智能干選機(jī)在煤礦選煤廠的應(yīng)用

朱喜玲

(西山煤電集團(tuán) 屯蘭礦選煤廠， 山西 古交 030206)

0 引言

西山煤電集團(tuán)屯蘭煤礦選煤廠是一座設(shè)計(jì)能力為8.7 Mt/a的現(xiàn)代化選煤廠，自2010年建立后安裝了一備一用兩套塊煤動(dòng)篩排矸裝置。隨著礦井的增產(chǎn)及井下地質(zhì)條件不斷惡劣，洗煤廠清洗的原煤中矸石含量在不斷增高，過去原煤中密度級(jí)為1.4 kg/L含量由原來的50%下降到35%，特別是2015年后密度級(jí)為1. 4 kg /L含量下降到了20%左右，甚至下降到了12%。隨著煤質(zhì)變化，動(dòng)篩選后矸石的含量由原來了85%增加到90%，而帶煤率降低為10%。由于動(dòng)篩跳汰機(jī)已不能達(dá)到分選的目的，故停止使用動(dòng)篩跳汰機(jī)，但40～200 mm粒級(jí)的煤炭就不能回收。為了節(jié)約資源，通過技術(shù)研究決定選用智能干選機(jī)對(duì)選煤廠的排矸裝置進(jìn)行改造升級(jí)。

1 智能干選機(jī)結(jié)構(gòu)

智能干選機(jī)主要由原煤分級(jí)篩、煤矸識(shí)別裝置、除塵裝置、儲(chǔ)氣罐、煤矸漏斗、煤矸輸送帶等部分組成，如圖1所示。主系統(tǒng)包括入料、識(shí)別、打料三大系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)包括供電、除塵、配風(fēng)等。

1) 煤矸識(shí)別裝置。主要有保護(hù)密度檢測(cè)儀、集中控制器、打矸器等部分組成，其中密度檢測(cè)儀可利用射線穿透巖石強(qiáng)度，從而檢測(cè)煤矸石密度，篩選出煤、矸石的目的[1]；集中控制器主要對(duì)密度檢查儀檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，從而控制打矸器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。

2) 除塵裝置。主要包括著高壓噴霧裝置、電控閥門、粉塵濃度傳感器、可編程控制器(PLC)和聯(lián)鎖開關(guān)等部分組成，其中粉塵濃度傳感器保護(hù)臨界值分別為20 mg/m3(關(guān)閉)和50 mg/m3(開啟)。

2 智能干洗工作原理

智能干洗的工作原理

1) 原煤經(jīng)分級(jí)篩初步篩選將洗煤經(jīng)分級(jí)篩底部分出，塊狀煤矸石及煤塊下放到煤矸輸送帶進(jìn)行二次篩選。

2) 大塊煤矸石進(jìn)入煤矸輸送帶后，煤矸識(shí)別裝置中密度檢測(cè)儀對(duì)矸石密度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到密度>1.2 g/cm3，直徑達(dá)100 mm塊狀煤矸時(shí)，集中控制器發(fā)出“打矸”指令并及時(shí)進(jìn)行打矸處理；當(dāng)檢測(cè)到密度<1.0 g/cm3，直徑達(dá)100 mm塊狀煤矸時(shí)，集中控制器發(fā)出“打煤”指令并及時(shí)進(jìn)行打煤處理。

3) 處理后煤矸石通過卸載滾筒拋出后，利用通風(fēng)裝置對(duì)煤矸石進(jìn)行分離[ 3 ]，使煤塊與矸石分別進(jìn)入到煤塊漏斗和矸石漏斗里，然后利用2個(gè)漏斗下方輸送機(jī)分別將煤塊、矸石運(yùn)出。

4) 煤矸輸送機(jī)在卸載煤矸石時(shí)，當(dāng)機(jī)頭處粉塵濃度大于50 mg/m3時(shí)經(jīng)粉塵濃度傳感器及時(shí)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞至PLC控制器，控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)處理后，及時(shí)打開電控閥門，噴霧灑水裝置進(jìn)行降塵處理；當(dāng)機(jī)頭處粉塵濃度低于30 mg/m3時(shí)，PLC控制器再次對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，并關(guān)閉電控閥門，噴霧裝置停止工作[4]。

具體工作過程為：由智能干選機(jī)的智能識(shí)別系統(tǒng)對(duì)不同煤質(zhì)建立相應(yīng)的模型，利用智能大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)煤與矸石進(jìn)行識(shí)別[2]，通過分析結(jié)果確認(rèn)“打煤”或者“打矸”；分選出來的煤與矸石分別通過相應(yīng)的帶式輸送機(jī)排出。

3 方案實(shí)施過程

1) 屯蘭礦選煤廠選煤廠智能干選機(jī)選用雙排大小槍設(shè)計(jì)，共安裝300個(gè)槍，大槍101個(gè)，小槍199個(gè)。在智能干選機(jī)進(jìn)行分選時(shí)，大槍打大塊的物料，這樣可以將煤炭中大塊的物料打出；小槍打小塊的物料，這樣可以達(dá)到較小的帶煤率。由于進(jìn)入選煤廠的原煤濕度較大，而且選煤廠使用的智能干選機(jī)最大可以分選出40 mm以上的粒度，這就造成40 mm分級(jí)篩篩分效率低。為了節(jié)約資源，決定加裝1臺(tái)40 mm 正弦篩來加強(qiáng)分級(jí)效率。

2) 將原動(dòng)篩系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)全部拆除，安裝智能干選系統(tǒng)。原煤進(jìn)入洗煤廠后首先經(jīng)過200 mm分級(jí)篩進(jìn)行篩選，200 mm以上的物料留在篩上，篩上的物料進(jìn)入矸石膠帶，200 mm以下的物料留在篩下，篩下的物料首先經(jīng)過正弦篩進(jìn)行篩選，其中小于40 mm的物料被篩下進(jìn)入原煤場(chǎng)，40～200 mm的物料繼續(xù)經(jīng)過40 mm分級(jí)篩進(jìn)行篩選，其中小于40 mm的物料被篩下進(jìn)入原煤場(chǎng)，40～200 mm的物料進(jìn)入干選機(jī)，干選機(jī)選出的矸石經(jīng)過正弦篩(40 mm)回收細(xì)粒后進(jìn)入矸石膠帶，最后干選機(jī)選出的塊煤被破碎后進(jìn)入原煤場(chǎng)[ 5 ]。

4 應(yīng)用效果分析

1) 屯蘭礦選煤廠將2018年智能干選機(jī)采集的數(shù)據(jù)與2014年數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),在沒有投入智能干選機(jī)之前，矸石帶煤率為5.23%，煤炭丟失現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而當(dāng)投入智能干選機(jī)之后,矸石帶煤率僅為3.23%，煤炭的回收效果顯著提升。

2) 智能干選機(jī)在選煤廠投入使用以來，選煤矸石的帶煤率一直保持在2%以下，選后精煤含矸率也控制在9%以下，按照現(xiàn)在各項(xiàng)指標(biāo)，智能干選機(jī)在選煤廠投入使用1 a可以為選煤廠增加收入1 200萬元，同時(shí)還可以節(jié)約選煤廠的水資源，改善員工的工作環(huán)境，降低員工的勞動(dòng)輕度，在近半年的使用過

5 結(jié)論

西山煤電集團(tuán)屯蘭礦選煤廠通過技術(shù)研究，對(duì)選煤廠原動(dòng)篩排矸系統(tǒng)在選矸過程中主要存在的問題進(jìn)行合理分析，并根據(jù)生產(chǎn)情況設(shè)計(jì)了一套智能干選機(jī)。通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，智能干選機(jī)具有選煤精度高、洗選能力強(qiáng)、智能識(shí)別度高和洗選范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)備投入使用的半年來一直未發(fā)生事故，生產(chǎn)由原來的兩人值守改為無人值守，但需安排專人對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視，不僅可減少人員的投入，而且大大降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)解決了困擾員工多年的噪音大、粉塵大等問題。由于智能干選機(jī)生產(chǎn)時(shí)不僅不需要水而且不會(huì)產(chǎn)生泥水，這樣還可以節(jié)約洗煤廠的用水量，同時(shí)降低了煤泥的發(fā)熱量，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。