智能干選系統(tǒng)在老母坡煤礦的研究與應(yīng)用

智能干選系統(tǒng)在老母坡煤礦的研究與應(yīng)用

2.山西古縣老母坡煤業(yè)有限公司

臨汾古縣042400Summary：TDS主要是總?cè)芙夤腆w的簡稱，其又叫做固體被溶解總量。當(dāng)TDS值升高后，代表水中溶解物含量越多，[1]TDS智能干選系統(tǒng)的原理為通過利用X射線進(jìn)行對煤、矸石類產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查、檢測、分析，從而精確區(qū)分排除原煤礦產(chǎn)品中矸石等雜質(zhì)，增加原煤回收利用，降低成本，極大提高了選煤廠的經(jīng)濟利益。本文針對煤礦產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存的部分問題，通過TDS智能干選系統(tǒng)在煤礦產(chǎn)業(yè)中的研究與應(yīng)用，解決現(xiàn)存煤礦類問題，并分析TDS智能干選系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用前景，對社會其他企業(yè)及社會穩(wěn)定發(fā)展做出的貢獻(xiàn)。Keys：TDS智能干選系統(tǒng)、煤礦應(yīng)用研究隨著煤礦產(chǎn)業(yè)在近年來不斷發(fā)展，針對其出現(xiàn)的各類問題一直是社會及相關(guān)企業(yè)重點關(guān)注對象，如今，煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展目光開始拉長，迎合市場趨勢，長期以來，為保障我國經(jīng)濟與智能化發(fā)展，能源利用廣泛，社會對于煤炭的需求總量越來越多，具有極高的市場發(fā)展前景；TDS智能干選系統(tǒng)在煤礦行業(yè)中以先進(jìn)的技術(shù)吸引到了煤礦產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的目光，因此煤礦行業(yè)準(zhǔn)備引進(jìn)TDS智能干選系統(tǒng)對煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題做出解決，提高煤礦產(chǎn)業(yè)工作中的效率性和安全性，同時智能化的輸出改善人工帶來的誤差，減少煤礦損失，對煤礦業(yè)的發(fā)展推波助瀾。TDS智能干選系統(tǒng)1.1TDS智能干選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作優(yōu)勢TDS智能干選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有突出優(yōu)勢，其主要提出優(yōu)勢即為通過智能化技術(shù)識別方式調(diào)查煤礦實際情況，檢測安全問題，讓煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展面向社會，保障社會能源安全[2]，針對不同的煤質(zhì)特征，智能干選系統(tǒng)將建立相關(guān)分析模型，同時建立研究煤礦產(chǎn)業(yè)專業(yè)體系，并將TDS智能干選系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦化工專業(yè)，以智能化技術(shù)改善煤礦產(chǎn)業(yè)突出問題[3]，通過大數(shù)據(jù)庫的識別挑選，對煤礦產(chǎn)品與矸石進(jìn)行數(shù)字智能科技化對比識別，采用先進(jìn)的智能處理系統(tǒng)，最終通過智能執(zhí)行，干選方式將矸石排出。TDS智能干選系統(tǒng)下設(shè)各個分支系統(tǒng)，各個系統(tǒng)相互配合輔助智能干選系統(tǒng)工作，其分支掌管不同性能，主要包括供給原料系統(tǒng)、布料裝置、識別裝置、執(zhí)行機構(gòu)四大主要系統(tǒng)，和三個其他輔助系統(tǒng)。通過對TDS智能干選系統(tǒng)的使用，處理有關(guān)煤礦安全問題與質(zhì)量問題，將精準(zhǔn)度提高，改善煤礦品質(zhì)問題，以智能化技術(shù)建立相對獨立的煤礦管理體系，從中降低分選下限，為實現(xiàn)3003mm塊原料全部采用智能干選工藝創(chuàng)造了條件[4]。與傳統(tǒng)選煤設(shè)備相比，TDS智能干選系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)上具有十足的市場優(yōu)勢，更符合當(dāng)代科技的發(fā)展情況，有非常大的優(yōu)勢，采用TDS智能干選機的優(yōu)勢是：在建議投資方面，可簡化系統(tǒng)、降低投入、縮短工期。在分選效果方面，可保證精度、提高熱值、不產(chǎn)煤泥。在生產(chǎn)成本方面，可降低消耗、減少維護、減少人工等多重優(yōu)勢，為煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)秀的研究方案，將TDS干選智能系統(tǒng)運用其中后，煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎合用戶需求，具有非常光明的前景。1.2TDS智能干選系統(tǒng)工作原理TDS干選系統(tǒng)工作結(jié)構(gòu)即為TDS智能干選機通過X射線，并采用智能識別系統(tǒng)，通過智能干選技術(shù)，對不同煤礦類型進(jìn)行逐一分體，并提取出可使用煤礦，同時針對不同種類煤礦的特質(zhì)，建立與之相對適應(yīng)的分析模型，通過模型呈現(xiàn)的形態(tài)，再結(jié)合大數(shù)據(jù)庫中有關(guān)信息的分析，對煤礦與矸石進(jìn)行檢測識別，最后通過智能系統(tǒng)分化出矸石與煤礦。工作時，TDS智能干選系統(tǒng)不需要介質(zhì)，系統(tǒng)完全干法，無需用水，較少了對水的依賴，降低環(huán)境破壞。根據(jù)實例來看，現(xiàn)存車間大多采用智能干選法為煤礦排矸，通過智能矸選法分產(chǎn)出的兩類產(chǎn)品就是精煤和矸石，相關(guān)人員可直接按需求使用。此外，智能干選系統(tǒng)針對煤礦下壓風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)存的問題，也做出了改善，煤礦下壓風(fēng)系統(tǒng)在智能干選系統(tǒng)的大力協(xié)助下也最大程度地發(fā)揮了其優(yōu)良性能，其本身就具有安裝結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點之上采用智能化手段將其壓風(fēng)管路敷設(shè)性能問題做出了有效解決，加強其應(yīng)對不同環(huán)境的抗壓能力，通結(jié)合自身檢查系統(tǒng)，將問題高效匯報工作人員。[5]1.3TDS智能干選系統(tǒng)技術(shù)特點想要了解TDS智能干選系統(tǒng)對于煤礦產(chǎn)業(yè)的研究與應(yīng)用，首先應(yīng)了解TDS智能干選系統(tǒng)本質(zhì)中的性能與技術(shù)制作特點，才能保質(zhì)保量高效實現(xiàn)對煤礦研究與應(yīng)用。有關(guān)TDS智能干選系統(tǒng)的研究應(yīng)用，需明確其技術(shù)特點并加以分析研究得出結(jié)論：（1）其投資相對少，生產(chǎn)成本低，耗費精力與資產(chǎn)少。TDS智能干選系統(tǒng)相對其他智能系統(tǒng)或傳統(tǒng)系統(tǒng)更省力，不需借助水等其他催化劑或介質(zhì)對煤炭進(jìn)行分選，沒有煤炭產(chǎn)品的脫水、脫介、水處理或介質(zhì)回收等減少了處理中的工藝操作流程，從而降低了操作成本，同時建設(shè)周期短，系統(tǒng)操作簡便，人員配置充足等優(yōu)勢；（2）專業(yè)精準(zhǔn)度高。TDS智能干選系統(tǒng)有關(guān)處理煤炭問題的操作步驟，其專業(yè)化程度高，對化學(xué)原料用量的控制嚴(yán)格，對矸石處理程度高，目前可實現(xiàn)1%—5%的矸石帶煤率，煤中帶矸率到達(dá)工藝指標(biāo)的百分之三到百分之八之間，其精分程度高，接近重介分選機，高于一般普通型分選系統(tǒng)；（3）智能化程度高。眾所周知，科技智能帶給人們生活上不少便利，智能化技術(shù)逐漸應(yīng)用到各個領(lǐng)域，煤炭行業(yè)在智能化科技道路上不斷改善提高，采用最先進(jìn)最合適的TDS干選系統(tǒng)，系統(tǒng)故障可以自行檢查，在互聯(lián)網(wǎng)上建立有關(guān)大數(shù)據(jù)集中庫，對煤礦矸石產(chǎn)業(yè)實施調(diào)查，發(fā)現(xiàn)問題并不斷做出改善，從而逐漸提高煤礦行業(yè)在社會上的影響力；（4）處理能力強，處理范圍大。TDS智能干選系統(tǒng)相對于其他系統(tǒng)在煤礦行業(yè)突出的優(yōu)勢是其智能化程度高，對煤礦信息的處理能力強，煤礦產(chǎn)業(yè)面積較大，實施起來相對困難，TDS智能干選系統(tǒng)可處理像煤礦產(chǎn)業(yè)一樣作業(yè)面積大，煤礦分布較廣，對勞動力消耗較大等問題，處理范圍廣，處理效率高等特點；（5）處理煤礦問題相對安全，對作業(yè)人員危害較小。煤礦行業(yè)對工人的人身安全威脅較大，其中傳統(tǒng)系統(tǒng)作業(yè)不能實現(xiàn)對工作人員的保護，煤礦開采過程中對工人身體輻射較大，新TDS智能干選系統(tǒng)通過科技智能化處理煤礦有關(guān)技術(shù)問題，減少了對工作人員人身威脅，該類智能化產(chǎn)業(yè)因無煙無油無破壞被人們所喜愛，再正常工作的同時最大程度減少了對工作人員安全的危害；[6]（6）TDS智能干選系統(tǒng)自身性能好。TDS智能干選系統(tǒng)自身的設(shè)計符合煤礦工業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，防塵與過濾系統(tǒng)完善，系統(tǒng)內(nèi)部可自行分解優(yōu)化自身性能，將過濾和除塵功效做到最優(yōu)，在煤礦產(chǎn)業(yè)工作中吸收有毒氣體及破壞環(huán)境、損害人身健康的粉塵，系統(tǒng)憑借智能化技術(shù)內(nèi)部處理過后將新鮮無毒無害的空氣過濾分離出來，從而實現(xiàn)TDS智能干選系統(tǒng)合理運用。老母坡煤礦TDS智能干選工藝實施2.1老母坡煤礦實施TDS智能干選系統(tǒng)必要性（1）手選工人勞動強度大、工作環(huán)境差手選作為選煤廠的傳統(tǒng)作業(yè)環(huán)節(jié)，一直存在工人勞動強度高、噪聲大、粉塵大、工作環(huán)境差的問題。且手選工受人為因素影響，經(jīng)常會出現(xiàn)疲憊和疏忽，塊煤的揀出率不能保證，來不及揀出的塊煤進(jìn)入矸石中，增加矸石帶煤損失，造成經(jīng)濟損失。（2）矸石排出量少現(xiàn)階段5#煤層厚1.25m，在5#煤層開采過程中，大量頂?shù)装迨^被采煤機切割后混入煤流系統(tǒng)，進(jìn)入原煤，造成原煤煤質(zhì)差，回收率低等問題，目前手選車間為200-80mm粒度級手選排矸，80-25mm粒度級仍有大量矸石進(jìn)入產(chǎn)品，導(dǎo)致原煤回收率低，銷售產(chǎn)品灰分高，降低了產(chǎn)品售價；（3）回收率較低，銷售不暢現(xiàn)有5#煤回收率僅為20.5%，通過手選排矸，回收率可提高到22%左右，無法達(dá)到銷售要求，需通過與2#、3#煤配采，才可滿足銷售要求，現(xiàn)礦井2#、3#煤儲量較低，僅為130萬噸，需提高5#煤的回收率，降低2#、3#煤的開采量，降低礦井接續(xù)壓力，提高礦井服務(wù)年限。（4）提高礦井經(jīng)濟效益通過智能選矸，提高原煤回收率，增加原煤售價，來提高礦井經(jīng)濟效益。2.2選煤工藝流程本礦進(jìn)行智能干選改造后，在現(xiàn)有分級篩處布置正弦分級篩，正弦分級篩進(jìn)行25mm，100mm篩分，25mm以下物料落入現(xiàn)有104皮帶，25-100mm物料入新增TDS智能干選機分選，+100mm以上物料通過溜槽轉(zhuǎn)載至112矸石皮帶轉(zhuǎn)載入矸石倉。干選機采用打矸工藝，選后矸石通過溜槽轉(zhuǎn)載至112矸石皮帶，選后塊煤通過溜槽落入轉(zhuǎn)載帶式輸送機，由轉(zhuǎn)載帶式輸送機運至現(xiàn)有104皮帶。2.3布置說明現(xiàn)有手選車間進(jìn)行改造，主要改造如下：現(xiàn)有手選車間內(nèi)手選帶拆除?，F(xiàn)有手選車間標(biāo)高6.366m平面，4-5跨位置增加正弦分級篩及正弦分級篩平臺?，F(xiàn)有手選車間標(biāo)高4.066m平面，1-4跨位置拆除手選帶后布置干選機，干選機分選室位于現(xiàn)有手選帶機頭開孔位置。現(xiàn)有手選車間標(biāo)高-0.200m平面，將104皮帶機尾縮短3m，現(xiàn)有配電室3軸擋墻拆除，將配電室向4軸擴大2.2m，滿足新增設(shè)備配電要求。在距離A軸2.1m處，新增轉(zhuǎn)載帶式輸送機，干選機分選后的塊原煤和皮帶清掃器的粉煤由溜槽溜至轉(zhuǎn)載帶式輸送機，由轉(zhuǎn)載帶式輸送機送至4-5跨后，由溜槽溜至104皮帶。在現(xiàn)有手選車間東側(cè)，新建空壓機房，尺寸為5m×8m。根據(jù)改造后載荷和改造工藝需求對構(gòu)建物進(jìn)行加固和開孔。2.4智能干選系統(tǒng)效益分析1）節(jié)省人工費本廠采用TDS智能干選工藝，目前手選工人每班2人，每天3班，共計6人，可節(jié)省6名手選人員，若按工人企業(yè)年支出為4萬元/人（含社保福利等）計，采用TDS智能干選機一年可節(jié)約手選工人工成本約24萬元。2）銷售利潤現(xiàn)有洗選方式+80mm進(jìn)行手選，-80mm直接進(jìn)入原煤倉，手選效率按60%計算，回收率為22.70%。改造后利用智能干選機對25-100mm粒度級物料排矸，100mm以上直接進(jìn)入矸石倉中，-25mm直接作為產(chǎn)品煤。TDS平均排矸率為95%，回收率為27.78%。根據(jù)現(xiàn)有原煤售價，22.7%回收率的原煤售價為630.95元，27.78%回收率的原煤售價為791.73元，處理矸石費用為50元/噸。按礦井90萬噸產(chǎn)量計算，手選排矸，可賣商品煤81.03萬噸，需處理矸石8.97萬噸，凈商品煤銷售額為5.06億元。按礦井90萬噸產(chǎn)量計算，TDS智能排矸，可賣商品煤66.78萬噸，需處理矸石23.22萬噸，凈商品煤銷售額為5.17億元。由此可知，在現(xiàn)有煤質(zhì)情況下，通過增加干選系統(tǒng)排矸，提高原煤煤質(zhì)，能夠每年增加銷售收入1110.7萬元。3）TDS新增運行維護成本人工成本TDS系統(tǒng)智能化程度高，可以實現(xiàn)無人值守，有人巡檢，可與現(xiàn)有主井皮帶的運行維護人員共用。無需新增人員。電費及維護費干選系統(tǒng)新增的負(fù)荷為226.4kW，其中空壓機132kW（空壓機加載波動較大，綜合利用率按照60%核算），根據(jù)16h，330d工作制，綜合電價0.6元/千瓦時計算（132×60%+94.4）×16×330×80%×0.6=44萬元/年干選系統(tǒng)的維修費約35萬元/年，共計79萬元。5）綜合經(jīng)濟效益塊煤采用TDS分選與的綜合經(jīng)濟效益比較見表1。表1綜合經(jīng)濟效益比較表序號項目費用經(jīng)濟效益（萬元/年）一、新增效益點1節(jié)約手選人工成本可節(jié)省6名手選人員，若按工人企業(yè)年支出為4萬元/人（含社保福利等）計242提高煤質(zhì)增加銷售收入利用干選機排矸后，提高原煤煤質(zhì)，減少矸石帶煤損失，提高回收率至27.78%1110.7二、新增成本1排矸系統(tǒng)新增直接運行維護成本干選系統(tǒng)直接維護費用、電費-79三、綜合經(jīng)濟效益總計1055.732.5現(xiàn)場應(yīng)用精度檢查TDS智能干選機在本礦安裝完畢、調(diào)試正常后，就開始進(jìn)行正常生產(chǎn)，并對矸石采樣化驗，分析矸石帶煤率。相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。表2

TDS矸石帶煤率檢測數(shù)據(jù)日期時間精煤中煤矸石2月20日0:000.10%0.30%99.60%1:0000.10%99.90%2:000.10%0.20%99.70%3:0000.20%99.80%5:0000.20%99.80%6:0000.60%99.40%7:000.10%0.30%99.60%9:000.10%0.10%99.80%17:000.10%0.20%99.70%18:000.10%0.10%99.80%19:000.10%0.10%99.80%23:000.10%0.20%99.70%2月22日16:000.20%0.40%99.40%17:000.10%0.30%99.60%18:000.10%0.10%99.80%19:000.10%0.40%99.50%20:000.10%0.10%99.80%21:000.10%0.20%99.70%2月23日0:000.10%0.50%99.40%1:000.10%0.20%99.70%2:000.10%0.10%99.80%3:000.10%0.10%99.80%4:000.10%0.20%99.70%5:000.10%0.10%99.80%6:000.10%0.10%99.80%7:000.10%0.20%99.70%16:000.10%0.30%99.60%18:000.10%0.10%99.80%19:000.10%0.20%99.70%20:000.10%0.40%99.50%21:000.10%0.10%99.80%22:000.10%0.40%99.50%23:000.10%0.20%99.70%2月24日0:000.10%0.20%99.70%1:000.10%0.30%99.60%2:000.10%0.10%99.80%3:000.10%0.10%99.80%4:000.10%0.20%99.70%5:000.10%0.30%99.60%6:000.20%0.20%99.60%7:000.10%0.20%99.70%8:000.00%0.10%99.90%9:000.10%0.20%99.70%18:000.10%0.40%99.50%19:000.10%0.20%99.70%21:000.10%0.50%99.40%22:000.10%0.20%99.70%23:000.10%0.30%99.60%2月25日3:000.10%0.10%99.80%4:000.10%0.20%99.70%5:000.10%0.20%99.70%6:000.10%0.30%99.60%7:000.10%0.30%99.60%8:000.10%0.10%99.80%18:000.10%0.30%99.60%19:000.10%0.10%99.80%23:000.10%0.10%99.80%2月26日0:000.10%0.20%99.70%1:000.10%0.10%99.80%2:000.10%0.20%99.70%3:000.10%0.40%99.50%4:000.10%0.20%99.70%5:000.10%0.20%99.70%6:000.10%0.10%99.80%7:000.10%0.30%99.60%8:000.10%0.10%99.80%9:000.20%0.30%99.50%10:000.10%0.10%99.80%16:000.10%2.40%97.50%17:000.04%3.10%96.86%18:000.10%0.20%99.70%19:000.10%0.10%99.80%20:000.05%1.30%98.65%21:000.10%0.10%99.80%3月3日0:000.10%0.10%99.80%1:000.10%0.20%99.70%2:000.00%0.10%99.90%3:000.10%0.20%99.70%4:000.11%0.24%99.65%5:000.10%0.17%99.73%6:000.10%0.20%99.70%7:000.03%0.08%99.89%8:000.07%0.10%99.80%15:000.10%0.30%99.60%16:000%0.10%99.90%17:000.30%0.55%98.15%18:000.30%1.29%98.41%19:000.40%1.40%98.18%20:000.10%0.20%99.70%3月4日3:000.05%0.30%99.65%4:000.10%0.10%99.80%5:000.07%0.10%99.83%6:000.11%0.21%99.68%7:000.09%0.12%99.79%8:000.10%0.20%99.70%18:000.09%0.17%99.74%19:000.21%0.70%99.09%20:000.10%0.30%99.60%21:000.05%0.05%99.90%22:000.03%0.14%99.83%23:000.10%0.10%99.80%3月5日0:000.06%0.42%99.52%1:000.10%0.20%99.70%2:000.03%0.28%99.69%3:000.07%0.16%99.77%4:000.11%0.23%99.66%5:000.18%0.32%99.55%6:000.10%0.43%99.47%7:000.10%0.30%99.60%8:000.09%0.31%99.60%9:000.10%0.40%99.50%平均值0.10%0.29%99.60