
目前,我国原煤入洗率已达68%。
近期,国家统计局公布2025年全国规模以上工业企业利润显示,石油、煤炭及其他燃料加工业比上年减亏,其中,煤炭开采和洗选业亏损下降41.8%。
当前,我国煤炭供应正从“提量”转向“提质”,精准满足用煤需求。为推动煤炭分级分质利用,提升商品煤质量,推进煤炭洗选高质量发展成为必然选择。通过因地制宜选择洗选技术路线,并应用智能化技术让选厂降本提效,到“十五五”末,我国煤炭洗选产能结构预计将持续优化,智能化选煤厂建设也将取得重要进展。
与此同时,洗选产生的固体废物利用水平也在持续提升。例如,尾煤泥脱水掺配至洗混煤中销售,将煤炭资源“吃干榨净”;矸石直接用于井下填充,节约能源和运输成本。这些曾经的纯成本支出,正逐渐转变为煤矿的“新增长点”,进一步促进煤炭资源的全面高效利用。
煤炭洗选有何作用
所谓煤炭洗选,既要“洗”也要“选”。洗去混在煤炭中的杂质,保障煤炭供应质量;选出不同类型的煤炭,保障煤炭分级分质利用。煤炭洗选是煤炭资源开发利用的重要环节,对提高商品煤质量、减少无效运输、提升煤炭清洁利用水平具有重要意义。
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▲图为中煤建设集团煤炭洗选运维项目厂区。
“洗选通常包括破碎筛分、分选、脱水脱介、煤泥水处理、产品储存装车等核心环节。”中煤建设集团安全总监徐子利向《中国能源报》记者介绍,进入选厂的原煤会首先经过筛分和破碎作业,让颗粒大小符合分选要求,并按粒级分流至对应的分选系统。分选后的精煤、中煤、矸石等产物经脱水处理后形成煤炭产品。煤泥水则可通过浓缩、压滤回收形成煤泥产品。
近年来,商品煤质量评价和管理标准持续完善,煤炭深加工精细化程度不断提高,目前,我国原煤入洗率已达68%。但随着原煤产量连年上涨,大量未经洗选的原煤杂质多、热值低、污染大,直接利用不仅会造成资源浪费、环境污染,还会损耗设备寿命。当前,一些地区存在洗选先进产能与落后产能并存、清洁生产水平不高、煤矸石处置利用不充分等问题,需要进一步加以规范引导,实现更高水平的发展。
国家能源局《关于加快推进煤炭洗选高质量发展的意见》(以下简称《意见》)中提出,到“十五五”末,煤炭洗选设施高水平满足原煤入选需要,洗选产能结构持续优化,智能化选煤厂建设取得重要进展,干法选煤技术逐步推广应用,原煤入选率稳步提高,煤炭产品上下游衔接更加顺畅。
多样路线如何选择
《意见》中提到的“干法选煤技术”是什么?这一技术的推广又对原煤入选率提高有何影响?
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▲图为阳城煤矿工作人员对充填料进行取样化验。
据徐子利介绍,这种选煤方法是利用煤与矸石在密度、粒度、导电性、磁性或射线吸收特性等方面的差异,在空气介质中实现高效分选。“这种工艺全程不用水,不仅产品水分低、系统简单,投资及运行成本也较低,尤其适用于缺水地区、易泥化煤种及动力煤分选。”近年来,我国煤炭产能不断向中西部转移。干法或“干法+湿法”相结合,正成为西北缺水地区新建选煤厂的主要选择。
相较干法,湿法洗选1吨原煤消耗水约30—80升,同时,湿法也有多样的技术路线。例如,借助水流使不同密度的煤与矸石在筛板上按密度分层地跳汰选煤;以磁铁矿粉等配制的稳定悬浮液作为分选介质的重介质选煤;基于煤与矸石表面物理化学性质的差异,通过添加药剂分选的浮选……不同技术各有优劣,“煤种适配、资源禀赋匹配、产品需求导向”是选择洗选方式的重要原则。
尽管技术路线可能不同,但选厂也面临诸多共性问题。比如煤质波动大、非计划停机率高、产能利用率不均衡等问题困扰高效洗选,因此智能化降本提效前景广阔。徐子利表示,中煤建设集团正将大数据模型、云计算平台、AI等智能技术引入选厂生产的多个环节。
在大海则选煤厂,智能重介、智能加介、智能装车……“智慧基因”融入选厂各个生产环节,保障年2000万吨煤炭洗选能力;在门克庆选煤厂,摄像机、传感器采集生产现场信息,代替了人工巡检作业,集控中心汇总设备运行状态、能耗、生产运输等关键信息,根据生产和销售情况分类产品。数字技术不仅降低了煤炭洗选生产成本,同时提升了选厂的有效生产时间。
固废利用水平如何提升
在产出煤炭的同时,洗选过程中也不可避免地产生大量废弃物,较为典型的是尾煤泥和矸石。以往,这些废弃物的处置对选厂来说是纯成本支出,但近年来固废利用水平不断提高,让尾煤泥和矸石也能“变废为宝”。
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▲图为金桥煤矿选煤厂的尾煤泥超高压压滤机。
“尾煤泥是煤泥水经过层层提取后,最终剩下的、最难处理的那部分微细颗粒。在我矿洗煤厂,尾煤泥都汇集在浓缩池里。”济宁市金桥煤矿矿长戈海宾在接受《中国能源报》记者采访时说,“全厂大量的煤泥水,比如磁选尾矿、浮选尾矿,还有各种筛下溢流,最终都汇集到一段和二段浓缩池。池里大部分水被循环使用,而沉淀在池底、浓度很高的那部分浆体,就是尾煤泥的主要来源。尾煤泥粒度细、灰分高,处理难度不小。”
近年来,金桥煤矿将脱水后的干煤泥掺配至洗混煤中销售,不仅实现了厂内煤泥的“清零化”处理,也显著提升了煤炭资源的综合利用水平。“要实现掺混,必须先把尾煤泥水分压得足够低,然后将压成的泥饼块破碎,根据原煤和洗混煤的发热量、灰分等指标,精确计算煤泥的掺入比例,并实时检测来料和成品质量。”戈海宾说,以往煤泥要么低价外销,要么就地堆放,存在扬尘、流失、占地乃至自燃的风险。及时将其消化到产品中,不仅实现了固体废弃物的厂内清零、减轻了环保和土地占用压力,也为公司带来了每年约1600万元的新增效益。
不同于尾煤泥,矸石颗粒粗、硬度高,有机质和热值极低。近年一批煤矿实现了矸石不升井,通过井下填充大规模处置矸石。
“在井下,智能分选系统进行原煤分选,精煤从主井提升至地面,而矸石则直接进入矸石仓破碎、贮存。在需要的时候,我们将矸石和地面输送过来的水泥料浆搅拌混合,输送至井下充填区域进行充填。”阳城煤矿机电技术科副科长殷宏杰表示,在阳城煤矿,整个过程已经实现了智能化、自动化操作,大幅提高了生产效率和填充质量。同时,矸石填充也减少了矸石提升量和地面处理环节,节约能源和运输成本,矸石井下填充已为阳城煤矿降本增效近亿元。
文 | 本报记者 杨沐岩
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出品 | 中国能源报(cnenergy)
编辑丨闫志强
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