選煤行業新技術浪潮下的智能化選煤廠

王建水

摘? 要： 國家八部委《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》出臺，中國煤炭加工利用協會《智能化選煤廠建設通用技術規范》和國家能源局《智 能化煤礦建設指南2021版》頒布，智能化選煤廠建設進入一個新階段，結合國家雙碳戰略和先期選煤廠智能化建設實踐，建議注重信息平臺建設、著力 智能分選過程、強化節能利用和建立選煤廠智能化建設循序漸進的新思想模式，為選煤廠智能化建設提供借鑒。

關鍵詞： 智能化選煤廠;提質增效;綠色低碳

引言

煤炭生產企業在追求高效益的發展中，如何將智能化技術與選煤各個 環節有機結合，從而提高煤炭產品質量顯得尤為重要。智能化選煤廠以智 能化技術為手段，通過對分選、分級、脫水等過程進行智能分析和優化，? 達到保障系統可靠性、提高作業效率、優化產品質量、創造經濟效益的目 的。目前，大多數選煤廠處于機械化、自動化、信息化交織并存的階段，? 離智能化選煤廠的要求存在較大差距，如何結合選煤廠實際情況，運用智 能化技術、設備，將選煤各環節納入智能化系統中是智能化選煤廠建設的 關鍵。

1 選煤廠智能化的內涵和目標

智能化是指控制對象具有精準的感知能力、準確的分析判斷能力、高 效自主的決策能力和快捷可靠的執行能力。它能根據自身感知的信息進行 自主分析、判斷、決策和執行，并具有自主學習、自主優化能力。因此，? 智能化需要對信息實時采集，對采集的信息進行自主分析判斷、決策，并 保證形成的決策能夠高效執行到位。它具備4種能力：感知能力、分析能 力、決策能力和執行能力。智能化技術將是選煤廠高質量發展的核心支撐 技術，它將人工智能、信息通訊、裝備技術與選煤全過程深度融合，形成 全面感知、實時互聯、分析決策、協同執行的智能系統，實現選煤廠從原 煤入廠、洗選加工、產品裝車等全過程智能運行。選煤廠智能化建設表面 上是為優化分選過程服務，實際是為質量和效益服務，為安全和品質服 務。智能化推崇“少人無人”，但其本質還是“以人為本”。智能化的投 入使用，將極大地改變傳統選煤廠的運維模式，將工人從繁重、危險的崗位中解放出來，極大地提高生產效率和產品質量，達到降本增效、安全發 展的目的;當然，對選煤廠操作人員和專業技術人才也提出了更高的要求[1]。

2 智能化選煤廠關鍵技術

2.1? 煤矸石智能干選技術

智能干選技術是將原煤平鋪，采用傳感器、大數據等技術處理，將煤 與矸石進行智能化識別，最終實現煤與矸石分離。目前，自動分選系統主 要采用了雙能γ射線透射法，圖像識別等方法解決對不同粒度煤和矸石的 組分識別問題，而提高干選精度和分選速率是智能干選技術不斷研發的重 點方向。

2.2? 重介分選工藝的智能化控制技術

重介分選設備傳統控制系統工作時存在的問題與跳汰機基本類似。智 能化控制系統的實際應用效果可以主要從以下兩個方面進行闡述：第一，? 操作靈活度高。受洗煤工藝過程及原料性質影響。重介質的質量會出現不 同程度的波動，這對控制系統提出了更高的要求，質量波動必然會在一定 程度上影響系統的工作質量。智能化控制系統可以基于原材料屬性和工藝 參數波動對重介分選過程進行智能控制，提升分選效果。第二，通過使用 智能化控制系統可以減少重介設備操作人員的數量，降低人工成本[2]。

2.3? 煤泥水處理過程智能控制技術

煤泥水系統中配置絮凝劑以及控制絮凝劑的添加量是非常重要的環 節，會對煤泥水處理的質量和效果產生重要影響。絮凝劑的主要作用是加 速煤泥沉降，促進煤泥與水的分離。與傳統的煤泥水處理控制系統相比 較，智能控制系統的優勢有：第一，選煤過程中，受其他工藝環節的影 響，煤泥水流量會出現很大的波動。該系統可以自動識別流量大小，進而 對絮凝劑的添加量進行調整;第二，?? 當入選原煤屬性出現較大波動，? 比如泥 化含量、細粒砂含量波動等，系統可以考慮原煤屬性智能化配置絮凝劑，? 保障煤泥水的處理效果。

2.4? 智能浮選技術

浮選系統的自動加藥系統逐步成熟，而智能決策加藥量和基于環境變 化實時優化浮選各項參數是智能化浮選技術的重點。由于數字圖像處理具 有響應快，不受空間、主觀因素限制等優點，它在智能化泡沫浮選中有較 為廣泛應用，提取泡沫的紋理（熵、慣性矩、能量等）、尺寸形狀等靜態 特征以及速度等重要的動態特征，優化算法建立合理數學模型，精確量化 浮選中各項參數值，進而指導浮選生產[3]。

3 選煤廠智能化建設思路

3.1? 選煤廠智能化建設總體要求

選煤廠智能化建設總體要求是：能自主分析原料煤性質和產品質量 情況，建立生產組織模型;采用大數據分析方法進行數據建模，利用機器 學習算法自主分析、預測工藝參數;通過協同控制方法，自主調節各工藝 環節操作參數，實現各工藝環節智能控制;通過對典型選煤工藝的智能控 制，實現精準分選。大數據、工業物聯網等信息技術與傳感器檢測技術的 融合使用，是選煤廠智能化發展的主要研究方向;傳感器的開發、應用和 采集數據的集成分析是核心。選煤廠智能化建設重點體現在集中控制技 術、傳感器檢測技術、數據傳輸、分析和應用等方面。選煤廠智能化系統 應該包括生產管理模塊和安全管理模塊。其中，生產管理模塊要涵蓋設備 全生命周期、生產工藝系統、生產輔助系統管理等;生產工藝系統應包含智 能塊煤（重介/跳汰）分選系統、智能煤泥分選系統、智能濃縮壓濾系統 等;生產輔助系統應包含智能倉儲和配煤、智能裝車、智能加藥、智能加 介、智能脫水脫介等。安全管理模塊重點建設智能化安全保障系統，要涵 蓋人員實時定位系統和視頻監控系統。視頻監控系統可以根據現場實際，? 考慮設置電子圍欄等。安全保障系統要和操作系統連鎖，采集數據要進行 大數據比對分析，判斷哪些是高危行為進行相應禁止，從而提升企業的本 質安全能力。

3.2? 智能技術運用

目前，智能分選、智能加藥、智能照明、智能壓濾等技術在多個選煤 廠使用，這些智能技術的應用，要結合各選煤廠實際情況，需要在安全、 高產高效的前提下，針對疑點難點深入調查，特別是工況、氣候、地質條 件及人員素質方面要重點考慮。例如在設備可靠性管理上，傳感器布置位 置、數量是容易忽視的問題，同樣不能忽視的是設備可靠性管理中采集的 數據，需要進行專業分析。在智能裝車系統建設中，要考慮牽引方式及火 車司機的職業素養對系統使用的影響[4]。

4 結束語

智能化選煤廠是選煤廠發展的新趨勢，選煤過程每一環節智能化都 是十分重要的過程，涉及學科十分廣泛，需要儲備十分龐大的知識。選煤 人需要緊緊抓住核心技術，把專業知識與實際經驗結合起來。在建設智能 化選煤廠時比較關鍵的問題是要打通設備、數據以及系統軟件之間的“信 息孤島”，實現數據信息的互通共享。只有這樣才能夠真正基于工業大數 據，實現選煤生產全流程智能化控制。

參考文獻：

[1]路邁西.選煤廠技術管理[M].徐州：中國礦業大學出版社，2020.

[2]匡亞莉.智能化選煤廠建設的內涵與框架[J].選煤技術，2020（1）：85-89.

[3]王國法，劉峰，龐義輝，等.煤礦智能化——煤炭工業高質量發展的核心技術 支撐[J].煤炭學報，2020，44（1）：349-357.

[4]龐義輝，王國法，任懷偉.智慧煤礦主體架構設計與系統平臺建設關鍵技術[J]. 煤炭科學技術，2020，47（3）：35-42.