智能化新技術(shù)在選煤廠的應(yīng)用

田利軍

摘要：通過分析智能化選煤廠的優(yōu)勢探討了智能化新技術(shù)在選煤廠的實(shí)際應(yīng)用情況，可以為煤礦選煤廠的智能化建設(shè)提供一定的參考。關(guān)鍵詞：選煤廠;智能化技術(shù);能源管理;選煤成本;經(jīng)濟(jì)效益

引言：在智能化時(shí)代背景下，選煤新技術(shù)的突破推動(dòng)了選煤行業(yè)的發(fā)展和變革，提高了選煤企業(yè)的市場競爭力。智能化選煤廠一般是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)下，來達(dá)到生產(chǎn)過程智能控制、經(jīng)營模式升級再造以及資產(chǎn)管理深刻變革的目的，進(jìn)而推動(dòng)選煤行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展[1]。

1智能化選煤廠的優(yōu)勢分析

所謂的智能化指的是設(shè)備能對生產(chǎn)過程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)化控制，其核心在于一些智能化算法和微處理器。由于智能化選煤廠的建設(shè)還處于起步階段，很多人不了解其必要性。下面將分析智能化選煤廠的優(yōu)勢，主要包括選煤效率高、選煤質(zhì)量有保證及環(huán)保性強(qiáng)。

1.1選煤效率高

中國煤礦開采效率的提升，對選煤效率提出了新的要求。實(shí)現(xiàn)選煤的高效率，則必然要實(shí)現(xiàn)選煤自動(dòng)化。由于選煤過程的復(fù)雜性，一些選煤流程還需要人工來操作，這導(dǎo)致很多選煤廠都是半自動(dòng)化。造成這種現(xiàn)象的原因是一些過程很難具有一定的規(guī)律性，需要人進(jìn)行主觀判斷。而智能化選煤廠可有效避免這種問題。一些智能化芯片和算法的應(yīng)用，使得實(shí)現(xiàn)選煤全過程自動(dòng)化成為可能。一旦整個(gè)選煤流程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化運(yùn)行，就能大幅度提高選煤效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.2選煤質(zhì)量有保證

煤炭分選是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要經(jīng)歷很多生產(chǎn)流程。在實(shí)際操作時(shí)，只有對每個(gè)流程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，才能保證最終的煤炭分選質(zhì)量。過去一些分選流程很難通過設(shè)備來進(jìn)行判斷，這使得某些環(huán)節(jié)的分選質(zhì)量較差。由于很多分選流程會(huì)相互影響，難以保證最終的煤炭分選質(zhì)量。煤炭分選質(zhì)量對于煤炭的使用有著很大的影響，如果不能進(jìn)行有效分選，則難以很好地發(fā)揮出煤炭的價(jià)值。

2選煤過程中智能化新技術(shù)的應(yīng)用

2.1電力消耗管理的應(yīng)用

將現(xiàn)有抄表系統(tǒng)接入智能化系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、分析電耗情況，形成圖表，直觀呈現(xiàn)電力消耗趨勢。具體功能包括：電力消耗依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，同現(xiàn)有抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通;電力消耗情況實(shí)時(shí)呈現(xiàn);線上實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)電力消耗量及歷史電耗情況查詢;每班自動(dòng)生成電力消耗分析圖表;異常電力消耗情況進(jìn)行報(bào)警提示。通過電力消耗系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析和提醒，找到啟停車過程耗時(shí)長、鼓風(fēng)系統(tǒng)用風(fēng)量大、空壓機(jī)自動(dòng)啟停功能不完善等導(dǎo)致電力消耗居高不下的主要因素以后，選煤廠逐步實(shí)施了智能鼓風(fēng)改造、空壓機(jī)自動(dòng)啟停、一鍵智能啟停車等改造項(xiàng)目，大大降低了電力消耗。

2.2智能化生產(chǎn)線的應(yīng)用

（1）車間無人化。結(jié)合選煤廠實(shí)際情況來對網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)管控一體化，以實(shí)現(xiàn)對車間各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控、管理和控制。（2）全集成自動(dòng)控制系統(tǒng)。選煤廠可以借助新一代數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、DCS控制系統(tǒng)及人機(jī)操作接口來達(dá)到信息對等傳輸?shù)哪康模⑹宫F(xiàn)有調(diào)度集控操作模式得到有效改變，在一定程度上提高生產(chǎn)組織響應(yīng)效果。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)上傳，對歷史數(shù)據(jù)給予真實(shí)、可靠、準(zhǔn)確的記錄。（3）數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。在選煤廠日常運(yùn)行階段，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能 夠?qū)ιa(chǎn)過程的運(yùn)行參數(shù)給予實(shí)時(shí)分析和記錄，以確保選煤廠技術(shù)人員和設(shè)備維修人員能對各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)情況有所了解和掌握，同時(shí)還可以分析產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，對存在的設(shè)備故障信息給予收集，以此來確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.3雜物智能分選系統(tǒng)的應(yīng)用

除雜環(huán)節(jié)是選煤廠非常重要的環(huán)節(jié)，及時(shí)有效地除去原煤中的雜物，可避免下游設(shè)備因雜物堵塞影響生產(chǎn)，減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。傳統(tǒng)雜物分選是通過人工手選完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且分選的準(zhǔn)確度受光線、經(jīng)驗(yàn)等人為因素影響較大，為影響后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來很多不確定性[2]。一項(xiàng)基于機(jī)器視覺的智能識(shí)別與機(jī)械手精準(zhǔn)抓取的煤中雜物智能分選系統(tǒng)研發(fā)成功，

并在淮北礦業(yè)集團(tuán)渦北選煤廠調(diào)試使用，系統(tǒng)雜物分揀率為91.64%。該系統(tǒng)主要通過圖像采集，上傳至圖像分析系統(tǒng)。圖像分析系統(tǒng)通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，進(jìn)行識(shí)別及分類，確定雜物位置和姿態(tài)，確定物料的運(yùn)動(dòng)時(shí)間后，上傳至智能控制系統(tǒng)，由智能控制系統(tǒng)組成確定機(jī)械手的控制策略，啟動(dòng)機(jī)械手完成雜物抓取工作。

2.4智能照明和人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用

在選煤廠智能化中，智能照明系統(tǒng)用80W的LED節(jié)能照明燈替換了以往175W的金鹵燈，并安裝了人員定位卡，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域照明自動(dòng)開關(guān)，而且還可以滿足人來燈亮，人走燈滅的要求，大大降低了照明用電量[3]。同時(shí)，通過燈具內(nèi)模塊與人員佩戴定位卡來實(shí)現(xiàn)無線連接定位，以便對工作人員的行為軌跡及具體位置給予實(shí)時(shí)監(jiān)測和定位，并回放員工定位和軌跡，既避免員工違章操作，而且還可以確保員工的生命安全。

2.5在線點(diǎn)檢和數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用

在選煤廠運(yùn)行過程中，智能在線點(diǎn)檢系統(tǒng)可以取代傳統(tǒng)人工手持點(diǎn)檢，以此來達(dá)到降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。智能在線點(diǎn)檢系統(tǒng)能夠滿足實(shí)時(shí)在線點(diǎn)檢的目的，進(jìn)而確保設(shè)備檢測的可靠性和持續(xù)性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)點(diǎn)檢方式的缺陷與不足。同時(shí)，智能在線點(diǎn)檢系統(tǒng)輔以智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，還可以對設(shè)備隱患類型及誘因給予分析，并提出針對性、有效性的建議和方案，以確保設(shè)備管理風(fēng)險(xiǎn)大大降低，進(jìn)而提高設(shè)備運(yùn)行效率。

2.6煤泥水智能處理技術(shù)的應(yīng)用

煤泥水處理環(huán)節(jié)是選煤廠至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，循壞水質(zhì)量的好壞直接影響各環(huán)節(jié)分選產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)煤泥水處理環(huán)節(jié)的絮凝劑藥劑添加是人工憑經(jīng)驗(yàn)添加，控制不精確，很容易造成循環(huán)水水質(zhì)波動(dòng)大，甚至影響生產(chǎn)。那么基于案例推理技術(shù)與模糊控制方法相結(jié)合的藥劑協(xié)同優(yōu)化控制方法，實(shí)現(xiàn)藥劑協(xié)同控制添加，通過在設(shè)定閾值條件下運(yùn)用相似度方法實(shí)現(xiàn)藥劑添加量的預(yù)測。投入使用后，噸煤泥聚合氯化鋁藥劑消耗降低5.16%，噸煤泥聚丙烯酰胺藥劑消耗降低6.67%，降低了藥劑消耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。最后，運(yùn)用智能化加藥系統(tǒng)根據(jù)濃縮池入料性質(zhì)、入料濃度檢測數(shù)據(jù)，用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算加藥量，以循環(huán)水濁度和清水層厚度作為反饋，實(shí)現(xiàn)加藥系統(tǒng)與煤質(zhì)變化聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，并達(dá)到節(jié)支降耗的效果[4]。

結(jié)束語：工業(yè)智能化已上升為國家戰(zhàn)略，智能化選煤也已提上日程，選煤各項(xiàng)技術(shù)也發(fā)展迅速，但選煤廠核心工藝的智能控制技術(shù)研究尚未取得突破性進(jìn)展，很多環(huán)節(jié)還不能實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和優(yōu)化控制，缺乏數(shù)據(jù)充分分析和挖掘，而智能控制恰恰是以分析和優(yōu)化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)智能決策和智能控制，因此，數(shù)據(jù)的分析和挖掘是以后發(fā)展的重點(diǎn)方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]匡亞莉.智能化選煤廠建設(shè)的內(nèi)涵與框架[J]//2018年全國選煤學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.北京：中國煤炭學(xué)會(huì)選煤專業(yè)委員會(huì)，2020：181-187.

[2]王韶磊.信息化驅(qū)動(dòng)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級探討[J].商訊，2020（22）：184.

[3]匡亞莉.智能化選煤廠的研究及展望[J].2017年全國選煤學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.北京：中國煤炭學(xué)會(huì)選煤專業(yè)委員會(huì)，2020：138-142.

[4]馬超，王文賓，高鵬.浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)在常村煤礦選煤廠的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2020（6）：167-170.