2.山西省吕梁市煤炭工业学校，山西 吕梁 032300
摘要：本文介绍了淮北矿业孙疃煤矿的智能干选技术改造替代传统的人工选矸，旨在解决工艺落后、劳动强度大、效率低下、作业环境恶劣缺陷，并对智能干选技术及改造思路进行探讨。
关键词：智能干选；人工手选；预排矸
淮北矿业股份有限公司孙疃煤矿，坐落于安徽省濉溪县孙疃镇境内，矿井设计能力300万吨/年，煤种牌号为1/3焦煤，属于低硫低磷的优质炼焦配煤。矿井毛煤经提升，采用筛分50mm分级，＋50mm筛上物采用人工手选，手选块煤与50mm筛下物混合作为原煤运输转载至原煤仓。2018年，孙疃矿采用一台TDS18-300型智能干选机替代传统人工手选工艺。
1.改造原因
孙疃煤矿原有两套地面筛分手选系统，平行配置。工艺为：矿井毛煤提升升井后，经振动筛进行50mm分级，＋50mm筛上物进入手选皮带，经人工手选出矸石和块煤，矸石转载进入矸石仓，块煤破碎后与－50mm筛下物混合转载进入原煤仓。
存在的主要问题：
（1）人工手选工艺落后，每班作业人员20人，成本高，劳动强度大，效率低下，块煤流失较多；
（2）人工选矸安全系数小，超大粒级物料易发生碰上手指等安全事故；
（3）现场作业环境差，噪声大，粉尘大。经检测，其手选岗位现场粉尘浓度达到5.63mg/m3,大于标准2.5mg/m3的两倍；噪音值达到104.3[dB(A)]，远大于标准85[dB(A)]。
考虑上述因素，为解决人工手选工艺落后、劳动强度大、效率低下、作业环境恶劣等问题，拟采用机械排矸工艺替代人工选矸环节。
2.改造方案
2.1设备选择
近年来原煤预排矸工艺取得了积极进展，常用设备有动筛、重介浅槽、跳汰机、FGX复合干选机、智能干选机等。前三种排矸设备均为湿法选煤设备，受矸石泥化程度影响较大，工艺需配置简易煤泥水处置环节，配置复杂；FGX复合干选机对物料粒度上限要求为70mm，且该设备对物料水分适应性相对偏差，不能满足＋50mm物料排矸要求；考虑物料粒度范围及简化工艺环节，最终决定选用智能干选机。
2.2主要设备
经分析对比后，本次技改主要设备选用天津美腾公司生产的TDS智能干选机，辅以新增一台破碎机、两条带式输送机、一台滚轴筛，并对现有手选带式输送机进行部分改造等技术手段，将孙疃煤矿原有的人工选矸工艺升级为智能选矸系统，实现自动化控制。
智能干选机主要用于25-200mm块煤分选。目前该技术已经日趋成熟，并在山西晋赵庄煤矿等煤矿成功实现工业化应用。其主要工作原理是利用X光成像及图像处理软件，对煤与矸石进行有效识别，通过控制电磁阀的开闭利用高压风对矸石及煤块进行分选。
TDS智能干选机具有智能化程度高，分选精度高，处理能力大，投资省，运行成本低等优点。其设备本身为整体封闭式设备，并配有除尘器，可有效降低作业现场粉尘浓度，减少安全隐患，改善厂房作业环境。
2.2 工艺方案
技改后工艺简述如下：
矿井毛煤提升升井后，经振动筛（50mm）筛分后，-50mm筛下物经振动筛漏斗、皮带转载后进入原煤仓；大于50mm筛上物经原手选带式输送机转载进入原煤破碎机（破碎粒度控制-200mm）破碎，破碎后产品由布料机给入TDS智能干选机进行分选。
TDS智能干选机选后产品为矸石及块煤，矸石经由新增矸石转载带式输送机送至原矸石上仓走廊转载上矸石仓；块煤直接落入块煤破碎机破碎至50mm以下，混入振动筛筛下物经转载进入原煤仓。
主要改造内容简述如下：
在现有厂房东侧新建四层，10×20m跨度厂房一座；
现有手选带式输送机向东侧延伸，并抬高角度；·
新增振动布料机、TDS智能选矸机、小型滚轴筛、原煤破碎机、矸石转载带式输送机、块煤转载带式输送机各一套；
设备附属钢结构件、配套供电、控制等。
3 技改效果分析与对比
分别从安全、经济、技术三个方面对技改前后进行分析和比较。
3.1 安全效果比较
技改前采用人工手选方式，作业环境差，极易造成碰手等人身安全方面的事故。选矸人员作业劳动强度大，现场环境恶劣，管理也难度大。
技改后，智能选矸系统可实现自动化运行与无人值守，仅需两名职工现场巡视，降低了发生人身安全事故的风险。由于采用设备各种保护集成化及现场可视化的集中控制模式，不仅有利于生产事故预防，而且在生产事故发生时可大大缩短事故抢修时间，减小事故对安全生产的影响。提高系统运行的可靠性。
3.2 经济效益比较
本次技改项目建设总投资1320万元；
智能干选系统运维成本约为2元/吨。
孙疃煤矿目前原煤产量约270万吨/年，毛煤产量约300万吨/年，其中+50mm筛上物约40万吨，则智能干选系统年运维成本约为：40×2=80万元
+50mm筛上物中块煤占比比约15%，矿井采用人工手选挑拣块煤，块煤拣出率较低，煤的损失较大，按手选选煤效率70%计。
智能干选系统的原煤回收率可达到98%以上，则智能干选项目建成后，可增加回收原煤量为：
（98%-70%）×15%×40=1.68万吨/a
按块煤市场价约800元/t，则增加的利润为：
1.68×800=1344万元/a。
综上所述，智能选矸系统建成后，每年可为孙疃煤矿带来经济利润1264万元，项目总投入资金为1320万元，投资回收期约1年，经济效益非常显著。
3.3技术应用效益比较
智能选矸系统利用X光成像及图像处理软件，对煤与矸石进行有效识别，通过控制电磁阀的开闭利用高压风对矸石及煤块进行分选，大幅提高了系统的智能性和灵活性。
本系统的建成将有效推进孙疃煤矿自动化建设进程。系统运行与孙疃煤矿综合自动化系统联网，推动本矿地面生产系统管理向数字化、智能化的方向发展。有利于进一步推动智能化矿山、绿色矿山建设。
4、结语
智能干选技术作为一种新兴的块煤分选技术，在煤炭洗选加工行业内已经开始得到大规模的推广和应用。在淮北矿业孙疃煤矿的实际应用来看，其系统运行稳定，分选精度高，可以降低块煤损失率；另一方面新技术可以解放手选工人繁重的手选作业，减少安全隐患，且能够有效降低矸石中带煤率，使现场的工作环境得到改善。从经济投资角度来看，前期一次性投入较大，但投资回收期较短，节约人力成本和增加块煤回收效益较为可观。
论文作者:孙晶晶1,,杨晓晶2
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/2
标签：块煤论文; 矸石论文; 智能论文; 原煤论文; 作业论文; 煤矿论文; 工艺论文; 《工程管理前沿》2019年第07期论文;