TDS 智能干选机在原煤分选中的应用研究

徐 莽

（山西大同永定庄煤业公司，山西 大同 037024）

引言

煤矿在开采之后，需经过原煤分选，将精煤与矸石及其他杂物进行有效分离，以提高煤炭的燃烧率。针对原煤的分选过程，当前使用的洗煤分选工艺存在块煤分选率低、分选工艺简单、生产成本高、所产生煤泥量大等问题，不仅造成了企业的经济效益低，也给周边土壤环境及水资源环境等造成了环境污染[1-2]。采用当前更加成熟先进的原煤分选自动化控制技术，开展传统原煤分选工艺技术的升级改造，已成为当前企业提升自身综合竞争力的关键任务。为此，在分析TDS 智能干选机结构特点基础上，将其应用到了永定庄煤业中的原煤分选系统中，开展了该选煤厂原煤分选系统的总体设计研究及调试过程存在问题的分析，并对该系统进行了应用效果评价，这对提高该选煤厂的分选效率及分选自动化程度具有重要意义。

1 TDS 智能干选机工作原理分析

目前，市场上应用较为成熟的干选工艺以智能化X 射线扫描识别为主，包括了TDS 智能干选机、CXR 智能干选分选系统等，根据不同的煤炭分选需求，选择不同类型的干选设备，而TDS 智能干选机的应用更为广泛[3]。TDS 智能干选机的结构主要包括给料机构、识别装置、执行机构、吹风机构、除尘机构、冷却及控制系统等，其中给料机构包括了布料器电机、减速机、皮带、托辊、入料滑板、联轴器等部件，主要负责将开采的煤矿输送至干选机中。识别装置则主要由X 射线防爆箱和探测器防爆箱等组成，除尘机构包括除尘器护罩、除尘压差计、消音器、除尘滤筒等组成[4]，TDS 智能干选机结构组成示意图如图1 所示。干选机的分选流程为：首先通过给料机构将原煤输送至原煤分级筛中，对煤矿中杂物进行初级过滤分选，之后传输至布料器中进行均匀的单层布料，当识别装置检测到有煤炭通过时，则发出X 射线进行通过物的识别扫描，所扫描信号为电信号，经过A/D 转换器转换为数字信号，利用CPU 进行检测信号的运算、分析、判断，最终下达开阀或关阀的信号命令，此时，除尘装置启动，将识别后的煤矿分选为精煤和矸石，并分别落入对应皮带机中进行输送[5]。由此，实现原煤的分选操作，其分选流程图见图2。

图1 TDS 智能干选机结构组成示意图

图2 TDS 智能干选机分选原理图

2 智能干选机应用设计

由于永定庄煤业中的原煤具有煤多矸少的特点，为提高块煤分选效率，降低块煤的破碎问题，选用了1 台TDS 智能干选机对该选煤厂中35～160 mm大小的原煤块进行分选操作。所分选的精煤将在除尘及吹风装置的作业下进入精块刮板皮带中输送，而分选出的矸石则会进入矸石皮带中输送。在整套系统中，前端配备了原煤缓冲仓和2.4 m×3.6 m的振动布料筛，所分选的初级杂物将进入转载机中进行输送[6]。另外，匹配了空压机、储气罐、冷干机等设备，整套分选工艺框架图如图3 所示。所设计的原煤分选体系具有操作简单、布局合理、设备台数少等优点，且不影响原有选煤厂及矿井的正常作业。在前端原煤缓冲仓的作用下，有效保证了原煤进入振动筛的稳定性，也降低了原煤掉入过程出现的破碎问题。而选用的智能干选机能根据分选原煤的大小，进行分选粒度范围的实时调节。

图3 TDS 智能干选机应用布局图

3 智能分选机应用时出现的问题分析

各类新设备、新系统在安装正常运行前，均会出现各类问题。故在投产前对TDS 智能干选机应用过程及整套系统运行中出现的问题进行了调试解决，以为后期的正常运行提供有力保障。在调试阶段所出现的问题主要包括如下几点：

3.1 作业温度过高

整套系统在分选过程中，相应的温度仪表上出现了作业温度过高的故障报警提示。由此提出的解决办法为：首先停机检查了物流管道内是否有原煤卡主现象；停机检查物流管中中电磁阀是否处于打开状态；检查X 射线器的电源切断及延时继电器是否及时运行，避免因温度过高而造成射线器的损坏；

3.2 带面压煤

由于所开采原煤存在一定的潮湿性，加上原煤中矸石比较松软，导致系统停机后在皮带表面出现了压煤现象，影响着原煤的运输效率。为此，可采用铁锹进行去除操作，在操作时应避免刮伤皮带表面，禁止从喷嘴上方推入分选室，防止对物料口的堵塞。

3.3 射线识别率不高

X 射线在识别过程中，未对射线器进行有效调节，加上所检测原煤存在较多杂物、潮湿等问题，大量潮湿原煤在振动筛分选时也未筛透，导致X 射线检测时出现了识别率不高的问题，并造成了喷嘴的堵塞、机头堆料现象。为此，当原煤相对较湿时，应减少原煤的处理量，采用专业工具定时对振动筛及喷嘴进行清理，及时检查线阵及物料上的异物。以此提高对原煤的识别率。

4 智能干选机应用效果评价

结合前文对TDS 智能干选机的应用情况，对其集成后的分选系统运行效果进行了评价分析。所设计的原煤分选系统能通过TDS 智能干选机进行原煤分选操作，经过调试后，整套系统运行良好稳定，经过TDS 智能干选机后的大于50 mm 块煤同比增加了40%，大大提高了大尺寸块煤的分选产量，调试过程中出现的异常问题也未出现，人员仅需在控制中心对整个原煤的分选过程进行远程操作控制，系统运行的各类信号也能通过控制中心的显示界面进行实时显示。在此系统运行期间，该选煤厂所产生的电量消耗同比减少了150 kW/月，分选过程中所消耗的水量也较少了将近2 500 m3/月，现场作业人员减少了将近40 人，预估每年可为企业减少电费支出、水费、人工成本等将近400 万元以上。另外，该分选系统的应用，解决了传统分选法出现的废弃物排放量大、水污染严重、煤泥散热量低等问题，分选之后的煤泥也相对较少，避免了大量煤泥排放对环境的污染。由此，验证了基于TDS 智能干选机的原煤分选系统的可行性及可靠性。

5 结语

结合现有选煤厂中原煤分选工艺特点，将当前更加先进分选设备应用到原煤分选中，提高原煤的分选效率及现场作业安全，成为当前政府及企业关注的重点方向。