煤炭開采與洗選

1、煤炭開采與洗選調(diào)查報(bào)告調(diào)查課題：煤炭開采與洗選調(diào)查時(shí)間：2015年4月12日調(diào)查對(duì)象：朝陽地區(qū)神華國能有限公司露天煤礦煤炭開采與選別前言：煤炭為中國經(jīng)濟(jì)列車持續(xù)快速前行提供了源源不絕的動(dòng)力，它也是導(dǎo)致霧霾天氣的PM2.5的主要來源。最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年全國煤炭消費(fèi)量為36.1億噸，在一次能源消費(fèi)中的比重達(dá)65.7%。富煤、貧油、少氣”的資源稟賦，決定了在今后相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi)，中國的發(fā)展離不開煤炭，解決能源和環(huán)境問題的核心，是把煤炭這篇大文章做好，清潔高效地利用好。我國生產(chǎn)和消費(fèi)量約占全世界一半。近幾年來，隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度加大，煤炭在我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重略有下降，但仍占全國能

2、源生產(chǎn)總量的3/4、消費(fèi)總量的2/3左右，主體能源的地位沒有改變。調(diào)查主體：1概述：神華國能寶清煤電化有限公司朝陽露天煤礦位于黑龍江省雙鴨山市寶清縣朝陽鄉(xiāng)。地表境界走向西南至東北長度約為16KM,寬度平均約為4.8KM。露天礦開采境界內(nèi)可采地質(zhì)儲(chǔ)量836MT,最大開采深度155M。本區(qū)褐煤屬中富灰高揮發(fā)分，特低硫特低磷，可用于發(fā)電及煤化工原料，腐植酸的提取。2氣候條件：該地區(qū)屬于寒溫帶大陸季風(fēng)，夏秋兩季多雨，季節(jié)性凍土深度1.40-2.00M,凍結(jié)期為11月至來年5月下旬，多年平均降雨量526.2MM,降雨多集中在6至9月份，占全年降雨量70%以上。冬季多西北風(fēng)，全年和夏季盛行南風(fēng)。3地形地貌

3、及地質(zhì)條件：本區(qū)位于三江平原南部，地形平坦，地面標(biāo)高在67M-119M之間，一般為77M左右，地形為西南高，東北低地形高差不明顯，地面大部分為農(nóng)田，寶清露天礦結(jié)構(gòu)比較簡單，由第四系覆蓋層，第三系煤系地層及石炭二系基底組成。本區(qū)構(gòu)造是在區(qū)域構(gòu)造背景下形成的斷陷盆地，與區(qū)域構(gòu)造融為一體。盆地總體形態(tài)為寬緩的單斜構(gòu)造。本區(qū)第三系富錦組為主要含煤地層，含煤4層,分別為8.9.10.20號(hào)煤層。4開采工藝：按照設(shè)計(jì)方案，開采煤礦采用單斗-卡車-半固定破碎機(jī)-帶式輸送機(jī)連續(xù)開采工藝系統(tǒng)已基本形成。剝離工藝根據(jù)本礦開采技術(shù)條件及產(chǎn)量規(guī)模要求，有3種開采工藝方案：方案一：單斗-卡車開采工藝。方案二：剝離采用單

4、斗-轉(zhuǎn)載機(jī)-帶式輸送機(jī)-排土機(jī)連續(xù)-單斗-卡車開采工藝。方案三：剝離采用拉斗鏟倒堆-單斗-自移式破碎機(jī)-轉(zhuǎn)載機(jī)-帶式輸送機(jī)-排土機(jī)半連續(xù)-單斗-卡車開采工藝。2煤炭的洗選：煤炭洗選是利用煤和雜質(zhì)（研石）的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過物理、化學(xué)或微生物分選的方法使煤和雜質(zhì)有效分離，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。按選煤方法的不同，可分為物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤及微生物選煤等。煤炭在洗煤中用大量清水進(jìn)行洗選分級(jí)，又經(jīng)脫水后成為產(chǎn)品煤運(yùn)出，余下的便是洗選廢水。對(duì)其處理方法是完全閉路循環(huán)，并分為三個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：一級(jí)是煤泥全部由廠內(nèi)的脫水機(jī)械回收，實(shí)現(xiàn)洗水全部復(fù)用；二級(jí)是大部煤泥

5、在廠內(nèi)回收，小部在廠外沉淀池回收，洗水全部復(fù)用；三級(jí)是在廠外煤泥池沉淀，清水大部分復(fù)用，余下的達(dá)標(biāo)排放。一般來說，選煤廠由以下主要工藝組成：(1)原煤準(zhǔn)備：包括原煤的接受、儲(chǔ)存、破碎和篩分。(2)原煤的分選：目前國內(nèi)的主要分選工藝包括跳汰-浮選聯(lián)合流程；重介-浮選聯(lián)合流程；跳汰-重介-浮選聯(lián)合流程；塊煤重介-末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程。(3)產(chǎn)品脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤脫水，煤泥脫水。(4)產(chǎn)品干燥：利用熱能對(duì)煤進(jìn)行干燥，一般在比較嚴(yán)寒的地區(qū)采用。(5)煤泥水的處理。煤炭洗選的作用：(1)提高煤炭質(zhì)量，減少燃煤污染物排放煤炭洗選可脫除煤中50好80%勺灰分、

6、30好40%勺全硫(或60%80購無機(jī)硫)，燃用洗選煤可有效減少煙塵、SO牙口NOx的排放，入洗1億t動(dòng)力煤一般可減排6070萬tSO2,去除研石16Mt(2)提高煤炭利用效率，節(jié)約能源煤炭質(zhì)量提高，將顯著提高煤炭利用效率。一些研究表明：煉焦煤的灰分降低1%煉鐵的焦炭耗量降低2.66%,煉鐵高爐的利用系數(shù)可提高3.99%;合成氨生產(chǎn)使用洗選的無煙煤可節(jié)煤20%發(fā)電用煤灰分每增加1%發(fā)熱量下降200360J/g,每度電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加25g;工業(yè)鍋爐和窯爐燃用洗選煤，熱效率可提高3%8%(3)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品競爭能力發(fā)展煤炭洗選有利于煤炭產(chǎn)品由單結(jié)構(gòu)、低質(zhì)量向多品種、高質(zhì)量轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)

7、質(zhì)化。我國煤炭消費(fèi)的用戶多，對(duì)煤炭質(zhì)量和品種的要求不斷提高。有些城市，要求煤炭硫分小于0.5%,灰分小于10%若不發(fā)展選煤便無法滿足市場要求。(4)減少運(yùn)力浪費(fèi)由于我國的產(chǎn)煤區(qū)多遠(yuǎn)離用煤多的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，煤炭的運(yùn)量大，運(yùn)距長，平均煤炭運(yùn)距約為600公里，煤炭經(jīng)過洗選，可去除大量雜質(zhì)，每入洗100Mt原煤，可節(jié)省運(yùn)力9600Mt/km。洗選方式一般有跳汰工藝、重介工藝、風(fēng)力選煤等。當(dāng)然，隨著科技的進(jìn)步及時(shí)代的發(fā)展，處于攻關(guān)或業(yè)已投入生產(chǎn)的某些特殊洗選工藝也將得到進(jìn)一步的發(fā)展并替代傳統(tǒng)工藝?？偨Y(jié)：煤炭是國家發(fā)展的基礎(chǔ)，煤炭開采的技術(shù)與發(fā)展決定著我國在世界上發(fā)展的速度，在接下來的一段時(shí)間，煤炭的開采

8、與洗選依然是一個(gè)主要課題。在我國的一次能源構(gòu)成中媒炭占比例達(dá)到。對(duì)煤炭開采與洗選業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀進(jìn)行分析肩助于了解煤炭開采與洗選業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新投入及其成果進(jìn)一步了解能源工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀。一、煤炭開采與洗選業(yè)技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀分析考慮到在技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)中研究與發(fā)展人員的基礎(chǔ)作用以及支撐作用選取研究與發(fā)展人員即跤人員研究與發(fā)展經(jīng)費(fèi)支出經(jīng)費(fèi)支出進(jìn)行分析，另外考慮到煤炭開采與洗選業(yè)對(duì)技術(shù)引進(jìn)的應(yīng)用情況，同時(shí)選取技術(shù)獲取及技術(shù)改造費(fèi)用分析。人員是指在一個(gè)統(tǒng)計(jì)年度內(nèi)從事研究與發(fā)展活動(dòng)的時(shí)間占用科研時(shí)間及以上的教學(xué)與科研人員。經(jīng)費(fèi)代表全社會(huì)研究與試驗(yàn)發(fā)展的經(jīng)費(fèi)。技術(shù)獲取及技術(shù)改造費(fèi)用就是一種非經(jīng)費(fèi)投入，它包含了四個(gè)

9、部分引進(jìn)技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出消化吸收經(jīng)費(fèi)支出購買國內(nèi)技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出技術(shù)改造經(jīng)費(fèi)支出其中引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和購買國內(nèi)技術(shù)都是技術(shù)獲取的一種O在企業(yè)自主創(chuàng)新能力不足的情況下引進(jìn)技術(shù)是提高技術(shù)創(chuàng)新能力的重要途徑O技術(shù)獲取是把別人的先進(jìn)技術(shù)為我所用這樣不但可以節(jié)省時(shí)間還可以節(jié)省人力、物力進(jìn)行跨越式發(fā)展。而技術(shù)改造可以反映能源工業(yè)對(duì)技術(shù)升級(jí)改造的投入強(qiáng)度，這也是一種重要的技術(shù)創(chuàng)新投入O各行業(yè)在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出指標(biāo)的選取上，一般包含出版科技專著數(shù)專利數(shù)以及學(xué)術(shù)論文發(fā)表數(shù)。涉及到能源工業(yè)或煤炭開采與洗選業(yè)霍慧智在創(chuàng)新產(chǎn)出上將能源的年總產(chǎn)量作為創(chuàng)新產(chǎn)出但是由于這一指標(biāo)僅僅是對(duì)能源的絕對(duì)數(shù)量進(jìn)行分析因而在論文中不考慮這一

10、指標(biāo)。張曦將申請(qǐng)專利數(shù)和新產(chǎn)品產(chǎn)值作為煤炭企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率研究的產(chǎn)出指標(biāo)這兩個(gè)指標(biāo)分別表示了企業(yè)創(chuàng)新水平和成果轉(zhuǎn)化的經(jīng)濟(jì)效率二，經(jīng)濟(jì)趨勢：60%50%4口跖30%20%10%觥-10%r2M圖1:2010年-2014年我國煤炭開采和洗選業(yè)銷售收入增長趨勢圖中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示：2014年，我國煤炭開采和洗選業(yè)銷售收入達(dá)30045.87億元，同比下降7.3%,創(chuàng)2011年來業(yè)務(wù)收入新低。2013年業(yè)務(wù)收為32404.73億元，同比下降3.2%,2012年為今年來業(yè)務(wù)收入最高的一年，到達(dá)33485.99億元。2011年主營業(yè)務(wù)收入是今年來增長最多的，增長率達(dá)到54.1%。圖2:2010年到2014年

11、我國煤炭開采和洗選業(yè)利潤總額趨勢表2011年我國煤炭開采和洗選業(yè)利潤總額為近五年來最高的一年，達(dá)到4341.73億元。此后逐年下降，2012年至IJ2014年利潤總額同比減少分別為18.1%,33.3%?口46.5%。圖3:2010年-2014年我國煤炭開采和洗選業(yè)毛利率走勢表2010年至2014年，我國煤炭開采和洗選業(yè)毛利率逐年下降。其主要原因有三點(diǎn)：其一中國經(jīng)濟(jì)增速減緩，由原來高速增長到現(xiàn)今中高速增長，直接影響了煤炭開采和洗選業(yè)的發(fā)展；其二行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，行業(yè)競爭日益激烈，導(dǎo)致供求不平衡；其三人們對(duì)環(huán)保的日益重視。預(yù)計(jì)2015年我國煤炭開采和洗選業(yè)主營業(yè)務(wù)收入將不會(huì)有太大起伏，但是利潤總

12、額和毛利率卻難以改變下降趨勢。三，對(duì)環(huán)境的影響：1水體污染在煤炭環(huán)境污染中，以水體污染影響最大最廣。煤炭開采對(duì)地下水的破壞以及煤炭加工企業(yè)對(duì)水資源的污染與耗損，導(dǎo)致了水資源并不豐富的我國水資源卻在急劇的減少。據(jù)調(diào)查，在我國煤炭的主產(chǎn)區(qū)，山西、內(nèi)蒙古、陜西等省都出現(xiàn)了水資源緊缺的狀況。全國96個(gè)國有重點(diǎn)礦區(qū)中，缺水礦區(qū)占71%,其中嚴(yán)重缺水礦區(qū)占40%止匕外，由于很多洗煤廠大量排污，水中含有懸浮物等污染物，有的甚至還有很多有毒元素，導(dǎo)致很多人喝不到干凈水，甚至無法進(jìn)行正常的作物種植，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)生活。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國煤炭每年生產(chǎn)的各種廢污水約占全國總廢污水量的25%止匕外，由于煤炭大規(guī)模不合

13、理的開發(fā)，破壞了地球表面的地質(zhì)構(gòu)造，造成了地表挖損、塌陷、壓占等，對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)、地表植被造成了一定的破壞，嚴(yán)重的將導(dǎo)致井泉干涸、水土流失、土地沙漠化等。有數(shù)據(jù)顯示，山西省平均開采1噸煤炭，礦井排水0.87噸，每年因采煤破壞地下水4.2億立方米。2粉塵與廢氣污染研究表明，煤炭利用過程中向環(huán)境釋放了大量的二氧化硫（SO2、氮氧化物（NOX、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC、懸浮顆粒物等大氣污染物以及甲烷（CH4、煤炭環(huán)境保護(hù)的探討及治理對(duì)策陳剛CO冷溫室氣體，已經(jīng)成為了大氣污染物的主要來源。其中SO牙口氮氧化合物均為致酸物質(zhì)，SO2s入大氣后遇降水形成的酸雨對(duì)人體和環(huán)境都有直接危害，侵害土壤、破壞森林、抑

14、制農(nóng)作物生長等，如今酸雨已成為了全球性的污染。由于國家對(duì)NOx的排放限制，現(xiàn)在許多脫硫項(xiàng)目已開始脫硫脫硝一起進(jìn)行，達(dá)到脫硫脫硝同步運(yùn)行。目前，已被國內(nèi)外廣泛開發(fā)的脫硫脫硝技術(shù)包含：濕法；雙堿法；氧化鎂法；氨法；干法、半干法煙氣脫硫等。其中，濕法占的應(yīng)用最廣，約占85%（其中石灰石石膏法36.7%,其它濕法48.3%）噴霧干濕法0.4%、吸收劑再生脫硫占3.4%。濕法反應(yīng)速度快、效率高，但占地廣、投資大、耗電耗水。雙堿法利用其漿液或水溶液作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫。氧化鎂法是利用MgOZnO等金屬氧化物對(duì)SO2的吸收能力，將其作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫，我國氧化鎂資源豐富，利用此法可進(jìn)行預(yù)先除塵除氯。氨

15、法也是一種比較成熟的脫硫技術(shù)，它是采取氨水作為脫硫吸收劑，其反應(yīng)速度要比石灰石快得多，但價(jià)格較高。干法主要是指脫硫的最終產(chǎn)物是干態(tài)的，包含噴霧干濕法、循環(huán)硫化床法、荷電干式噴射脫硫法等。止匕外，COCO冷溫室氣體其濃度的增加會(huì)使對(duì)流層中的臭氧增多，平流層的臭氧減少，導(dǎo)致照射到地面的紫外線增加，誘發(fā)皮膚癌等疾病。而這些氣體主要來自煤燃燒產(chǎn)生的有害氣體，尤其是礦區(qū)自用的煤消耗量比較大，而由于大多的燃煤爐和窖爐過于陳舊，導(dǎo)致燃燒效率低，故產(chǎn)生更多的有害氣體，此外，也有很多民用爐灶燒散煤，污染相當(dāng)嚴(yán)重。其次研石山自然和沒對(duì)自然也會(huì)釋放出廢氣，盡管被通風(fēng)喜事后濃度有所降低，但由于數(shù)量過大，依舊對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)挠绊?。粉塵是影響城市空氣質(zhì)量的最主要的污染物。粉塵多為固體小顆粒，吸入身體會(huì)危害身體健康。粉塵主要是在采煤過程，原煤、煤研石地面運(yùn)輸，露天礦剝離的過程中產(chǎn)生的。此外礦井的主要塵源是采煤工作面和掘進(jìn)面，具產(chǎn)塵量約占礦井總產(chǎn)塵量的80%還有礦井排風(fēng)也會(huì)產(chǎn)生粉塵和有害氣體的污染。3固體廢物的污染煤炭固體廢物是指煤炭在生產(chǎn)、加工和消費(fèi)過程中產(chǎn)生的不再需要或暫時(shí)沒有利用價(jià)值而被一起的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)。固體廢物的污染在煤炭開發(fā)中主要是煤研石、露天礦剝離物、煤泥、粉煤灰等的污染。煤研石主要來