选煤厂最佳分选条件这样确定，的确是个新思路！

山西省段王煤矿选煤厂为矿井型动力煤选煤厂，原煤煤种以贫瘦煤和贫煤为主，产品定位为普通动力煤。主采煤层为8+9＃和15＃煤层，两煤层原煤煤质差别较大，8+9＃煤灰分高、硫分低且煤质波动幅度大；15＃煤灰分低、硫分高且煤质较稳定。选煤厂采用混合入洗方式，即8+9＃煤和15＃煤按一定比例混合后进入选煤厂进行分选。目前，选煤厂仅建有100~13mm块煤排矸系统，无法实现-13mm末煤分选；因此，13mm末煤产品质量波动较大，选煤厂急需建设末煤分选系统。

影响该选煤厂最佳分选条件确定的因素，除了分选粒级和分选密度外，8+9＃煤和15＃煤的配比也对分选效果有着非常显著的影响。在产品质量方面，还需同时考虑发热量和硫分的双重要求。采用常规的分析方法很难准确的确定最佳分选条件。结合项目特点，本文首先利用正交分析法分析各因素对分选效果影响的显著性，然后根据正交分析结果结合分类曲线法确定出最佳分选条件。

１、影响因素显著性分析

采用正交分析法对比煤层配比、分选粒级和分选密度三个影响因素的显著性，判断三个因素对分选效果的影响程度。通过对试验结果进行方差计算，既可分析单个因素对评价指标的影响，也可以分析因素间的交互作用对评价指标的影响。结合项目特点，本文采用三因素三水平正交分析方法，评价指标为产品硫分和发热量。因素及水平的选取见表1和表2，选用L27(313)三因素三水平正交表，正交方差分析结果见表３和表４。

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分析表3可知，FA、FB、FC均大于F0.01(2,8)=8.65，FA×C和FB×C均大于F0.01(4,8)=7.01，所以因素A、因素B、因素C、因素A×C以及因素B×C都对产品硫分有着显著的影响，而且因素A(即煤层配比)对产品硫分的影响最为显著，其次为因素B和因素C，相对而言，因素A×C以及因素B×C较弱；FA×B在F0.01(4,8)=7.01和F0.05(4,8)=3.84之间，所以因素A×B对产品硫分有较为显著的影响。综上所述，对产品硫分影响因素主次顺序(从大到小)为：A、B、C，三个因素的交互作用影响相对较弱。

分析表4可知，FA大于F0.01(2,8)=8.65，所以因素A对产品发热量有着显著的影响；FA和FC均在F0.01(2,8)=8.65和F0.05(2,8)=4.46之间，所以因素B和因素C都对产品发热量有较为显著的影响，且因素C的影响程度大于因素B；FA×B、FA×C和FB×C均小于F0.10(4,8)=2.81，说明因素A×B、因素A×C以及因素B×C对产品发热量影响程度均较弱。综上所述，对产品发热量影响因素主次顺序(从大到小)为：A、C、B，三个因素的交互作用对产品发热量影响均较弱。

综上所述：煤层配比(因素A)对产品质量的影响最为显著，其次为入洗粒度下限(因素B)，最后为分选密度(因素C)。因此，在确定最佳分选的过程中，就可以首先忽略分选密度的影响，并应该慎重确定煤层配比。具体的分析过程如下：首先假定分选密度不变，通过分析煤层配比和入洗粒度下限对分选效果的影响，确定影响最佳的入洗粒度下限。然后在最佳的入洗粒度下限条件下，确定最佳的煤层配比和分选密度。从而最终得到最佳的分选条件。

２、分类曲线法确定最佳分选条件 

结合影响因素显著性分析结论，利用计算机模拟对各种条件下的分选效果进行了预测，并筛选最佳分选条件。假定分选密度为1.90Kg/L不变，得到了煤层配比和入洗粒度下限变化时的分选效果，共得到33组计算数据，数据量非常大，结果很不直观，为解决这一问题，采用了分类曲线法。

分类曲线法的具体方法为：首先，假定分选密度一定，预测不同煤层配比、不同入洗粒度下限时产品质量以及新建系统的盈利情况；然后，根据预测结果绘制不同入洗粒度下限时产品发热量和硫分随煤层配比变化的曲线，并根据产品发热量和硫分的要求找到各自合理的煤层配比范围；最后，找到既满足产品发热量要求，又满足硫分要求的煤层配比范围，并根据产品价格体系计算该范围内的新系统盈利情况，找到最大利润点，该点对应的入洗粒度下限即为最佳入洗粒度下限。待入洗粒度下限确定后，再利用相同的方法分析分选密度对煤层配比的影响，进而确定最佳的分选条件。

2.1分选粒级与煤层配比

为了便于分析，在研究入洗粒度下限的煤层配比的交互作用时，设定分选密度为1.90Kg/L不变。

不同煤层配比、不同入洗粒度下限时产品发热量变化如图1所示(产品质量要求：发热量5200～5800Kcal/Kg)；不同煤层配比、不同入洗粒度下限时产品硫分变化如图2所示(产品质量要求：硫分不高于1.50%)；不同煤层配比、不同入洗粒度下限时利润变化如图３所示。

分析图1可知：

（1）入洗粒度下限为3mm时，精煤产品发热量最高；为6mm时，精煤产品发热量最低；为1mm时，精煤产品发热量介于入洗下限为3mm和6mm之间。这是由于当入洗粒度下限为1mm时，必须采用湿法分级工艺，造成精煤产品水分增加，导致精煤产品发热量降低。

（2）随着8+9＃煤和15＃煤的配比比例增大，精煤产品发热量逐渐降低。

（3）为了满足精煤发热量的要求：当入洗粒度下限为1mm时，8+9＃煤和15＃煤的配比应在3:7～8:2之间；为3mm时，配比应在4:6～9:1之间；为6mm时，配比应在3:7～7:3之间。

因此可以推论出，当8+9＃煤和15＃煤的配比在4:6～7:3之间时，三种入洗粒度下限分选出的精煤产品发热量均在5200～5800 Kcal/Kg之间。

分析图2可知：

（1）随着入洗粒度下限的降低，精煤硫分逐渐降低。

（2）随着8+9＃煤和15＃煤的配比比例增大，精煤产品硫分逐渐降低。

（3）为了满足精煤硫分小于1.50％的要求，当入洗粒度下限为1mm时，8+9＃煤和15＃煤的配比应大于6:4；为3mm时，配比应大于7:3；为6mm时，配比应大于8:2。

综上，为满足精煤产品发热量和硫分要求，当入洗粒度下限为1mm时，8+9＃煤和15＃煤的配比应在6:4～8:2之间；当入洗粒度下限为3mm时，配比应在7:3～9:1之间；当入洗粒度下限为6mm时，没有符合要求的配比。

分析图3可知：

分选密度为1.90Kg/L时，利润最大点为入洗粒度下限3mm，8+9＃煤和15＃煤配比为7:3，此时精煤产品发热量为5455Kcal/Kg，硫分为1.43％，利润为2458万元。

2.2分选密度与煤层配比

通过以上比较可知，最佳的入选粒度下限为3mm。为考察分选密度与煤层配比的交互作用，预测了入选粒度下限为3mm时，不同分选密度、不同煤层配比的分选情况。

不同煤层配比、不同分选密度时产品发热量变化如图4所示(发热量5200～5800Kcal/Kg)；不同煤层配比、不同分选密度时产品硫分变化如图5所示(硫分不高于1.50％)；不同煤层配比、不同分选密度时利润变化如图６所示。

分析图４可知：

（1）随着分选密度的降低，精煤产品发热量逐渐增高。

（2）随着8+9＃煤和15＃煤的配比比例的增大，精煤产品发热量逐渐降低。配比比例越大，不同分选密度的精煤产品发热量差距越大。

（3）为了满足精煤发热量的要求，当分选密度为1.80Kg/L时，8+9＃煤和15＃煤的配比应不小于5:5；1.90Kg/L时，其配比应介于4:6～9:1；2.00Kg/L时，配比应介于3:7～7:3。

因此可以推论出，当8+9＃煤和15＃煤的配比在5:5～7:3之间时，三种分选密度分选出的精煤产品发热量均在5200～5800Kcal/Kg之间。

分析图５可知：

（1）随着分选密度的降低，精煤产品的硫分逐渐降低。

（2）随着8+9＃煤和15＃煤的配比比例的增大，精煤产品硫分逐渐降低，配比比例越大，不同分选密度的精煤产品硫分差距越大。

（3）为满足精煤硫分要求：当分选密度为1.80Kg/L时，8+9＃煤和15＃煤的配比应不小于6:4；1.90Kg/L时，配比应不小于7:3；2.00Kg/L时，配比应不小于8:2。

综合图４和图５可知，为满足精煤产品发热量和硫分要求：当分选密度为1.80Kg/L时，8+9＃煤和15＃煤的配比应不小于6:4；1.90Kg/L时，配比应在7:3～9:1之间；当分选密度为2.00Kg/L时，没有符合要求的配比。

不同煤层配比、不同入分选密度时利润变化如图6所示，由图6可知：利润最大点为分选密度为1.80Kg/L、8+9＃煤和15＃煤的配比为6:4，此时的精煤产品发热量为5656Kcal/Kg，硫分为1.48％，利润为5056万元。

2.3最佳分选条件

综上所述，通过正交分析法和分类曲线法的综合运用，最佳分选条件如下：8+9＃煤和15＃煤的配比为6:4、入洗粒度下限为3mm、分选密度为1.80Kg/L。

３、结语

我国以煤炭为主要能源的消费结构短时期难以改变。在煤炭洗选方面，我国对于煤炭的洗选还未走上精细化道路。在制定煤炭洗选工艺时，不能只局限于简单的煤质分析和笼统的应对产品市场需求。当影响分选条件的因素众多时，引入数学统计方法和量化各条件参数，对准确的确定最佳分选条件意义重大。本文综合运用了正交分析法和分类曲线法，清晰、准确地找到了选煤厂的最佳分选条件。

（编辑：三三）

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