智能煤矸分选系统在唐口选煤厂的应用实践.pdf

智能煤矸分选系统在唐口选煤厂的应用实践杨 敏,杜建军,孔令超,王世臣(陕西博选科技有限公司,陕西 西安 712000)摘 要:针对唐口选煤厂大于 300 mm 大块煤矸处理粗放、资源利用率较低的问题,采取增加 1 套智能煤矸分选系统对大块煤矸进行高效分选的改进措施;实践证明,智能煤矸分选系统在唐口选煤厂应用良好,提高了选煤厂经济效益和稀缺炼焦配煤的资源利用率。关键词:选煤厂;智能煤矸分选系统;大块煤矸;炼焦配煤;资源利用率中图分类号:TD945 文献标识码:A 文章编号:1005-8397(2023)06-0020-03Application of intelligent coal and gangue separation system in Tangkou Coal Preparation PlantYANG Min,DU Jian-jun,KONG Ling-chao,WANG Shi-chen(Shaanxi Boxuan Technology Co.,LTD,Xian,Shaanxi 712000,China)Abstract:In view of the extensive treatment and low resource utilization rate of+300 mm large coal and gangue in Tangkou coal preparation Plant,the intelligent coal and gangue separation system was used to efficiently sort large coal and gangue.Practice has proved that the intelligent coal and gangue separation system was well applied in Tangkou coal preparation plant,which improved the washing efficiency of coal preparation plant and the resource utilization rate of scarce coking coal blending,and had good reference significance for similar coal preparation plants.Keywords:coal preparation plant;the intelligent coal and gangue separation system;large coal and gangue;coking coal blending;the resource utilization rate收稿日期:2023-02-06 DOI:10.16200/ki.11-2627/td.2023.06.005作者简介:杨 敏(1995),女,四川南充人,2020 年毕业于西安科技大学矿物加工工程专业,工学硕士,陕西博选科技有限公司生产技术部助理工程师。引用格式:杨 敏,杜建军,孔令超,王世臣.智能煤矸分选系统在唐口选煤厂的应用实践 J.煤炭加工与综合利用,2023(6):20-22.大块煤矸分离是煤炭洗选加工过程中的一个重要环节1,目前大多选煤厂仍以人工手选的方式为主2,存在岗位劳动强度大、噪声污染严重、分选效率低等诸多不利因素3-4。国家发展改革委、能源局、煤矿安监局等 8 部委联合印发了 关于加快煤矿智能化发展的指导意见,提出了选煤厂智能化减人提效的发展要求5-7。智能煤矸分选系统是近年来兴起的一种新型干式自动化选煤设备8-11,可完全代替人工手选对选煤厂中大块煤矸进行分离,顺应国家智能化发展需求,对选煤行业智能化、绿色化、安全化转型升级具有十分重要的作用。1 唐口选煤厂大块煤矸分选现状唐口选煤厂为优质稀缺炼焦配煤选煤厂,大于 300 mm 煤矸含量占总毛煤量约 4.25%,其中块煤含量约 30%。现有大块煤矸分选工艺为:毛煤经 300 mm 振动筛分级后,筛选出的大于 300 mm 大块煤矸通过 108 手选胶带机转载进入溜槽落入料场,由铲车运至破碎机进行煤矸混合破碎后作为低品质原煤销售,导致煤炭资源未被吃干榨净,资源利用率低,经济效益差,大块煤矸处02煤炭加工与综合利用 CAL PROCESSING&COMPREHENSIVE UTILIZATION No.6,2023理工艺流程见图 1。图 1 大块煤矸处理工艺流程2 改造方案在原有动筛车间 108 手选胶带机后新增 1 台智能干选机,智能干选机前端安装 1 台振动给料机,用于均匀分散物料,大于 300 mm 入料经智能干选机分选后,大块矸石直接落地处理,大块煤经新增的 2 台破碎机破碎后落入原煤上仓胶带运至原煤仓,最终进入主洗车间进行洗选,唐口选煤厂智能煤矸分选改造方案见图 2。图 2 智能煤矸分选改造方案3 智能煤矸分选系统配置及工作原理3.1 系统配置智能煤矸分选系统主要包括以下配置:(1)振动给料机:是将筛分后的煤与矸石均匀排列、防止叠加粘连的装置,主要由入料溜槽、振动布料器及输送缓冲段等组成。(2)布料胶带机:是为了使物料平稳通过识别系统,保证识别效果,将筛选后的煤矸均匀排列、防止叠加粘连的装置。主要包括:物料传输机(含机架托辊、动力滚筒、无吸附专用胶带)、速度传感器、跑偏传感器等。(3)识别控制系统:是整个智能煤矸分选系统的中枢,主要由智能煤矸识别仪、可编程控制箱、交流变频器、计算机等设备组成。(4)引导板式分选执行装置:是整个系统的重要组成部分,是将煤、矸进行分离的设备,主要由气动控制箱、分选引导板、高速执行器、液压缓冲器气路、块煤溜槽、矸石溜槽等部分组成。(5)供气装置:给分选装置提供稳定、清洁的高压空气风源。本装置主要由储气罐、自动排水器、冷冻式干燥机、三级精密过滤器及连接管路等部分组成。(6)系统软件:提供就地控制、远程控制、运行、故障无源干接点信号接口或工业以太网接口,接受集控允许运行信号,与矿方现用控制系统有效兼容,在矿调度室即可实现远程监控,系统操作界面简单实用,普通操作人员经过简单学习培训即可上岗工作;具有故障自检和报警功能,可以将故障、报警及运行信息直观显示到调度室操作电脑上,对胶带跑偏、胶带压煤、启车、储气罐风压等检测数据,可以提供异常及时报警及自动停机等功能,软件自身具有智能学习功能,即在设备调试、运行过程中能够学习现场煤和矸石的特征信息,并根据学习的信息自动调整识别参数。3.2 工作原理智能煤矸分选系统是一种基于先进成像和人工智能技术的新型干式自动化选煤设备,利用双能 X 射线/可见光全光谱多谱段扫描成像系统采集传送带上物料的图像,通过深度学习图像识别技术对图像进行分析,判断物料种类,准确控制气吹装置打开或关闭。气动控制箱接收到编程控制器的输出信号后,控制矸石坐标对应的分选引导板按时打开,矸石落入块矸石溜槽后及时闭合,选矸石过程结束;在识别出块煤的情况下,分选装置的引导板不打开,块煤落在引导板上,滑入块煤溜槽通道。智能煤矸分选系统原理见图 3。4 技术参数新增的智能干选机主要技术参数见表 1。5 优势分析(1)处理粒级宽:可对 100500 mm 煤矸进行处理;122023 年第 6 期杨 敏,等:智能煤矸分选系统在唐口选煤厂的应用实践图 3 智能煤矸分选系统原理(2)分选精度高:排矸率大于 95%,矸中带煤率小于 5%;(3)能耗低:无需用水或其它介质,吨煤耗电量仅为 0.25 kWh,已处于同行业领先水平;(4)投入省:无需配置大型空压机组及除尘设备,节省投入资金;(5)智能化程度高:现场无需工人值守,整个系统可进行自检,出现任何故障都可以及时声光报警,系统自动停机,操作界面显示故障点及故障原因。表 1 智能干选机技术参数产品型号HNJ-12-100/500处理粒级/mm100500处理能力/(th-1)95,矸中带煤率5分选带带速/(ms-1)0.3设备装机功率/kW控制系统5振动条形筛3(根据产量不同略有差别)振动给料机3布料皮带机7.5冷干机46 应用情况该项目在唐口选煤厂应用以来,效果良好,通过对大块煤矸进行分选,增加了入洗原煤产量,提高了企业经济效益,具体效益测算如下:智能煤矸分选系统应用前,大块煤矸无法分离,全部破碎后直接销售,大块煤矸破碎后价格200 元/t,破碎成本 7.5 元/t。智能煤矸分选系统应用后,分选出的大块煤破碎后进入洗选系统,大块煤产出精煤产率约 45.5%,中煤产率19%,煤泥产率 15.5%,洗矸产率 20%,精煤价格 1 900 元/t,中煤 680 元/t,煤泥658 元/t,洗矸 2 元/t,破碎成本 7.5 元/t,洗煤成本 20 元/t。2022 年,唐口选煤厂大块煤矸年产量约6.37 万 t,其中大块煤 1.911 万 t。改造 前 销 售 收 入=(200-7.5)6.37=1226.23(万元)。经智能煤矸分选改造后销售收入=1.911(45.5%1900+68019%+65815.5%+220%)+(6.37-1.911)2-1.911(7.5+20)=2046.54(万元)。综合年创效=2046.54-1226.23=820.31(万元)。7 结 语当前,地方政府和煤炭企业高度重视煤炭行业高质量发展,其自动化、智能化发展是必然趋势。唐口选煤厂智能煤矸分选系统的应用实践是提升选煤厂局部智能化水平的一次有益尝试和探索,对落实集团公司精煤增效战略具有促进作用,达到了智能化少人或无人的目标,提高了选煤厂洗选效益和稀缺炼焦配煤的资源利用率。参考文献1 付振祥.煤矸分离系统在煤矿中的应用 J.科技与企业,2013(2):150.2 刘 刚.GDRT 煤矸智能分选系统在新维煤业公司的应用J.煤炭加工与综合利用,2020,246(1):47-48,52.3 苏宇虹.TDS 智能干选机在选煤厂块煤分选系统中的改造实践分析 J.自动化应用,2020(11):49-51.4 缑新学,何 晨.TDS 智能干选机在黄陵一号煤矿选煤厂的应用 J.煤炭加工与综合利用,2020(8):26-29.5 张建明,曹文君,王景阳,等.智能化煤矿信息基础设施标准体系研究 J.中国煤炭,2021,47(11):1-6.6 李志强,李 根.煤矿智能化建设探索与实践 J.中国煤炭,2022,48(1):46-52.7 尤文顺,丁 震,曹正远.国家能源集团煤矿智能化建设探索与实践 J.工矿自动化,2021,47(S1):4-6,20.8 李 燕.一种块煤防碎新方法 J.煤炭加工与综合利用,2021(12):21-24.9 高 嵩,王 敏,吴 菠.TDS 智能干选机在煤矿中的研究与应用 J.煤炭科学技术,2020,48(S2):57-60.10 张晓东.TDS 智能干选系统的技术分析与应用研究J.矿业装备,2020(5):172-173.11 李慧.TDS 智能干选机分选原理 J.山东煤炭科技,2017,35(10):111-113.22 煤炭加工与综合利用2023 年第 6 期