TDS 智能干選機在原煤分選中的應用研究

徐 莽

（山西大同永定莊煤業公司，山西 大同 037024）

引言

煤礦在開采之后，需經過原煤分選，將精煤與矸石及其他雜物進行有效分離，以提高煤炭的燃燒率。針對原煤的分選過程，當前使用的洗煤分選工藝存在塊煤分選率低、分選工藝簡單、生產成本高、所產生煤泥量大等問題，不僅造成了企業的經濟效益低，也給周邊土壤環境及水資源環境等造成了環境污染[1-2]。采用當前更加成熟先進的原煤分選自動化控制技術，開展傳統原煤分選工藝技術的升級改造，已成為當前企業提升自身綜合競爭力的關鍵任務。為此，在分析TDS 智能干選機結構特點基礎上，將其應用到了永定莊煤業中的原煤分選系統中，開展了該選煤廠原煤分選系統的總體設計研究及調試過程存在問題的分析，并對該系統進行了應用效果評價，這對提高該選煤廠的分選效率及分選自動化程度具有重要意義。

1 TDS 智能干選機工作原理分析

目前，市場上應用較為成熟的干選工藝以智能化X 射線掃描識別為主，包括了TDS 智能干選機、CXR 智能干選分選系統等，根據不同的煤炭分選需求，選擇不同類型的干選設備，而TDS 智能干選機的應用更為廣泛[3]。TDS 智能干選機的結構主要包括給料機構、識別裝置、執行機構、吹風機構、除塵機構、冷卻及控制系統等，其中給料機構包括了布料器電機、減速機、皮帶、托輥、入料滑板、聯軸器等部件，主要負責將開采的煤礦輸送至干選機中。識別裝置則主要由X 射線防爆箱和探測器防爆箱等組成，除塵機構包括除塵器護罩、除塵壓差計、消音器、除塵濾筒等組成[4]，TDS 智能干選機結構組成示意圖如圖1 所示。干選機的分選流程為：首先通過給料機構將原煤輸送至原煤分級篩中，對煤礦中雜物進行初級過濾分選，之后傳輸至布料器中進行均勻的單層布料，當識別裝置檢測到有煤炭通過時，則發出X 射線進行通過物的識別掃描，所掃描信號為電信號，經過A/D 轉換器轉換為數字信號，利用CPU 進行檢測信號的運算、分析、判斷，最終下達開閥或關閥的信號命令，此時，除塵裝置啟動，將識別后的煤礦分選為精煤和矸石，并分別落入對應皮帶機中進行輸送[5]。由此，實現原煤的分選操作，其分選流程圖見圖2。

圖1 TDS 智能干選機結構組成示意圖

圖2 TDS 智能干選機分選原理圖

2 智能干選機應用設計

由于永定莊煤業中的原煤具有煤多矸少的特點，為提高塊煤分選效率，降低塊煤的破碎問題，選用了1 臺TDS 智能干選機對該選煤廠中35～160 mm大小的原煤塊進行分選操作。所分選的精煤將在除塵及吹風裝置的作業下進入精塊刮板皮帶中輸送，而分選出的矸石則會進入矸石皮帶中輸送。在整套系統中，前端配備了原煤緩沖倉和2.4 m×3.6 m的振動布料篩，所分選的初級雜物將進入轉載機中進行輸送[6]。另外，匹配了空壓機、儲氣罐、冷干機等設備，整套分選工藝框架圖如圖3 所示。所設計的原煤分選體系具有操作簡單、布局合理、設備臺數少等優點，且不影響原有選煤廠及礦井的正常作業。在前端原煤緩沖倉的作用下，有效保證了原煤進入振動篩的穩定性，也降低了原煤掉入過程出現的破碎問題。而選用的智能干選機能根據分選原煤的大小，進行分選粒度范圍的實時調節。

圖3 TDS 智能干選機應用布局圖

3 智能分選機應用時出現的問題分析

各類新設備、新系統在安裝正常運行前，均會出現各類問題。故在投產前對TDS 智能干選機應用過程及整套系統運行中出現的問題進行了調試解決，以為后期的正常運行提供有力保障。在調試階段所出現的問題主要包括如下幾點：

3.1 作業溫度過高

整套系統在分選過程中，相應的溫度儀表上出現了作業溫度過高的故障報警提示。由此提出的解決辦法為：首先停機檢查了物流管道內是否有原煤卡主現象；停機檢查物流管中中電磁閥是否處于打開狀態；檢查X 射線器的電源切斷及延時繼電器是否及時運行，避免因溫度過高而造成射線器的損壞；

3.2 帶面壓煤

由于所開采原煤存在一定的潮濕性，加上原煤中矸石比較松軟，導致系統停機后在皮帶表面出現了壓煤現象，影響著原煤的運輸效率。為此，可采用鐵鍬進行去除操作，在操作時應避免刮傷皮帶表面，禁止從噴嘴上方推入分選室，防止對物料口的堵塞。

3.3 射線識別率不高

X 射線在識別過程中，未對射線器進行有效調節，加上所檢測原煤存在較多雜物、潮濕等問題，大量潮濕原煤在振動篩分選時也未篩透，導致X 射線檢測時出現了識別率不高的問題，并造成了噴嘴的堵塞、機頭堆料現象。為此，當原煤相對較濕時，應減少原煤的處理量，采用專業工具定時對振動篩及噴嘴進行清理，及時檢查線陣及物料上的異物。以此提高對原煤的識別率。

4 智能干選機應用效果評價

結合前文對TDS 智能干選機的應用情況，對其集成后的分選系統運行效果進行了評價分析。所設計的原煤分選系統能通過TDS 智能干選機進行原煤分選操作，經過調試后，整套系統運行良好穩定，經過TDS 智能干選機后的大于50 mm 塊煤同比增加了40%，大大提高了大尺寸塊煤的分選產量，調試過程中出現的異常問題也未出現，人員僅需在控制中心對整個原煤的分選過程進行遠程操作控制，系統運行的各類信號也能通過控制中心的顯示界面進行實時顯示。在此系統運行期間，該選煤廠所產生的電量消耗同比減少了150 kW/月，分選過程中所消耗的水量也較少了將近2 500 m3/月，現場作業人員減少了將近40 人，預估每年可為企業減少電費支出、水費、人工成本等將近400 萬元以上。另外，該分選系統的應用，解決了傳統分選法出現的廢棄物排放量大、水污染嚴重、煤泥散熱量低等問題，分選之后的煤泥也相對較少，避免了大量煤泥排放對環境的污染。由此，驗證了基于TDS 智能干選機的原煤分選系統的可行性及可靠性。

5 結語

結合現有選煤廠中原煤分選工藝特點，將當前更加先進分選設備應用到原煤分選中，提高原煤的分選效率及現場作業安全，成為當前政府及企業關注的重點方向。