智能干選機在煤礦選煤廠的應用

朱喜玲

(西山煤電集團 屯蘭礦選煤廠， 山西 古交 030206)

0 引言

西山煤電集團屯蘭煤礦選煤廠是一座設計能力為8.7 Mt/a的現代化選煤廠，自2010年建立后安裝了一備一用兩套塊煤動篩排矸裝置。隨著礦井的增產及井下地質條件不斷惡劣，洗煤廠清洗的原煤中矸石含量在不斷增高，過去原煤中密度級為1.4 kg/L含量由原來的50%下降到35%，特別是2015年后密度級為1. 4 kg /L含量下降到了20%左右，甚至下降到了12%。隨著煤質變化，動篩選后矸石的含量由原來了85%增加到90%，而帶煤率降低為10%。由于動篩跳汰機已不能達到分選的目的，故停止使用動篩跳汰機，但40～200 mm粒級的煤炭就不能回收。為了節約資源，通過技術研究決定選用智能干選機對選煤廠的排矸裝置進行改造升級。

1 智能干選機結構

智能干選機主要由原煤分級篩、煤矸識別裝置、除塵裝置、儲氣罐、煤矸漏斗、煤矸輸送帶等部分組成，如圖1所示。主系統包括入料、識別、打料三大系統，輔助系統包括供電、除塵、配風等。

1) 煤矸識別裝置。主要有保護密度檢測儀、集中控制器、打矸器等部分組成，其中密度檢測儀可利用射線穿透巖石強度，從而檢測煤矸石密度，篩選出煤、矸石的目的[1]；集中控制器主要對密度檢查儀檢測數據信號進行處理，從而控制打矸器進行相應動作。

2) 除塵裝置。主要包括著高壓噴霧裝置、電控閥門、粉塵濃度傳感器、可編程控制器(PLC)和聯鎖開關等部分組成，其中粉塵濃度傳感器保護臨界值分別為20 mg/m3(關閉)和50 mg/m3(開啟)。

2 智能干洗工作原理

智能干洗的工作原理

1) 原煤經分級篩初步篩選將洗煤經分級篩底部分出，塊狀煤矸石及煤塊下放到煤矸輸送帶進行二次篩選。

2) 大塊煤矸石進入煤矸輸送帶后，煤矸識別裝置中密度檢測儀對矸石密度進行檢測，當檢測到密度>1.2 g/cm3，直徑達100 mm塊狀煤矸時，集中控制器發出“打矸”指令并及時進行打矸處理；當檢測到密度<1.0 g/cm3，直徑達100 mm塊狀煤矸時，集中控制器發出“打煤”指令并及時進行打煤處理。

3) 處理后煤矸石通過卸載滾筒拋出后，利用通風裝置對煤矸石進行分離[ 3 ]，使煤塊與矸石分別進入到煤塊漏斗和矸石漏斗里，然后利用2個漏斗下方輸送機分別將煤塊、矸石運出。

4) 煤矸輸送機在卸載煤矸石時，當機頭處粉塵濃度大于50 mg/m3時經粉塵濃度傳感器及時將數據信號傳遞至PLC控制器，控制器進行數據信號處理后，及時打開電控閥門，噴霧灑水裝置進行降塵處理；當機頭處粉塵濃度低于30 mg/m3時，PLC控制器再次對數據信號進行處理，并關閉電控閥門，噴霧裝置停止工作[4]。

具體工作過程為：由智能干選機的智能識別系統對不同煤質建立相應的模型，利用智能大數據分析系統對煤與矸石進行識別[2]，通過分析結果確認“打煤”或者“打矸”；分選出來的煤與矸石分別通過相應的帶式輸送機排出。

3 方案實施過程

1) 屯蘭礦選煤廠選煤廠智能干選機選用雙排大小槍設計，共安裝300個槍，大槍101個，小槍199個。在智能干選機進行分選時，大槍打大塊的物料，這樣可以將煤炭中大塊的物料打出；小槍打小塊的物料，這樣可以達到較小的帶煤率。由于進入選煤廠的原煤濕度較大，而且選煤廠使用的智能干選機最大可以分選出40 mm以上的粒度，這就造成40 mm分級篩篩分效率低。為了節約資源，決定加裝1臺40 mm 正弦篩來加強分級效率。

2) 將原動篩系統與輔助系統全部拆除，安裝智能干選系統。原煤進入洗煤廠后首先經過200 mm分級篩進行篩選，200 mm以上的物料留在篩上，篩上的物料進入矸石膠帶，200 mm以下的物料留在篩下，篩下的物料首先經過正弦篩進行篩選，其中小于40 mm的物料被篩下進入原煤場，40～200 mm的物料繼續經過40 mm分級篩進行篩選，其中小于40 mm的物料被篩下進入原煤場，40～200 mm的物料進入干選機，干選機選出的矸石經過正弦篩(40 mm)回收細粒后進入矸石膠帶，最后干選機選出的塊煤被破碎后進入原煤場[ 5 ]。

4 應用效果分析

1) 屯蘭礦選煤廠將2018年智能干選機采集的數據與2014年數據進行對比可以發現,在沒有投入智能干選機之前，矸石帶煤率為5.23%，煤炭丟失現象比較嚴重，而當投入智能干選機之后,矸石帶煤率僅為3.23%，煤炭的回收效果顯著提升。

2) 智能干選機在選煤廠投入使用以來，選煤矸石的帶煤率一直保持在2%以下，選后精煤含矸率也控制在9%以下，按照現在各項指標，智能干選機在選煤廠投入使用1 a可以為選煤廠增加收入1 200萬元，同時還可以節約選煤廠的水資源，改善員工的工作環境，降低員工的勞動輕度，在近半年的使用過

5 結論

西山煤電集團屯蘭礦選煤廠通過技術研究，對選煤廠原動篩排矸系統在選矸過程中主要存在的問題進行合理分析，并根據生產情況設計了一套智能干選機。通過實際應用發現，智能干選機具有選煤精度高、洗選能力強、智能識別度高和洗選范圍廣等優點。該設備投入使用的半年來一直未發生事故，生產由原來的兩人值守改為無人值守，但需安排專人對設備進行巡視，不僅可減少人員的投入，而且大大降低工作人員的勞動強度，同時解決了困擾員工多年的噪音大、粉塵大等問題。由于智能干選機生產時不僅不需要水而且不會產生泥水，這樣還可以節約洗煤廠的用水量，同時降低了煤泥的發熱量，取得顯著的經濟效益。