我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭在我国的国民经济和社会发展中占有极其重要的地位。我国肥煤、焦煤、瘦煤等主要炼焦煤种稀缺,应作为战略资源开发利用。汾西矿业煤种多样、煤质多变,使得煤炭的开发、提质、加工、销售等面临诸多难题。为提升企业的市场竞争力,应基于矿区的煤源、煤质实际,制定科学的开采规划、提质措施、选配方案、产品结构,使企业自身的经济效益最大化。论文以汾西集团炼焦煤为研究对象,对汾西矿业选煤产品结构与工艺进行优化研究。通过对汾西矿业原煤进行系统的筛分、浮沉、破碎和磨矿试验,掌握各密度级和各粒度级的破碎解离规律;通过单机检查、月综合资料,确定现有设备分选效能,建立更精确的分选预测模型;通过研究悬浮液密度、固体体积浓度和煤泥含量对悬浮液流变特性影响,明确悬浮液稠度系数和幂律指数的变化规律。最终结合企业的自身特点提出优化分选工艺和选煤产品结构的具体方案,以期实现企业效益最大化。通过分析和研究,取得主要认识如下:(1)考察汾西煤炭对于不同粒度分布模型的适应性,其中,原煤粒度分布符合Rosin-Rammler模型,破碎产物的粒度分布符合Gauding-Schuhmann模型。(2)研究了原煤各密度级和粒度级的破碎解离规律。当精煤灰分要求相同时,将50~25mm原煤破碎到-25mm时,精煤产率略有增加;破碎到-13mm时,精煤产率增加约2个百分点。将25~13mm原煤破碎到-13mm,煤和矸石解离较充分,精煤产率增幅约10个百分点。(3)探讨了不稳定悬浮液粘度的测试方法,提出要根据粘度随时间变化的曲线进行线性拟合确定悬浮液浓度,以期最大限度消除颗粒沉降产生的测量误差,避免采用常规搅拌法引起流态变化而产生的二次测量误差。(4)分析了选煤重介质悬浮液适合的流体模型,通常条件下可采用假塑性流体模型描述。随着悬浮液体积浓度的升高,稠度系数近似线性增加,幂律指数减小。(5)研究了煤泥含量与稠度系数和幂律指数之间的关系。悬浮液体积浓度一定时,随着煤泥含量增加,稠度系数近似线性减小,幂律指数增大,表明煤泥比磁铁矿粉具有更好的“润滑性”。(6)建立了稠度系数和幂律指数的计算公式。当密度介于1.45 g?cm-3~1.80g?cm-3、煤泥含量5%-30%时,选煤重介质悬浮液的稠度系数和幂律指数可分别按近似计算,相对误差一般可控制在10%以内。(7)重介质旋流器一段可能偏差E值为0.045g?cm-3,数量效率为96.6%,分选效果较好;二段可能偏差E值为0.095g?cm-3,数量效率为88.83%,分选效果较差。(8)确定了TBS粗煤泥分选过程中,分配曲线的三参数正态积分模型,该模型相对传统的高斯分布模型,可更为精确的预测TBS分选条件改变时的分选状况,从而获得更为准确的TBS实际可选性曲线。(9)通过重介质旋流器、TBS分选机和浮选机三种分选作业的实际可选性曲线和可浮性曲线,依据等基元灰分原则,采用计算机寻优的方式,得到精煤灰分要求11.0%时,精煤产率可提高约4个百分点,经济效益显著。