TDS智能分选机在阳煤集团五矿选煤厂的应用

蒋 焱

(阳泉煤业(集团)有限责任公司，山西 阳泉 045000)

五矿选煤厂商品煤生产能力为6.80 Mt/a，生产工艺为块煤跳汰分选，主要产品有筛末煤、洗中块、洗小块、3号喷吹煤，副产品有压滤煤泥、干燥煤泥、中煤、矸石。

矿井毛煤排矸环节采用人工手选，效率低。实际生产时如果筛上物块煤量大，采用犁式卸料的方式将所有筛上物卸入现有块煤破碎机，破碎后的物料与筛下末煤一起进入后续洗选系统，造成洗选系统负荷大，而且矸石破碎泥化还会增加煤泥水系统的负荷。在调研晋煤集团相关选煤厂后，五矿决定采用技术成熟的TDS智能分选机代替人工手选，从而提高经济效益[1]。

1 人工手选存在的问题

目前，五矿选煤厂2号井预先筛分车间主要对300～90 mm块煤进行人工反手选，生产效率低；90～50 mm块矸石主要依靠主厂房跳汰机排除，大量矸石进入跳汰机，严重影响跳汰机处理能力，降低商品煤产量，导致企业效益下滑。当务之急必须找到一项措施，从原煤预先筛分车间开始就将大量矸石排出生产系统，使跳汰机入洗更多的原煤，增加商品煤产量。

为提高企业经济效益，使手选工人从繁重的手选作业解放出来，改善工作环境，减少安全隐患，很有必要将人工手选升级改造为机械排矸。

2 TDS智能分选机应用情况

目前国内用于大块煤排矸的主要工艺设备为块煤跳汰机、动筛跳汰机、重介浅槽及TDS智能干选机。

块煤跳汰机、动筛跳汰机是以水为介质进行分选，有效精度不如重介浅槽及TDS智能干选机，且设备体积大、结构复杂、维护量较大。重介浅槽分选精度高，但需要借助水、介质实现对煤炭的分选，需设置产品脱水、煤泥水处理、介质回收系统，系统复杂、生产成本高。

TDS智能干选机主要用于300 ～25 mm 块煤分选，在晋煤集团赵庄选煤厂和坪上煤业成功实现工业化应用。赵庄TDS智能干选机自2016年6月24日投产以后，每天生产20 h左右，经历了繁重生产任务的考验，自运行以来生产稳定、系统可靠。从分选效果来看，TDS智能干选机具有分选精度高、分选粒度宽、处理能力大等特点。

3 TDS智能分选机的特点

3.1 TDS智能分选机原理

TDS智能干选机通过X射线和图像识别技术，运用深度学习算法等先进技术，对煤和矸石进行识别，不同密度的物料对X射线吸收量不同，从而呈现出不同的颜色，实现了对块煤的精准识别与分选(图1)。TDS智能干选机不用水、不用介质、不产生煤泥，加工成本低、块煤产率高[2]。

图1 TDS智能分选示意

3.2 TDS智能分选机优势

(1)分选精度高。煤中带矸和矸石带煤率在1%～3%。可处理300～50 mm或100～25 mm物料，处理上限为300 mm，下限25 mm[3]。

(2)处理量大、应用范围广。一座7.5 Mt/a选煤厂，处理300～50 mm块煤，选用1台TDS36型号设备即可。可用于大于25 mm块煤排矸，井下预排矸，高岭岩分选等。

(3)智能化程度高。智能控制，故障可自检，能够实现设备的智能化运行。

4 TDS智能分选机在五矿的实际应用

4.1 TDS智能分选机排矸系统组成

排矸系统组成部分：振动给料机(ZG-240-240型)1台、TDS智能干选机(TDS24-300)1台、空气压缩机1台、块煤破碎机(2PGL500×1500)1台。

4.2 工艺流程简介

五矿矿井毛煤运至原有预先筛车间后，经90 mm筛分处理，大于90 mm物料经检查性手选捡出杂物及超粒后，进入TDS智能干选机进行干选，选后大于90 mm的块煤破碎到90 mm以下，矸石进入矸石胶带，见图2。

图2 工艺流程示意

新工艺、新技术、新设备的应用在原有厂房内改造完成，施工速度快、工期短，对矿井生产影响小，可完全替代现有的人工手选环节，减员增效。释放五矿选煤厂主厂房跳汰机处理能力，达到商品煤增产的目的。

4.3 TDS智能分选机排矸系统的目的

(1)解决手选工老龄化，工作环境差，劳动强度大，无技术含量，无人愿干的问题，达到减员增效的目的。

(2)避免人工反手选漏选，最大限度回收块煤，增加经济效益。

(3)降低手选工人在运转胶带旁工作存在的安全隐患。

(4)减少矸石入水，避免矸石泥化，煤泥减量化生产。

(5)提高毛煤预排矸机械化水平[5]。

5 经济效益分析

五矿2号井预先筛分车间现有手选岗位工人36人，年工资5万元/人，企业全部按劳动法为工人缴纳社保等，每年企业实际负担为：5万元/人×1.4=7万元/人；块煤市场价为830元/t。

5.1 减员增效方面

TDS智能干选排矸实施后，3个生产班需要拣杂及超粒人员为6人，可以减少手选工人30人。

每年企业减少支出人工费用为：30人×7万元/人=210万元。

5.2 增产增效方面

采用TDS智能干选机排矸，可避免人工反手选漏选，最大限度回收块煤。选煤厂2号井预先筛分车间主要对300～90 mm块煤进行人工反手选，手选后的产品平衡表见表1。采用TDS智能干选机分选后，块煤选出率约98.5%，TDS智能干选排矸产品平衡表见表2。

表1 300～90 mm毛煤人工反手选排矸产品

表2 300～90 mm毛煤TDS智能干选排矸产品

从表1、表2产品平衡表中可以看出，每年TDS智能干选机可以多回收块煤约13.01-12.13=0.88(万t)，每年增加收入0.88万t×830元/t=730.4万元，效益非常明显。

5.3 生产成本费用估算

电费：TDS智能干选系统吨煤装机功率约1 kW·h/t。选煤厂电价按0.5元/(kW·h)。

TDS智能干选系统每年入料量为70万t，每年用电费用为：70万t×1 kW·h/t×0.5元/(kW·h)=35万元。

维护费用：新增TDS智能干选系统的维护费用主要包括空压机维护、TDS带式布置器维护、TDS除尘器维护等。按吨入料量0.07元计，每年维护费用：70万t×0.07元/t =4.9万元。

年折旧费：设备原值1 300万元，设备净残值率为5%，预计使用寿命10 a。

年折旧费：1300万元×(1-5%)/10=123.5万元。

综上分析，TDS智能干选排矸代替人工手选后，企业每年可增加效益约：210万元+730.4万-35万元-4.9万元-123.5万元=777万元，效益明显。

6 结 语

TDS智能干选机是一种技术成熟的煤矸分选设备，具有分选精度高、分选粒度宽、处理能力大、智化程度高等优点。在五矿原煤排矸系统应用，可避免人工反手选漏选，最大限度回收块煤，增加经济效益；可降低手选工人在运转胶带旁工作存在的安全隐患；可减少矸石入水，避免矸石泥化，煤泥减量化生产；可提高毛煤预排矸智能化水平；进一步释放主厂房跳汰机处理能力，达到商品煤增产的目的。