碎机破碎后至末煤皮带, 浓缩机溢流作为循环水再次利用。
本次设计的工艺流程具有高度的灵活性, 具备块原煤全部入洗或部分入洗的功能。
3、 产品方案
选煤厂最终产品如下:
洗大块(50-200mm): r=24.59%, Ad=6.96%, Mt=14.00%;
洗中块(25-50mm): r=10.65%, Ad=6.96%, Mt=14.00%;
洗小块(13-25mm): r=6.49%, Ad=6.05%, Mt=15.00%;
末煤(-13mm): r=48.57%, Ad=15.12%, Mt=16.26%;
4、 设计特点
根据产品煤的市场定位, 合理的确定产品结构;
由于选煤厂地形狭窄, 从原煤仓到产品仓的地面工业布置沿南汭河长条形布置, 美观顺畅;
块煤分选采样当前分选精度高、 处理能力大的重介浅槽分选机;
工艺系统灵活, 根据煤质的变化, 块煤既能够全部入洗, 也能够不洗选;
采用脱泥入洗工艺, 有利于实现分选精度高, 密度易控制, 介质消耗低, 运营费用少;
主厂房采样模块式钢结构, 工程造假低、 建设速度快, 块煤分选与煤泥水处理两个模块单独布置, 厂房减振效果好。主厂房采样大厅室布置, 宽敞明亮, 便于设备的检修;
根据原煤来向和产品煤的去向合理布置总平面, 全厂车流与人流分开, 便于安全管理;
五、 ．供水、 供电、 供暖及地面建筑
1、 供水:
陈家沟煤矿地处华亭县城西侧约2Km, 流经本矿井的南汭水河水量丰富。矿区地下水资源丰富, 陈家沟选煤厂生活用水656.1m3/d由陈家沟矿供给, 生产用水为矿井的复用水, 当前矿井平均排水量为1000m3左右, 处理后可作为选煤厂生产用水, 本项目水源可靠。
2、 供电:
陈家沟矿井现有6KV变电所一座, 陈家沟选煤厂的两回6 KV供电电源取自矿井6KV变电所不同母线段。采用高压电缆沿地下运煤通道敷设至选煤厂变电所, 选煤厂电压等级为高压6KV, 低压660V。
3、 采暖:
陈家沟煤矿井工业场地有锅炉房一座, 其中1台4.2MW锅炉, 2台1.4MW的锅炉, 冬季1台4.2MW锅炉供全矿采暖, 夏季1台1.4MW锅炉供全矿采暖,选煤厂投产后, 一台1.4MW锅炉能够满足供热需求, 选煤厂供热经过暗道将热媒送道选煤厂, 选煤厂热源可靠, 不需要另建锅炉房。
4、 地面建筑:
原煤仓、 末煤产品仓: 仓体为钢筋混凝土筒仓, 仓上为钢筋混凝土框架结构, 钢筋混凝土箱形基础; 主厂房为钢框架结构, 钢筋混凝土独立基础; 浓缩车间为钢筋混凝土框架结构, 条形基础; 大跨度栈桥跨间结构采用钢桁架( 当跨度≧36m时, 钢桁架设下拉杆) ; 外围护为复合压型钢板。
办公楼为钢筋混凝土框架结构, 独立基础, 塑钢门窗。
本区地震烈度为8度。
六、 设计范围
从主井卸煤缓冲仓下口起至选煤厂大门的所有生产及辅助配套系统。包括:
( 1) 地下运煤通道及胶带输送机的选型;
( 2) 满足矿井生产的原煤仓、 产品仓和矸石仓;
( 3) 主厂房、 准备车间车间;
( 4) 产品煤储煤场: 储量５万吨;
( 5) 厂区运煤通道、 厂区排洪、 消防及环保;
( 6) 监控系统留有与矿井调度中心的以太网通讯接口;
( 7) 地下运煤通道设计时一并考虑厂区排水、 给水、 通风、 供电、 照明、 通讯以及厂区供热等管路、 缆线的布置, 检修通道以及运输方式;
( 8) 考虑选煤厂厂区防洪排水出口; 河堤、 护坡、 挡墙、 大门及地面硬化等工程。
( 9) 选煤厂采用高压6KV,低压660V的低压等级, 电源引自现矿井6KV地面变电站不同母线;
( 10) 配套生产设施: 机修车间、 材料库、 介质库、 磅秤房、 营业室、 车库、 变配电室、 办公室、 值班室。其它的公用生活设施单身宿舍、 居住区、 活动中心等均依托公司原有基础设施。
七、 经济评价
经济评价依据国家计委颁发的《建设项目经济评价方法及参数》(第二版)及《煤炭工业建设项目经济评价方法及参数》中规定计算。
静态总投资为16196.24万元。其中: 土建工程投资为6598.38万元, 设备购置费为4659.61万元, 安装工程投资为1497.15万元, 其它费用为2524.33万元, 工程预备费为916.77万元, 吨煤投资80.98元/吨。
建设项目总造价为16608.39万元。其中: 建设期贷款利息为412.15万元, 吨煤投资83.04元/吨。
建设项目总资金为16928.39万元。其中: 铺底流动资金320万元。

第一章、 厂区及原料煤基地概况
第一节、 厂区概况
一、 厂区位置
陈家沟井田位于华亭煤田西部, 地理座标为东经106°34′至106°41′, 北纬35°10′至35°16′。行政区划属甘肃省平凉地区华亭县管辖。矿井东距华亭县城2km, 自县城向北70km达平凉市, 东距安口镇20km, 南到宝鸡154km, 西越关山159km到天水, 随着平( 凉) 武( 都) 高速、 平( 凉) 宝( 鸡) 高速、 西( 安) 平( 凉) 铁路、 天( 水) 平( 凉) 铁路的陆续建设, 华亭将成为贯通西( 安) 兰( 州) 银( 川) 三条高速、 三条铁路的重要交通枢纽, 公路交通方便, 区位优势明显。
拟建选煤厂位于华亭县城西2km处, 陈家沟矿以南700m,南汭河的南岸, 现家雒家庄的位置, 现有住户需要搬迁。
矿区专用线在宝(鸡)中(卫)铁路安口站接轨。
矿区交通位置图见图2-1-1。
二、 厂区地理概况
1、 地形地貌
本区地处六盘山与陕甘宁黄土高原的过渡带内, 井田内除中西部和东南缘可划分出带状冲积河谷外, 其余皆呈现为黄土及岩石组成的低山丘陵地貌。井田中部高, 西北部和东南部低, 海拔标高+1400～+1650m, 相对高差100～200m。
2、 水系
井田内有南汭水河和北汭水河, 均发源于关山, 为长年性河流, 分别流经井田的东南缘和中南部, 并在井田以东的东峡口附近汇合, 至泾川县境内注入泾河。北汭水河流量: 最大0.954m3/s, 最小0.145m3/s, 平均0.370m3/s。南汭水河流量: 最大0.516m3/s, 最小0.137m3/s, 平均0.303m3/s。南、 北汭水河在井田上游的最大洪水位标高分别为+1442.35m和+1486.85m, 在下游的最大洪水位标高分别为+1425.86m和+1457.64m。
3、 气象及地震
本区属大陆性气候, 冬春干燥寒冷, 夏秋阴湿多雨。常年温差较大,

图2-1-1 矿区交通位置图
太阳辐射充分, 雨量适中, 但季节分布不均。年平均气温7.9℃, 最热月(7月)平均气温20.5℃, 最冷月(1月)平均气温-6℃。年平均降水量607mm, 年蒸发量1435.2mm, 年日照总时数为2255h, 全年无霜期168d。积雪最厚0.24m, 冻土最深0.72m, 十一月开始结冻, 翌年三月解冻。最大风速25m/s, 主要风向偏南。
本区地震烈度为8度。

第二节、 原料煤基地概况
一、 煤层特征
矿井原设计生产能力为0.45 Mt/a, 经过 改扩建以后矿井实际生产能力为1.5Mt/a。
陈家沟选煤厂入洗东峡矿煤0.5 Mt/a。
煤层特征:
陈家沟与东峡矿同属一个井田, 煤层特征基本相同。井田含煤地层为中下侏罗统延安组, 共含煤6层(组), 自上而下划分为: 煤1、 煤2、 煤3、 煤4、 煤5、 煤6层(组)。煤6层(组)按自然分层可划分为煤6-1、 煤6-2、 煤6-3。煤系地层总平均厚度为294.10m, 煤层总平均厚度为22.10m, 含煤系数为7.51%。
矿井主采煤层一层, 为煤6-2, 局部可采2～3层, 为煤1、 煤6-1, 南部区(三采区)煤层(煤6-2)结构简单, 夹矸层0～10层, 一般2～5层, 夹矸总厚0～3.25m, 总平均厚0.75m。岩性以炭质泥岩为主, 粉砂岩、 泥岩次之。
北部区(增加块段的向斜轴部以西和原陈矿西部的四、 五、 六、 七采区)煤层(煤6-2)结构复杂, 分岔多, 煤层多次分成”马尾状”, 夹矸层数多达20层, 一般均在10层左右, 夹矸总厚0～4.16m, 总平均厚度1.49m。岩性较复杂, 有炭质泥岩、 泥岩、 砂质泥岩、 粉砂岩和细砂岩。
煤层顶板为炭质泥岩、 砂质泥岩、 泥岩等, 厚度变化大, 为0.32～7.27m, 平均3.24m, 其上局部区域为煤6-1层。直接顶板之上普遍为河床相砂岩, 一般厚5～10m。煤层之上8m以内的顶板抗压强度为93～448kg/cm2。顶板稳定性和强度差, 易破碎冒落。
底板为”鲕状砂岩”标志层, 岩性较稳定而厚度变化较大, 最小0.83m(3706孔), 最大6.68m(3707孔), 一般1m左右。煤层以下9m以内底板的抗压强度一般约在160 kg/cm2以上, 内摩擦角30°57′, 凝聚力58 kg/cm2。底板主要为粗砂质泥岩、 泥质粗砂岩等。底板的强度及稳定性较高。
可采煤层特征表见表1-2-1
矿井当前实际生产中, 出现局部巷道地压较大, 由于顶板稳定性和强度差, 支架损坏严重。另外部分区段有底鼓, 主要原因是由于煤层底板为弱含水层, 煤层底部有一层夹矸, 遇水容易膨胀。
现有生产采区采用水平分层综采放顶煤采煤法和倾斜分层综采放顶煤。

表1-2-1 可采煤层特征表
勘察区
煤层
煤层厚度
煤层间距( m)
煤层结构
顶底板岩性
稳定性
容重
(t/m3)
备注
最小
最大
平均
夹矸层数
夹矸总厚( m)
顶板
底板
陈家沟
煤1
0
1.49
1.48
1.57
1
0.32
黑灰色粉砂岩、 细砂岩、 砂质泥岩
泥岩、 砂质泥岩、 细～中砂岩
不稳定
1.33
储量计算时容量采用1.35t/m3
煤6-1
0
5.52
1.30

砂质泥岩、 泥岩为主, 次为炭质泥岩、 局部粉砂岩
同顶板
不稳定
1.32
储量计算时容量采用1.35t/m3
2
煤6-2
0.63
28.64
16.98
0-10
0.75
炭质泥岩、 砂质泥岩、 泥岩、 河床相砂岩
鲕状砂岩
较稳定
1.32
储量计算时容量采用1.35t/m3

二、 生产矿井储量、 生产能力和服务年限
可采储量: 可采储量为工业储量扣除永久煤柱损失后, 再乘以采区回采率( 按75%) 。矿井共获得各类可采储量66.59Mt, 其中+1050m以浅5.95 Mt、 +1050m以深60.64 Mt, 开采煤层储量见表1-2-2。
表1-2-2 矿井可采储量汇总表
单位: Mt
区 域
工业
储量
永久煤柱损失
开采
损失
可采
储量
断层
煤柱
井田边界煤柱
主要井巷煤柱
小 计
+1050m以上
9.22
0.33
0.26
0.61
1.20
2.07
5.95
+1050m以下
93.86

3.51
9.50
13.01
20.21
60.64
合 计
103.08
0.33
3.77
10.11
14.21
22.28
66.59
陈家沟况采用综采低位放顶煤的采煤法井下开采, 现有主斜井胶带输送最大运输能力700t/h,
矿井服务年限: 陈家沟矿井务年限为42.6a。

第二章 厂型、 厂址及工作制度
一、 选煤厂类型、 厂型
根据甘肃华亭煤电股份有限公司委托书要求, 陈家沟选煤厂设计规模为年处理原煤2.0Mt/a, 其中陈家沟矿来煤1.5 Mt/a, 东峡矿来煤0.5 Mt/a。工业场地位于陈家沟矿附件, 属矿井型选煤厂, 为大型选煤厂。
二、 厂址选择
根据华亭县土地局的文件批复, 陈家沟选煤厂厂址选在陈家沟矿南700m, 南汭河的南岸, 现雒家庄的位置。
三、 工作制度及生产能力
陈家沟选煤厂每年工作330天, 每天工作16h, 工作制度为两班生产一班检修。
生产能力:
小时能力为378.79t/h。
日处理原煤为6060.60t。
四、 服务年限:
选煤厂服务年限与矿井一致, 为42.6年。

第三章、 选煤工艺
第一节 煤质特征及可选性
一、 煤质特征
( 一) 、 资料依据
本次设计煤质资料主要有:
1、 陕西省煤田地质局综合试验室 7月所作的《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿6-2层可选性煤样综合试验报告》;
2、 《陈家沟煤矿生产调度日报表汇总》;
3、 中煤国际工程集团武汉设计研究院 6月《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿改扩建初步设计说明书》;
( 二) 、 煤的物理性质和宏观煤岩特征
陈家沟井田主要可采为煤6-2层, 其物理性质与煤岩特征为: 块状和粉末状, 颜色呈黑色, 微带褐色, 条痕为深棕色。沥青光泽～玻璃光泽, 多为条带状结构, 层次或块状构造。具贝壳状断口, 裂隙内为方解石细脉充填, 含黄铁矿薄膜式晶粒。容重为1.32t/m3, 燃点303℃。简易燃烧试验: 烟浓焰长, 焦渣不膨胀不熔融。煤岩类型为光亮～半光亮型。有机显微组分以镜煤质组为主, 并含有一定数量的稳定组, 无机显微组分不多, 主要矿物有粘土、 石英、 方解石等。据8个钻孔鉴定, 在显微组分中, 镜质组占50.10～71.20%, 丝质组占21.66～31.91%, 稳定组3.33～8.83%, 矿物总量0.89～4.53%。镜质组平均最大反射率为0.470～0.541%, 属Ⅰ变质阶段。
( 三) 、 煤的化学性质
根据化验分析资料:
煤6-2层: 主要煤质指标平均值:
原煤水分9.31%, 灰分7.96%, 全硫0.43%, 发热量28.54MJ/kg; 精煤挥发分42.50%, Y值为零。
原煤灰分沿走向自Ⅶ勘探线向西北有逐渐增高的趋势, 其余地方无论浅部或深部其原煤灰分沿走向均无明显的变化; 沿倾向变化不明显。精煤可燃基挥发分沿走向比较稳定。
煤6-1层: 主要煤质指标平均值:
原煤水分9.08%, 灰分12.75%, 全硫0.92%, 发热量28.03MJ/kg; 精煤挥发分42.21%, Y值为零。
煤1层: 主要煤质指标平均值:
原煤水分11.90%, 灰分19.88%, 全硫2.72%, 发热量23.85MJ/kg; 精煤挥发分41.11%, Y值为零。
可采煤层煤质特征见表3-1-1。
表3-1-1 陈家沟煤矿可采煤层煤质特征表

水分(%)
灰分(%)
挥发分(%)
硫分(%)
煤6-1
原煤
6.85～11.52
5.02～28.67
38.55～46.33
0.44～1.33
9.08(10)
12.75(10)
43.53(10)
0.92(10)
精煤
6.10～10.82
4.38～8.05
39.56～43.94
0.61～0.73
8.88(7)
5.97(7)
42.21(7)
0.65(7)
煤6-2
原煤
7.46～11.49
5.30～14.79
37.12～43.30
0.17～0.72
9.36(36)
7.96(36)
40.87(7)
0.43(25)
精煤
5.82～9.86
3.48～6.71
36.99～44.10
0.13～0.22
8.17(13)
5.31(13)
42.50(13)
0.19(6)
( 四) 、 工艺性能
1. 粘结性和结焦性
各煤层焦渣特征皆为1～2, 即粉状～粘着, 胶质层最大厚度Y值为零, 罗加指数煤6-1层为1.2, 煤6-2层为1.53, 粘结性指数为零, 焦率粉状, 曲线呈平滑下降。由此可见, 各煤层不具粘结性和结焦性能。
2. 低温干馏
煤6-2层低温干馏测定结果: 焦油产率最低9.8%, 最高13.1%, 平均10.8%, 其中85%的焦油产率小于12%。根据《煤的焦油产率分级标准》确定: 煤6-2为富油煤, 局部地方为高油煤; 煤6-1为富油煤; 煤1为含油煤。
3. 化学活性
煤6-2层煤芯样和煤层化学活性试验结果, 在温度为950℃时, 二氧化碳分解率一般超过80%, 有的高达95%, 故煤6-2层具有良好的化学活性。
4. 煤灰特征及煤的结渣性
各煤层灰成分和灰熔点检测结果反映出井田内煤层的灰成分和灰熔点的变化特点: 煤1层灰成分中以Fe2O3为主, 其次时SiO2, Al2O3居第三位; 煤6-1层和煤6-2层灰成分以SiO2为主, 其次为Al2O3, 而Fe2O3仅分别居第三位和第四位。煤1层煤灰中Fe2O3含量明显大于煤6-1层和煤6-2层, 而SiO2和Al2O3含量则明显小于后两层煤。各层煤灰中CaO和MgO的含量均分别小于20%和5%。煤6-2层煤灰中各种成分变化幅值较大: Fe2O3含量变化最大, 由4.46%～22.10%, SiO2在24.42%～34.84%间, Al2O3在16.87%～24.83间; CaO在9.64%～19.02%之间; MgO含量变化较小, 在2.34%～7.23%之间。
煤的灰熔点随着煤炭成分的变化而异。一般随Al2O3含量增加而增高。煤6-1层Al2O3含量大, 在26.06%～30.56%之间, 其灰熔点也最高, T2在1195～1270℃之间; 煤1层Al2O3含量最小, 其灰熔点也最低, T2为1060℃; 煤6-2层介于两者之间, T2在1114～1264℃之间, 平均1185℃。根据灰熔点分级标准, 煤1层属最易熔灰分, 煤6-1层属低至高熔灰分, 煤6-2层属低熔灰分, 个别灰熔点大于1200℃。
华亭煤田煤6-2层曾于1972年在华亭煤矿采过全层煤样, 经湖北鄂城化肥厂试验, 其煤灰粘度及煤的结渣性试验结果表明, 华亭煤田煤6-2具有煤灰熔点低、 灰粘度低、 煤的结渣性极小等适合于液态排渣气化锅炉用煤的特点。
二、 原煤可选性
( 一) 、 煤质资料
1. 设计采用的煤质数据
本次设计采用的煤质资料为陕西省煤田地质局综合试验室 7月所作的《甘肃华亭煤电股份有限公司陈家沟煤矿6-2层可选性煤样综合试验报告》(以下简称《报告》), 同时参考《陈家沟煤矿生产调度日报表汇总》中相关数据。
本设计从《报告》中引用的数据主要有:
表3-1-2: 原煤总样工业分析表;
表3-1-3: 原煤大筛分试验表;
表3-1-4: 原煤破碎级50～0mm筛分试验表;
表3-1-5: 原煤自然级50～0.5mm各粒级浮沉综合表;
表3-1-6: 原煤破碎级50～25mm浮沉试验表;
表3-1-7: 原煤自然级0.5～0mm小筛分试验表;
表3-1-8: 原煤自然级0.5～0mm小浮沉试验表。
表3-1-2 原煤总样工业分析表
项目

煤样
水分
灰分
挥发分
全硫
发热量
Mad
Ad
Vdaf
St,d
Qgr,d
%
%
%
%
MJ/Kg
毛 煤
10.36
12.85
42.32
0.36
26.594
表3-1-3　原煤大筛分试验表
粒度
mm