关于智能化选煤厂的展望

邓刚

摘 要： 现阶段，人工智能、虚拟现实、量子信息技术、生物技术等先进技术的快速发展，悄然推动第四次工业革命的来临，其必然会带来工业领域的巨大变革。煤炭行业作为传统工业行业领域，在此背景之下，也迎来了新的发展机遇。煤炭洗选加工業作为煤炭产业的关键组成，其在时代发展大潮中，实现智能化发展，已经成为必然趋势。智能化选煤厂具有广阔的发展前景。本文结合实际案例，从智能化选煤厂设计角度，对当前智能化选煤厂进行了展望。

关键词： 智能化;选煤厂;案例;展望

【中图分类号】TP391     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.239

引言：在当前信息工业革命的推动下，我国煤炭产业在信息化、自动化发展中取得了一定的成果。煤炭洗选加工业生产具有典型的流程化特征，其对自动化技术的应用发展，进一步推动了煤炭洗选加工工艺的自动化。以此为基础，为煤炭洗选加工工厂进一步推进以智能化为主要特征的第四次工业革命提供了重要保障。选煤厂智能化发展，是其在未来智能化时代发展的必然趋势。

1 现阶段我国智能化选煤厂典型案例分析

1.1 上湾选煤厂

2015年，神东上湾选煤厂开始进行智能化升级，智能化改造涉及点多面广，主要包括了移动集控，工作人员通过移动终端能够实现对生产系统的一键切换，并通过建立大数据系统，与选煤厂管理实际结合，实现对生产运营系统的智能化管理与控制;通过传感器自动采集，实现对设备运行状态、变配电设备等六大类30向数据的自动采集与存储;自主研发国内首套全自动化装车系统，彻底代替人工，并实现了智能分选、智能加药等。上湾选煤厂通过智能化建设，生产系统运行效率提升5%以上，并将日均生产时间从18小时缩短为17小时，可控成本下降5%，煤质稳定率提高到95%，装车装载误差在150kg以下，生产系统巡视岗位减少21人。上湾选煤厂智能化建设效果显著，尤其是其信息化停送电和移动集中控制系统，为选煤厂管理模式创新开创了先河。

陕煤张家峁选煤厂

1.2 东沟选煤厂

东沟选煤厂智能化改造工程重点在于借助智能化系统实现选煤厂科技创新、减员提效，其智能化改造主要为“三网合一”的智能化系统，有机联合生产控制、视频监控及调度通讯等系统。具体来说，第一，在东沟选煤厂智能生产控制系统中，选煤厂生产控制系统具有一键启停车功能，对煤流线上参控设备进行集中控制，并在设备检修、调试时，进入单机集中与单机就地运行;同时设计智能变电所，实现配电室智能无人化操作。第二，在智能化调度通信系统中，通过在集中室内设置智能视频监控系统，实现对全厂生产状态的实施监控;数字程控调度系统，完成对岗位生产的实时调度;无线全覆盖和可视化移动终端设计，实时监控全厂生产情况，以及辅助区域设备工况，并根据管理权限，向相关管理人员提供生产信息;全生命周期自诊断系统，主要针对生产设备的全生命周期的信息采集与分析，系统设置台账，进行设备信息整理，并对其进行智能分析，提供维护保养数据。东沟选煤厂通过“三网合一”的智能化改造，提高了控制系统的灵活性，实现对生产、调度、通讯、监控的自动化控制，降低人力投入，提高生产安全和生产效率，实现“减员提效”的目的。

1.3 张家峁选煤厂

2017年，陕煤集团张家峁公司选煤厂在其已有的生产系统半自动化控制的基础上，为实现更高的生产效益，确定了智能化改造方向。该选煤厂在智能化改造中，智能化架构设计主要包括以下几个方面：第一，数据采集系统。利用公司办公局域网、工业以太环网、3G无线网络实现对选煤厂数据信息的有效采集。第二，3D可视化数据采集与监控（SCADA）系统。此部分为该选煤厂智能化改造的重点部分，借助虚拟现实技术实现对全厂生产状态的3D可视化显示，并实现在线与离线数据全面采集、设备或区域定位等。同时，完成对选煤厂生产各参数的实时监测，包括供配电参数、设备运行参数、储运系统参数、洗选系统参数、煤泥水处理系统参数等，智能化监控全厂生产状态。第三，定制化MES系统。该系统是在SCADA系统基础上，根据其数据采集，以不同管理任务目标进行相应的数据分析并得出结论，为优化管理与生产决策提供可靠依据。第四，定制化与自动化优化控制系统。该系统是在分析原煤煤质参数、市场需求的基础上，根据设定的生产任务与产品质量要求，完成产品的定制化生产。这一过程需要实现对洗选系统的全自动化优化控制。张家峁选煤厂作为陕煤集团智能化选煤厂改造试点，其智能化改造取得了良好的社会效益和经济效益，为其他选煤厂智能化探索提供了可靠实践经验。

1.4 案例总结

我国煤业企业对煤炭行业智能化发展的认识不断加深，在煤炭洗选加工领域，智能化建设已经成为企业发展的必然。当前，我国选煤厂智能化建设中，呈现出的共同点是都以选煤厂智能化改造入手，以原有的信息化、自动化为建设起点。同时，在选煤厂智能化改造中，改造内容多以控制系统的集中化、自动化升级为主，其相较于全面的智能化发展仍旧存在一定的差距。在选煤厂智能化建设中，对设备的在线监测以及实时预警较为普遍，且实现了良好的应用效果。

2 关于智能化选煤厂的展望

2.1 加强政策层面的正向引导

当前，在煤炭能源形势严峻，煤炭行业持续低迷的情况下，智能化发展为煤炭行业带来了全新的发展机遇。政府作为宏观经济发展重要引导者，其应当从政策层面做好正向引导，在《煤炭洗选工程设计规范》中，将选煤厂智能化相关内容加入，为选煤厂智能化发展提供明确的政策指引和文件指导，建立健全选煤厂智能化发展标准规范。同时，选煤厂智能化建设相关单位还需要正确认识智能化为行业带来了重要变革，进一步推进煤炭行业智能化发展，实现行业稳定、安全、高效、绿色的发展目标。

2.2 树立智能化选煤厂建设理念

选煤厂智能化发展是未来产业发展的必然趋势，在选煤厂智能化设计中，设计人员必须要与时俱进，具有发展的设计理念，将智能化思想充分融合进选煤厂智能化实际中，为未来其智能化内容的完善与发展奠定基础。同时，选煤厂实现生产智能化，必须要具备完善、可靠、高效的硬件基础，正确看待智能化建设所需要的前期投入，确保选煤厂智能化建设的切实落实。

2.3 选煤厂智能化建设加强对BIM技术的应用

选煤厂智能化设计将为BIM技术在选煤厂设计中的应用提供重要基础。在实际设计中，三维设计完全颠覆了当前二维设计的习惯，设计人员需要在同一个设计平台进行设计协同，最终实现三维设计的数字化交付。同时，设计成果对于选煤厂智能化建设施工以及后期生产运营提供有效指导。BIM技术在选煤厂智能化设计中的应用，还可以通过BIM技术的三维仿真模拟功能，实现对选煤厂智能化设计的虚拟仿真模拟，为其实现动态调整优化，确保智能化建设与选煤厂实际情况相符提供重要保障。

2.4 促进洗选加工设备制造领域的发展

选煤厂智能化建设，必然需要依靠高效、可靠的洗选加工设备，设备的故障发生率与选煤厂的生产运营效率具有紧密相关关系，对于选煤厂智能化建设也具有关键性影响。在智能化建设过程中，对洗选加工设备质量要求更高，尤其对于智能化信息设备，如单机智能化成套设备的需求会更高。这对于促进洗选加工设备制造领域发展，形成质量为先的健康竞争环境具有重要的促进作用。

2.5 催生设备质量“认证机构”

选煤厂智能化建设中，设备的健康管理是重要内容。当前，我国煤炭洗选加工设备领域尚且没有具有普遍认同度的质量“认证机构”，在未来智能化发展过程中，对设备质量的“认证机构”需求会越来越迫切。因此，我国煤炭行业协会可作为牵头单位，组织建立设备质量“认证机构”，对设备质量进行评级，明确各类设备等级，从而推进洗选加工设备行业的良性发展，确保设备质量与价格相符。

2.6 促进选煤厂生产模式的变化

选煤厂智能化建设，要求其在生产发展中，建立与智能化生产相适应的体制机制，这就必然造成选煤厂生产模式的改变。例如，智能化发展在，工业IT运营，专业设备网上预约维修等新型业务模式产生。同时，智能化进一步提升了生产管理调度的便捷性，更多的人工劳作将被代替;工业5G技术等将被越来越多的应用于智能化发展中，选煤厂工作环境、人员工作强度将大大改善。

总结：现阶段，我国选煤厂智能化发展仍旧处于探索阶段，但其是未来产业发展的必然趋势。在未来选煤厂智能化发展中，建立试点先行、整体规划的发展路径，分步骤、分层次、分系统，一步一个脚印的实现智能化，确保其发展的稳定性，适时抓住机遇，实现传统煤炭工业的创新发展。总而言之，未来选煤厂智能化仍旧面临较长发展之路，各选煤厂在智能化设计建设中，需要加强对成功案例的借鉴，立足实际，大胆采用已成熟的智能化技术，与时俱进，实现发展。

参考文献

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