浅谈动力煤选煤厂智能化改造建设

浅谈动力煤选煤厂智能化改造建设

宋英杰

中煤科工开采研究院有限公司， 100013

摘要：动力煤选煤厂的智能化改造，需要深入分析选煤厂工艺系统、装备水平和岗位定员，从选煤厂实际生产情况出发，解决制约选煤厂稳定生产的薄弱环节，制定切实可行的的智能化改造技术方案，解决选煤厂稳定生产的薄弱环节，保证安全运行，降低运行成本，实现降本增效，提升选煤厂的智能化水平。

关键词：智能化；一厂一策；动力选煤厂

0 前言

随着“中国制造2025”规划的提出，选煤厂智能化发展符合国家战略规划，顺应国际发展潮流，特别是近几年有关煤炭行业的数字矿山、智慧矿山、机器人采煤、机器人煤矸分选、“黑灯”选煤厂等智能化技术成为大家关注的热点，智能化选煤厂建设已然成为当今选煤行业的潮流［1］。对于已建设完成的选煤厂，由于受限于现有工艺装备情况、自动化集控水平以及车间布局，需要结合实际生产情况，深入分析装备水平，着重解决薄弱环节，提升选煤厂安全保障能力，因地制宜，制定“一厂一策”的智能化改造技术方案，分阶段提升智能化水平，实现降本增效，减人增效。

1 选煤厂生产工艺系统现状

1.1生产系统现状

通过总结分析不同地区、不同规模动力煤选煤厂的生产经验，提出了普遍存在的共性问题：

（1）超粒级物料、异物导致的故障停车

井下煤炭开采过程产生的大块、锚杆、铁器、木料、防护网碎片等杂物，随原煤直接进入加工环节，而入厂前物料拣杂环节不充分，造成设备卡、堵甚至故障，引发非正常停车检修，影响选煤厂生产连续性。

（2）加介系统效率低

加介系统采用水冲洗的方式，自动化程度低，需要设置加介工人，指挥管理路径较长，加介滞后严重，同时采用水冲洗用水量不精确，介质密度不可控，需要增加介质浓缩环节。

（3）浓缩加药环节自动化程度低

加药量根据生产经验设定好以后，除非煤质变化较大时基本不会调节，该过程依靠经验进行操作，加药量的精确性差，不能与浓缩机实时工况关联，存在较大的滞后性。

（4）筛网、筛篮跑粗问题

筛板、筛蓝的磨损带来煤泥跑粗问题，后续煤泥水处理环节工况恶化，药剂量增加，会损坏压滤机滤布，筛网、筛蓝的磨损一般靠工人定期检查，存在滞后性。

（5）装车环节工人多，效率低

每个筒仓下都设置有工人，负责指挥货车、控制装车闸门，自动化水平低，人工成本高。

1.2　生产辅助系统现状

（1）供配电系统、压风供水系统、照明系统均存在相当程度的现场人工操作现象，效率低下，安全隐患多；高、低压停送电管理流程复杂。

（2）计量系统不完善，计量管理粗放。

（3）采制样系统自动化程度低。

1.3　生产保障系统现状

（1）设备监控系统不完善，维保及库存信息管理不足

缺乏对数据的深入分析，缺乏有效、实用的的设备故障诊断方法，设备维修保养信息采用传统的人工记录，维修保养数据没有自动分析、预警等功能。备品备件的库存管理采用人工台账，没有与设备生产运行、维修保养等数据进行闭环管理。

（2）视频监控区域少，盲区多

（3）检测技术落后，生产数据获取少

（4）人工巡检路线监测不完善

2 智能化改造方案

笔者结合动力煤选煤厂多年生产实践经验，对上述存在的问题进行深入分析，提出可操作性好、高效化、低投资的智能化建设方案。

2.1　智能生产

2.1.1 智能排矸除杂

采用智能煤矸分选机器人、智能煤矸分选机等自动选矸设备，该设备采用AI技术中卷积神经网络技术，用视觉对煤和矸石进行深度学习，利用大数据来识别煤和矸石，去除大块煤中的矸石，避免卡堵破碎机，影响选煤厂稳定生产。

2.1.2 智能重介分选

在介质库内设置称重计量斗，通过控制抓取量以及给水量，直接配置成指定浓度的悬浮液。智能重介分选形成闭环控制，产品灰分通过高精度灰分进行实时监测，当灰分变化较大，发布调整指令至集控系统，调节加介系统的加介量及补水量，整个过程无人化、减员化。

2.1.3 智能浓缩

通过实时监测浓缩机的清水层厚度，形成煤泥水健康保障系统，避免浓缩机压耙事故的发生；借助浓缩过程中的参数检测，通过智能化加药装置控制加药量，实现煤泥水溢流、底流浓度控制。

2.1.4 智能装车

利用车辆身份认证、实时称重、车辆运动监控、AI视频监控系统数据等技术感知车辆状态特征；根据来煤检测、落料模型判断来煤状态与趋势，进行落料控制，实现车辆的准确、平滑、均匀装煤。

2.2　智能辅助

2.2.1 智能供配电

基于停送电线上审批系统，实现停送电流程无纸化传递、流程审批与远程停送电控制的联锁；根据环境监测温度检测数据，实现配电室自动防火灭火。

2.2.2 智能供风、供水

利用网络通讯技术，将压风机运行参数等数据上传至集中控制室后台，实现远程监控、远程自动起停机。基于现场检测数据，实现轴封水、冷却水、泵进出口阀门随设备联动；自动冲洗系统和带式输送机联动；利用AI视频技术和调量型喷水阀门，根据筛面物料厚度，自动调节喷水量；利用工业清扫机器人，代替人工卫生清理。

2.2.3 智能计量

利用网络通讯技术，配合现场检测元件，采集系统用水、电、药剂和介质的消耗量；基于节能监管平台，对选煤厂的水、电、药剂和介质等资源消耗情况进行整理和分析，指导选煤厂生产，降低资源消耗。

2.3　智能保障

2.3.1 智能巡检

将点检系统应用在楼层穿越巡检、卫生的自动清扫、配电室抽屉抽插、元件操作等对机器人执行精度及可靠性要求较高的场景。可对巡检人员路线信息进行管理，判定是否在岗，是否按时巡检到位等。

2.3.2 设备全生命周期智能管理系统

利用智能传感器、工业互联网、云计算等技术对工业设备进行全运行周期的状态监测，并进行数据管理和分析，进行设备故障预测、故障诊断与分析、设备劣化趋势、健康状态评估、运行状态监测、智能点检系统、设备维修保养管理、设备及备品备件管理等。

对设备及备品备件信息进行集中管理，对维修保养记录进行统计分析，提前预警。

3 结语

随着科学技术的发展，煤炭生产加工企业越来越重视新技术、新工艺、新装备的应用［3］,

通过选煤厂智能化建设，可保障生产系统的稳定性，提高生产效率和产品质量，实现能源消耗的精细化管理，降低吨煤直接加工成本，提升选煤厂安全管控水平，减少人员数量，降低工人劳动强度。对于已建成的选煤厂，一定要因地制宜，针对性的制定“一厂一策”智能化改造路线，才能将智能化技术的作用发挥到最大化。

参考文献：

[1]潘月军，冯来宏，赵东方，等.智能化选煤厂展望[J].科技创新.2017(11);8.

[2]匡亚莉.智能化选煤厂建设的内涵与框架[J].选煤技术.2018(1):85-91.

[3]吴德政.数字化矿山现状及发展展望[J].煤炭科学技术.2014(9):17-21.

作者简介：宋英杰（1984-），男，汉族，山西文水人，高级工程师，硕士，研究方向：智能化选矿厂、洁净煤技术。