1949年2月,大同煤矿宣告解放。同年8月30日大同矿务局成立,煤峪口、忻州窑、永定庄、同家梁、四老沟、白洞等矿陆续恢复生产。当时采的都是侏罗纪煤系,又都是浅部煤层,煤质优良,没有夹石,总的灰分为5%~8%,含矸率在1%以下,只有极个别的工作面煤层中含有少量夹石,或强制放顶时零星跌落的石块混入煤中,对煤炭质量影响不大,所以地面生产系统全都没有筛选或洗煤设备,只是依靠人工把较大的石块或煤矸捡出。
1953年以后,由于陆续开采夹石较多的煤层,如当时的B层和B1层等,煤层中都有一层厚度为0.1~0.3米的夹石,爆破落煤之后,有不少破碎的页岩石块混在煤中。与此同时,D层煤厚度只有0.8~1.1米,盘区巷道必须采用半煤岩掘进(即巷道断面的上半部分开凿在岩层,厚度为0.9~1.1米,下半部分开凿在煤层,高度为1.1~1.2米),虽然煤和岩石分掘分运(即开凿煤层和开凿石头分别进行,运煤和运石头分两次进行),但是煤和石头总不免互相掺和混杂。如果是石头里混入煤,容易导致弃矸场因煤的自燃而起火。如果是煤中混入石头,就会增加煤的含矸率。为了处理原煤中的矸石,保证煤质,1953-1962年,煤峪口、永定庄、白洞、忻州窑、四老沟、同家梁矿先后由北京煤矿设计院设计,大同煤矿建井工程处施工,分别建造了选煤楼,并配备专业的操作和管理人员,负责煤炭筛选工作。
选煤楼的功能可分为三部分。其一,初筛和捡矸,就是用100×100特块滚轴筛把煤和石头一起筛出,然后用人工把石头捡出,在工艺上称为特块捡矸。或是用50×50大块滚轴筛把煤和石头一起筛出,用人工把石头捡出,在工艺上称为大块捡矸。究竟采用特块捡矸还是大块捡矸,要看煤中夹矸的具体情况。比如,煤中含矸来自放顶工序,当顶板塌落时窜入刮板运输机的矸石,一般都是特块,就必须采用特块捡矸。同理,如果是工作面的伪顶随着采煤机割煤落入刮板运输机,多半是大块,就必须采用大块捡矸。其二,煤炭分级,使用快速振动筛或快速摇动筛把煤炭按照块度大小分成不同的品种。其中,块度等于或大于100毫米的,称为特块,等于或大于50毫米的称为大块,等于或大于25毫米的称为中块,等于或大于13毫米的称为小块,粒度小于13毫米的,称为粉煤。不过,因为那时国内煤炭市场上小块煤没有销路,所以,实际上煤炭的品种只有特块、大块、中块、混煤四个。其三,煤炭贮存,一般选煤楼都要根据矿井日产量设计和建造贮煤仓,把煤炭按品种和数量分别贮存,铁路部门送来火车皮即可集中快速装车。
1967-1978年,各矿薄煤层开采比重逐渐增大,煤层中的夹石、伪顶逐渐多了起来,煤炭灰分、含矸率指标经常超标,有时块煤夹杂着石块,港口煤质管理人员把石块拍照寄到局煤质处,大同矿务局领导非常重视,一方面责成专人立即前往解决煤里混入石块问题,一方面采取严格措施加强选煤楼捡矸。可是,按照当时的选煤楼设计,只能靠人工用手捡,并增加捡矸皮带,降低皮带运行速度,便于人工操作。由于捡矸皮带速度不能过低,否则影响产量,所以捡矸皮带的速度都是0.35米/秒左右。就是这样的速度,工人的眼睛紧盯着皮带上的煤和石头,时间长了也会头晕眼花,既不安全,捡矸效果也不佳。所以局领导痛下决心,正在设计或施工中的燕子山、四台、马脊梁新井、塔山、同忻以及后来上马的千万吨级大型矿井,全部配套建设生产能力和煤炭产量相等的洗煤厂,从根本上解决煤炭外在灰分和含矸的问题。
洗煤的原理很简单,调制一种液体,其比重大于煤小于石头,俗称重液。当煤和石头的混合物被投入重液时,煤漂浮在重液的表面,矸石沉没在重液的底部,当输送机运转时,煤被分流到溜煤槽,石头被分流到溜矸槽,这样,煤和石头分开,实现了重液选煤。至于煤炭分级,还必须在洗煤厂增加快速振动筛或快速摇动筛,进行筛分。重液的配制,就是在水中加入磁铁矿粉,一边搅匀,一边做分选试验,达到较好的洗选效果为宜。由于重液选煤能把煤炭中的外在灰分和含矸彻底清除,所以称为“煤炭精洗”。20世纪80年代,洗精煤的价格要比原煤高10%~20%,效益非常可观。
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