智能干选机在煤矿选煤厂的应用

朱喜玲

(西山煤电集团 屯兰矿选煤厂， 山西 古交 030206)

0 引言

西山煤电集团屯兰煤矿选煤厂是一座设计能力为8.7 Mt/a的现代化选煤厂，自2010年建立后安装了一备一用两套块煤动筛排矸装置。随着矿井的增产及井下地质条件不断恶劣，洗煤厂清洗的原煤中矸石含量在不断增高，过去原煤中密度级为1.4 kg/L含量由原来的50%下降到35%，特别是2015年后密度级为1. 4 kg /L含量下降到了20%左右，甚至下降到了12%。随着煤质变化，动筛选后矸石的含量由原来了85%增加到90%，而带煤率降低为10%。由于动筛跳汰机已不能达到分选的目的，故停止使用动筛跳汰机，但40～200 mm粒级的煤炭就不能回收。为了节约资源，通过技术研究决定选用智能干选机对选煤厂的排矸装置进行改造升级。

1 智能干选机结构

智能干选机主要由原煤分级筛、煤矸识别装置、除尘装置、储气罐、煤矸漏斗、煤矸输送带等部分组成，如图1所示。主系统包括入料、识别、打料三大系统，辅助系统包括供电、除尘、配风等。

1) 煤矸识别装置。主要有保护密度检测仪、集中控制器、打矸器等部分组成，其中密度检测仪可利用射线穿透岩石强度，从而检测煤矸石密度，筛选出煤、矸石的目的[1]；集中控制器主要对密度检查仪检测数据信号进行处理，从而控制打矸器进行相应动作。

2) 除尘装置。主要包括着高压喷雾装置、电控阀门、粉尘浓度传感器、可编程控制器(PLC)和联锁开关等部分组成，其中粉尘浓度传感器保护临界值分别为20 mg/m3(关闭)和50 mg/m3(开启)。

2 智能干洗工作原理

智能干洗的工作原理

1) 原煤经分级筛初步筛选将洗煤经分级筛底部分出，块状煤矸石及煤块下放到煤矸输送带进行二次筛选。

2) 大块煤矸石进入煤矸输送带后，煤矸识别装置中密度检测仪对矸石密度进行检测，当检测到密度>1.2 g/cm3，直径达100 mm块状煤矸时，集中控制器发出“打矸”指令并及时进行打矸处理；当检测到密度<1.0 g/cm3，直径达100 mm块状煤矸时，集中控制器发出“打煤”指令并及时进行打煤处理。

3) 处理后煤矸石通过卸载滚筒抛出后，利用通风装置对煤矸石进行分离[ 3 ]，使煤块与矸石分别进入到煤块漏斗和矸石漏斗里，然后利用2个漏斗下方输送机分别将煤块、矸石运出。

4) 煤矸输送机在卸载煤矸石时，当机头处粉尘浓度大于50 mg/m3时经粉尘浓度传感器及时将数据信号传递至PLC控制器，控制器进行数据信号处理后，及时打开电控阀门，喷雾洒水装置进行降尘处理；当机头处粉尘浓度低于30 mg/m3时，PLC控制器再次对数据信号进行处理，并关闭电控阀门，喷雾装置停止工作[4]。

具体工作过程为：由智能干选机的智能识别系统对不同煤质建立相应的模型，利用智能大数据分析系统对煤与矸石进行识别[2]，通过分析结果确认“打煤”或者“打矸”；分选出来的煤与矸石分别通过相应的带式输送机排出。

3 方案实施过程

1) 屯兰矿选煤厂选煤厂智能干选机选用双排大小枪设计，共安装300个枪，大枪101个，小枪199个。在智能干选机进行分选时，大枪打大块的物料，这样可以将煤炭中大块的物料打出；小枪打小块的物料，这样可以达到较小的带煤率。由于进入选煤厂的原煤湿度较大，而且选煤厂使用的智能干选机最大可以分选出40 mm以上的粒度，这就造成40 mm分级筛筛分效率低。为了节约资源，决定加装1台40 mm 正弦筛来加强分级效率。

2) 将原动筛系统与辅助系统全部拆除，安装智能干选系统。原煤进入洗煤厂后首先经过200 mm分级筛进行筛选，200 mm以上的物料留在筛上，筛上的物料进入矸石胶带，200 mm以下的物料留在筛下，筛下的物料首先经过正弦筛进行筛选，其中小于40 mm的物料被筛下进入原煤场，40～200 mm的物料继续经过40 mm分级筛进行筛选，其中小于40 mm的物料被筛下进入原煤场，40～200 mm的物料进入干选机，干选机选出的矸石经过正弦筛(40 mm)回收细粒后进入矸石胶带，最后干选机选出的块煤被破碎后进入原煤场[ 5 ]。

4 应用效果分析

1) 屯兰矿选煤厂将2018年智能干选机采集的数据与2014年数据进行对比可以发现,在没有投入智能干选机之前，矸石带煤率为5.23%，煤炭丢失现象比较严重，而当投入智能干选机之后,矸石带煤率仅为3.23%，煤炭的回收效果显著提升。

2) 智能干选机在选煤厂投入使用以来，选煤矸石的带煤率一直保持在2%以下，选后精煤含矸率也控制在9%以下，按照现在各项指标，智能干选机在选煤厂投入使用1 a可以为选煤厂增加收入1 200万元，同时还可以节约选煤厂的水资源，改善员工的工作环境，降低员工的劳动轻度，在近半年的使用过

5 结论

西山煤电集团屯兰矿选煤厂通过技术研究，对选煤厂原动筛排矸系统在选矸过程中主要存在的问题进行合理分析，并根据生产情况设计了一套智能干选机。通过实际应用发现，智能干选机具有选煤精度高、洗选能力强、智能识别度高和洗选范围广等优点。该设备投入使用的半年来一直未发生事故，生产由原来的两人值守改为无人值守，但需安排专人对设备进行巡视，不仅可减少人员的投入，而且大大降低工作人员的劳动强度，同时解决了困扰员工多年的噪音大、粉尘大等问题。由于智能干选机生产时不仅不需要水而且不会产生泥水，这样还可以节约洗煤厂的用水量，同时降低了煤泥的发热量，取得显著的经济效益。