智能化选煤厂建设技术的分析.pdf

煤炭新视界CHINA COAL VISION煤炭加工利用0引言煤炭作为我国工业体系的重要组成部分，在能源和化工等领域发挥着重要作用。为了实现煤炭的绿色化生产和科学化使用，上游企业如选煤厂正尝试转变发展模式，利用新技术和新设备来优化煤炭的生产、选矿、运输和使用等环节，不断提升煤炭的转化能力和质量，以满足下游消费需求1。同时，通过提高选煤质量和效率，加速实现供给侧结构性改革，扩大选煤 行 业 在 市 场 中 的 份 额，提 高 选 煤 行 业 的 整 体 竞争力。1智能化选煤厂概述对智能化选煤厂的技术要求进行梳理，明确技术应用的出发点和目标，清晰界定系统设备改造升级的基本方向和关键环节，为后续系统功能模块的构建以及关键技术的应用提供指导。智能化选煤厂的建设强调充分利用现代通信与信息技术、计算机技术和人工智能技术，实现对煤炭生产全过程信息资源的集成和利用。作为新型生产技术的形态，智能化选煤厂实现了生产链的全方位整合，能够根据生产计划自动调整技术参数，实现对不同类型和质量煤炭的精准分流或配比。例如，通过在线检测装置，快速获取煤炭的灰分和水分信息，并根据检测数据进行煤炭分离，避免以往盲目筛选的情况，提升煤炭筛选质量的可控性，为后续的配煤生产创造便利条件2。2智能化选煤厂建设意义智能化选煤厂的规划建设对当前国内煤炭行业的发展具有深远影响。为了更全面地发挥技术优势，更好地淘汰落后产能，选煤厂需要率先进行思路调整，关注智能化选煤厂建设的现实意义，克服认知障碍，整合优势资源，迅速完成选煤厂的改造升级。2.1 智能化选煤厂的经济效益随着信息化和工业化发展，选煤厂引入新技术并更新设备，构建了智能化选煤平台。这无疑在很大程度上提升了生产活动的精细化水平，并深刻改变了传统的粗放式生产模式。借助生产设备的智能化，技术人员可以实时了解设备状态，预测设备维护的最佳周期，有针对性地进行设备维护和保养工作。这不仅延长设备的使用寿命，还保证了煤炭生产的连续性，并减少不必要的成本支出。选煤设备的智能化升级使相关生产设备能够自主识别煤炭的种类和质量，并根据预设的生产方案快速完成分拣和混配等活动，有效地完成生产任务，确保煤炭品质。智能化带来的技术优势使选煤厂在市场竞争中获得更大的议价空间，无形之中提高了市场占有率。2.2 智能化选煤厂的生态效益随着新发展理念的提出，在开发和使用煤炭等传统化石资源的过程中，更加需要注重煤炭的转化率，并稳步提高尾煤的利用率，以实现煤炭资源的循环化、绿色化和生态化使用。从实际经验来看，智能化选煤厂的开发建设无疑充分满足了高效利用煤炭的总体目标。在整个系统布局过程中，搭建了尾煤利用平台和绿色处理机制，使选煤厂在煤炭资源的调配、使用和管控方面更加科学，能够更好地满足新发展理念的要求3。例如，选煤厂的高位辐射区域对周边环境造成较为明显的威胁。为了降低生产活动对生态环境的危害程度，技术人员将智能机器人纳入巡检活动中。依托智能报警、三维定位、电子围栏等技术措智能化选煤厂建设技术的分析刘大伟1，张海涛2，李小奇1（1.乌审旗蒙大矿业有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017307；2.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063000）摘 要：为切实满足不同场景下的煤炭消费需求，针对传统选煤厂存在的流程性和技术性问题，从智能化选煤厂的经济效益和生态效益两个方面阐述了推动选煤厂的智能化升级改造的重要意义；介绍了智能化选煤厂主要组成模块；分析了煤矸石智能干选、智能重介分选、智能浮选以及智能化软件等4种技术方案。关键词：智能化；选煤厂；建设技术；智能测控技术模块中图分类号：TD94文献标识码：A148CHINA COAL VISION煤炭新视界煤炭加工利用施，持续监测污染物的排放情况。一旦发现污染物排放超标，及时发出预警信息，增强选煤厂对突发污染事件的应急处置能力。3智能化选煤厂主要组成模块分析智能化选煤厂作为新型生产模式，在项目规划和建设环节，需要从总体层面出发，搭建技术平台，完善技术框架，消除技术盲区，组建起功能完备、自动高效、反应灵活的全新生产模式。3.1 选煤厂智能测控技术模块智能测控技术模块是选煤厂的核心组成部分，涵盖采制样分析、工艺选择、煤泥水处理、配煤装车等多个生产流程。通过信息技术、人工智能技术和大数据技术的使用，智能测控技术模块能够根据不同生产流程的关键参数，合理调度跳汰系统、浮选系统、压滤系统、风机系统、煤泥系统和检测系统，使其协同运转，顺利完成预定的目标任务。例如，利用图像处理技术可以获取煤炭视频和图片信息，提取动态和静态数据，并进行特征分析4。在特征分析完成后，依托神经网络和模糊算法对特征数据进行深度处理和预测，进而提供后续处理方案，实现煤炭生产的最优化。举例来说，在智能测控模块的浮选加药单元，通过布设的摄像头对浮选过程进行视频拍摄，然后利用图像处理技术提取泡沫的动态和静态特征，并根据这些特征确定药剂的添加剂量，以实现浮选质量和成本的兼顾。3.2 选煤厂智能装备技术模块传统选煤技术模式下，生产设备故障排查和检修等活动主要依靠人工，这种检修方式误差大、效率低，无法及时反馈生产设备运行状况，故障发生率偏高。智能装备技术模块在技术体系内创建结构方程，由结构方程对设备运行变量开展分析，通过油液评估、磨损厚度评估，科学掌握生产设备运行情况，基于先验概率，预测故障发生概率，提出生产设备检修和替换方案。智能装备技术模块有效参与，扭住传统生产设备检修方面存在的不足。例如，对于生产设备磨损状态的检测，使用在线检测传感器定量测定设备润滑油内金属粉末尺寸规格、数量多少、出现速率，依据先验概率，由数学模型生成检测数据，推送生产设备养护方案和故障预测数据，工作人员在接收到相关信息后，制订相应的生产设备维修、养护计划，确保生产设备始终处于良性运转状态，保持生产活动的连贯性。在做好上述技术工作的同时，对于选煤厂现有生产设备也需要做出优化升级，进行单机设备的智能化进程，围绕重点设备实现技术升级，例如改进煤矸分离设备，利用大数据技术、智能识别技术，对煤、矸石开展动态分析，实现两者快速分离5。3.3 选煤厂智能监控技术模块选煤厂智能监控技术作为安全防护屏障，可以精准识别各类突发事件，评估潜在风险，维持正常生产秩序，有效营造平稳生产氛围。通过在相关区域布设智能传感器对生产区域内的温度信息进行获取，对于温度异常情况及时作出准确判断。例如，针对高压柜等重点设备，利用传感器，建立起无线测温分析系统，对高压柜运行过程中的温度数据开展持续性监测，一旦发现温度异常，系统及时发出预警信息，启动预案进行处置。生产设备运行过程中，在各类因素叠加影响下，带式输送机、振动筛、刮板输送机出现设备故障的概率较高，面对上述情况，可以充分利用智能监控技术模块的优势，重点监测设备温度、振幅、速率等数据，对异常情况快速作出预警和相应处理。3.4 选煤厂智能管理技术模块智能管理作为选煤厂重要组成部分，强调在物联网技术、互联网技术、云计算技术支持下，形成虚拟化与数字化的选煤生产场景。结合以往经验，智能管理技术模块主要任务在于，建立智能管理系统，快速上传人力资源信息和材料资源信息，形成网络化智能管理平台，为选煤生产任务的有序开展，奠定坚实基础。例如，在选煤厂人员管理过程中，通过人脸识别技术，识别工作人员身份信息，定向更新工作人员考勤、绩效等信息，提升人员信息管理的公开化与透明化。基于生产设备运行状况和损耗情况，智能管理技术模块实时上传生产设备信息，更新运行数据。选煤厂结合智能管理技术模块推送的数据，制订生产设备维护管理方案，并在此基础上，与仓储、物流、供应商做好沟通，实现物资充足稳定供应。与传统生产设备管理模式相比，智能管理技术自动采集生产数据，搭建完备历史数据库，形成线上工厂模型。工作人员可以在工程模型内提交生产计划，调整生产方案，实现优质资源联动，快速完成选煤生产任务。例如，在智能管理系统内部，设置润滑管理、设备台账管理、设备检修管理、动静态点检管理模块，确保智能管理系统可以更好地适应生产任务。4智能化选煤厂关键技术应用策略智能化选煤厂在建设过程中，技术人员要围绕煤炭生产任务，改进创新技术的应用措施，完善技术应用路径，打造完整的智能化选煤作业平台。4.1 煤矸石智能干选技术方案煤矸石智能干选技术的目标在于，将原煤保持在平铺状态，依托传感器技术、大数据技术，对煤炭与矸石采取智能化识别的方式，实现煤矸石科学分离，最大程度地保证煤炭分拣效果，为后续煤炭质量管控提供技术支持。结合以往经验，煤矸石智能干选技术应用环节，对原有设备作出改进升级，如图 1 所示。煤矸石智能干选技术实现过程中，技术人员对进料斗、带轮、检测部分、传感器、下位测控仪表、供电装置、高压气阀、供电装备、控制系统等进行必要调整，149煤炭新视界CHINA COAL VISION煤炭加工利用确保干选任务顺利达成。具体来看，技术团队将干选技术系统划分检测部分和控制部分两大类。检测部分利用 r 射线投射法、图像识别技术，对进料斗内不同颗粒度的煤炭和矸石混合物进行识别，将识别信息传输到下位测控仪表中，控制仪表驱动供电装置、供气装置产生相应动作，将矸石和煤炭分拣到相应的料斗中，顺利完成煤矸分拣任务。图 1 煤矸石智能干选设备组成示意图4.2 智能化重介分选技术方案重介分选技术近些年来得到广泛应用。当入料煤中的矸石含量在一定范围内稳定波动，常规性的恒密度控制策略可以保持煤炭质量的稳定性；当入料煤中的矸石含量明显增加时，重介旋流器底部的流口流动阻力出现明显上升的情况，这种情况如果没有得到妥善处理，会造成分拣密度提高，产生分拣误差，影响最终的煤炭分拣质量。为应对这种情况，技术人员需要重新调整介质密度以及入口压力。但从实际情况来看，智能化重介分选技术实现上述分拣技术流程的智能化属性，其利用图像分析，组建起煤质估计和重介参数模型。生产设备在参数模型支持下，调整生产方案，使重介旋流器始终处于良性运转状态，最大程度地提升分选效果。4.3 智能化浮选技术方案智能化浮选技术在实现过程中，需要增设必要的加药模块，实现药品添加和药品添加类型的精准调控。结合过往技术经验，技术人员需要充分应用数字图像处理技术，利用其响应速度快、数据精度高等特点，对监测区域泡沫纹理、尺寸形状等静态特征以及运动速度等动态特征进行获取，然后借助相关算法建立起数学模型，并根据模型计算结果，指导药品添加，避免药品添加量过多或者过少，增强煤炭浮选质量可控性，确保煤炭浮选工作有序开展。4.4 智能化软件技术方案考虑到选煤厂承担的生产任务，为更好地管控技术设备，实现不同技术设备之间的协同运转，在总体技术布局中，需要建立软件技术方案。通过用户界面层、业务功能层、业务接口层、标准数据层的科学组建，顺利完成数据共享与信息交互。软件构成如图 2所示。图 2 智能化选煤软件构成示意图在智能化软件设置环节，考虑到实际使用场景，可以设置 MES 平台、微信客户端、APP 等不同登陆端口，方便用户根据自身需求，登录软件，获取有关信息。在业务功能层设置中，要根据硬件系统功能模块，设置相应的功能分区，实现对硬件系统有效调动，增强生产设备反应灵敏度。同时建立数据库，对实时数据、历史数据以及业务数据进行分类存储，降低数据获取以及信息共享难度。搭建智能化软件系统后，技术人员要定期进行维护更新，以保证系统运行稳定性。5结语智能化建设作为选煤厂发展的重要趋势，在提升生产效率、简化生产流程、降低生产成本等方面发挥着重要作用。文章着眼实际，在系统性分析智能化选煤厂技术内涵与功能特性基础上，整合技术资源，完善技术体系，完成节能减排、减人增效、实时监控、精细管理、效益增长的发展目标。参考文献：1陶志达.选煤厂智能化建设现状调查与分析J.煤炭加工与综合利用，2022（1）：66-70.2杨大村.数据仓库技术在智能化选煤厂数据平台建 设 中 的 应 用 J.煤 炭 加 工 与 综 合 利 用，2022（9）：42-45.3耿 延 兵.智 能 化 选 煤 厂 建 设 技 术 的 研 究 与 实 践J.选煤技术，2021（6）：83-87.4刘利波，宋欢.智能化选煤厂建设思路J.露天采矿技术，2022（6）：38-42.5张新元，吕宏广，周仙丽.设备运行及效能管理系统在智能化选煤厂的应用J.洁净煤技术，2021（1）：165-172.责任编辑：陶小琳150