TDS智能干选机在黄陵一号煤矿选煤厂的应用

缑新学，何 晨

(陕煤黄陵矿业有限公司，陕西 延安 727307)

1 概况及现状分析

黄陵一号煤矿选煤厂是一座设计能力6.0 Mt/a的矿井型炼焦煤选煤厂，入洗原煤为气肥煤。设计选煤工艺为无压三产品重介旋流器+TBS粗煤泥分选+煤泥浮选联合工艺。选后精煤产品为炼焦配煤，副产品中煤及煤泥作为煤矸石电厂原料。该厂大块煤预处理工艺采用人工手选，存在智能化程度低，手选工劳动强度大，矸石拣出率低等问题。为提高自动化水平和企业经济效益，改善工作环境，减少安全隐患，需将人工手选升级改造为机械排矸，通过对多种块煤分选工艺比较，选煤厂拟采用智能干选机用于50 mm以上块煤排矸[1-2]。

2 双源识别TDS智能干选机可行性研究

2.1 采用双源识别TDS智能干选机的必要性

中国煤质复杂，有易选煤也有难选煤。对于基于射线识别技术分选的智能干选机也存在难选煤和易选煤的问题，只是决定难选和易选的方法是识别。黄陵一号煤矿选煤厂中煤含量偏高，通过X光识别试验确定该厂煤为难选煤。另外黄陵一号煤矿选煤厂入选原煤为稀缺的炼焦配煤，分选作业必须保证分选精度，减少矸石带煤率，提高精煤回收率。

针对难选煤，国内智能干选机研发单位在X射线识别的基础上增加图像(CCD相机)识别，提高识别精度。鉴于上述分析，黄陵一号煤矿选煤厂考虑采用X射线+图像双源识别TDS智能干选机。

2.2 图像识别技术及工作过程

图像识别是一种以计算机为核心，结合光电技术和计算机图像处理技术的新型选煤技术。它根据模式识别原理，利用CCD(Charge Coupled Device)摄像头对煤炭输送过程进行监测，通过图像采集卡，将拍摄到的连续图像输入计算机，不断进行图像处理，并运用图像处理算法对其进行分析、识别，最终达到将煤块和矸石区分[3-4]，系统框架如图1所示。

注：图中黑色图形表示矸石，白色图形表示煤图1 图像识别系统框架

其工作过程：首先启用CCD摄像头对传输带上的煤和煤矸石块状物体进行图像采集，经预处理后送入微控制器；然后利用粗糙集算法和模式识别算法，计算出煤和煤矸石的灰度和纹理特征量，与已通过图像采集的煤和矸石图像特征规则进行匹配，进而实现识别分类，最后通过执行机构分选[5-6]。

采用智能干选替代人工手选，提高生产自动化水平，大大减轻工人的劳动强度，解决预先筛分车间噪声大、粉尘大，工人工作环境差的难题[9-10]。其重要意义在于将工人从恶劣的工作环境中解脱出来，保护工人身体健康。TDS智能干选机基本上实现了无人值守，提高了生产效率与分选精度的同时，也避免了对人体健康的损害。

2.3 半工业试验验证

采取黄陵一号煤矿选煤厂煤样在工业样机上进行半工业试验，采用X射线+图像(CCD相机)识别技术，试验结果见表1。

新增智能干选系统布置简单，无需新增车间。将原煤准备车间原有2台手选胶带机拆除，在其位置安装2套TDS智能干选系统即可。TDS智能干选系统布置见图3。

表1 黄陵一号煤矿选煤厂TDS智能干选机半工业试验结果(双源识别)

由表1试验结果看出，双源识别TDS 智能干选机分选后，矸石的平均带煤率为2.50%，平均排除率为95.42%，说明排矸效果明显、分选精度高。半工业试验表明，双源识别TDS智能干选机适合用于该厂大于50 mm块原煤排矸。

3 TDS智能干选机的应用

通过半工业试验和实际应用调研，选煤厂确定采用X射线+图像双源识别智能干选机。

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3.1 设备技术参数

6.0 Mt×15%×25%×(95-20)%=16.88万t

3.2 工艺流程

(1)节省人工费。采用TDS智能干选工艺后，可节省10名手选工人，按每人每年工资5万计，每年可节约手选工人工成本约50万元[11-12]。

从发布时间来看，奥林巴斯OM-D E-M1 II于2016年11月发布，相比2017年11月发布的松下Lumix G9整整早了一年。晚发布的G9具备后发优势，在后面的特性功能介绍中会有详细阐述。

图2 改造后工艺流程

3.3 改造工艺布置

百雀羚重新上市伊始就注重电子商务的拓展，与淘宝网建立深度合作，并在强大的广告攻势下，成为淘宝网炙手可热的品牌。在电视广告上标注“淘宝网”可见百雀羚在电子商务方面的重视。

在光伏发电系统中，由于逆变器在不同光照条件下正常工作时需要实时控制直流母线电压，因此，要求逆变器具有更宽的直流输入电压范围并保证稳定的电压输出，所以本设计采用具有宽输入电压范围、低载时有很高转换效率的IGBT开关管，在相应的脉冲控制下产生通断，从而在负载端得到所需要的工频交流电，采用IGBT作为开关器件的单相桥式电压型逆变主电路如图2所示.为了平衡输入输出瞬时功率差异等问题，系统中通常需要并联电解电容来解决，由于电解电容寿命短，严重限制了逆变器的使用寿命，因此，在整个电路设计中使用长寿命的薄膜电容代替电解电容[4]47-49.

4 应用效果

4.1 生产运行指标

经过调试，TDS智能干选系统已正常运转，生产运行指标如表3。

表3生产运行指标试验表明，经过双源识别TDS 智能干选机分选后，矸石的平均带煤率为2.4%，平均排除率为95.31%，达到了改造的预期目标。

4.2 社会效益

任何一种识别技术都有其局限性和性能瓶颈，难以做到100%的准确，而利用多种识别技术进行联合识别可以明显提高识别精度。利用X射线与CCD图像双源联合识别，可以发挥2种技术各自的特点，X射线透射基于物块内部信息检测，CCD图像基于物块表理信息检测，并根据物块特征赋予X射线与图像检测值不同的置信度等级，最终实现联合识别，极大提高检测精度，从而保证分选精度[7-8]。

表3 黄陵一号煤矿选煤厂TDS智能干选机生产运行指标试验

图3 改造后工艺布置

4.3 经济效益

原煤经50 mm分级后，大于50 mm块原煤进入TDS智能干选机分选，分选后的精煤破碎至50 mm以下，再与筛下小于50 mm末煤一起进入洗选系统，TDS智能干选机矸石直接排弃。改造后工艺流程见图2。

(2)节省块煤破碎机维修费。采用TDS智能干选后，块煤破碎机由主要破碎矸石变为仅破碎煤，破碎机的正常损耗降到了最低，节省破碎机维修费[13-14]。

屋顶部分，浊漳河两岸的民居多用悬山顶，山墙面屋顶木构架裸露，屋顶敷小青瓦。虹霓河、宑底河由于海拔较高，交通不便，建筑材料短缺，民居屋顶会使用石板。有部分民居，同一建筑屋顶会混合铺砌石板和青瓦，并运用石板叠涩出际山墙。立面上的门窗洞口采用石质或木质过梁，规模较大的商贾大院，门窗过梁上都有精美的木雕，二层开的券窗上会有精美的砖雕；山区民居建筑屋顶多铺石板，出山墙面不做或略作悬挑。由于山区温度较低，建筑立面门窗洞口都比较小，其式样也较为简洁，且山墙面和后檐墙面一般都不开门窗。结合建筑高度及结构类型，依据墙体及屋顶的建造材料可将民居正立面及山墙面归纳为如图12、13所示的几种类型。

(3)节省矸石后续洗选加工费。大于50 mm块煤产率按15%计，其中矸石含量约25%，人工手选矸石拣出率为20%，块原煤采用TDS分选，矸石排出率按95%计，则每年块原煤采用TDS分选比手选可以多排出矸石量：

TDS智能干选机主要技术参数如表2所示。

后续洗选系统吨原煤加工费按15元计，每年可节省加工费：

16.88万t×15元/t=253.13万元

浮选吨煤泥加工费按15元考虑，每年可节省加工费[15]：

16.88万t×5%=0.84万t

(4)减轻煤泥水负荷，节省煤泥加工费。矸石在入洗时会产生次生煤泥，TDS提前将大量矸石排出可减少次生煤泥产量，减轻选煤厂煤泥水系统的负担，节省次生煤泥加工费。次生煤泥产率按5%计，每年可减少煤泥量：

此外，国际市场影响因素已进入实际利好阶段。进入10月份，国际市场价突破340美元/吨，国内产业发展面临新契机。王兴富说 ，2017年全球经济呈现出所有地区“高度同步”增长，且重要新兴经济体状况也在改善。全球钾肥在2017年实现价格筑底回升，产量销量双双增长。“2017年国际钾肥市场价格平均上涨超20美/吨元；巴西地区全年上涨45美元/吨，同比上涨19.6%。”

0.84万t×15元/t=12.66万元

（一）教师应引导学生观察校园生活。校园是学生是学生学习知识的重要地方，也是学生接触时间最长、最密集的地方，在教学过程中有意识地引导学生对自己的校园生活多加关注，不仅可以积累大量素材，更能够让学生用全新的视角观察自己习以为常的校园生活。

(5)智能干选机易损件维护费用。智能干选机投运后，其执行机构中的电磁阀属于易损件，增加了设备的维护费用。经统计每月损坏更换电磁阀4个，每个电磁阀2 000元，则每年增加的维护费：

2000元/个×4个×12=9.6万元

针对传统BGM方法中真实误差概率分布不可知,小扰动水平结构未予调整的缺点,动态繁殖过程中本文不仅将繁殖模大小调整至误差允许范围内,还将小扰动水平分布据湿对流区域进行调整,期望抓住模式中误差的正确发展方向从而改善集合预报效果。

综上所述，智能干选机投运后，每年可产生的经济效益为：

50万元+253.13万元+12.66万元-9.6万元=306.19万元

5 结 语

黄陵一号煤矿选煤厂煤种为难选煤，通过半工业试验和实际应用调研，引入X射线+图像双源识别TDS智能干选机代替人工手选实现块煤预先排矸。投产后的实际运行指标说明，TDS智能干选机分选精度高，满足黄陵一号煤矿选煤厂块煤分选指标。该项目的成功应用，提高了黄陵一号煤矿选煤厂的自动化水平，同时增加了经济效益。