选煤行业新技术浪潮下的智能化选煤厂

王建水

摘  要： 国家八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》出台，中国煤炭加工利用协会《智能化选煤厂建设通用技术规范》和国家能源局《智 能化煤矿建设指南2021版》颁布，智能化选煤厂建设进入一个新阶段，结合国家双碳战略和先期选煤厂智能化建设实践，建议注重信息平台建设、着力 智能分选过程、强化节能利用和建立选煤厂智能化建设循序渐进的新思想模式，为選煤厂智能化建设提供借鉴。

关键词： 智能化选煤厂;提质增效;绿色低碳

引言

煤炭生产企业在追求高效益的发展中，如何将智能化技术与选煤各个 环节有机结合，从而提高煤炭产品质量显得尤为重要。智能化选煤厂以智 能化技术为手段，通过对分选、分级、脱水等过程进行智能分析和优化，  达到保障系统可靠性、提高作业效率、优化产品质量、创造经济效益的目 的。目前，大多数选煤厂处于机械化、自动化、信息化交织并存的阶段，  离智能化选煤厂的要求存在较大差距，如何结合选煤厂实际情况，运用智 能化技术、设备，将选煤各环节纳入智能化系统中是智能化选煤厂建设的 关键。

1 选煤厂智能化的内涵和目标

智能化是指控制对象具有精准的感知能力、准确的分析判断能力、高 效自主的决策能力和快捷可靠的执行能力。它能根据自身感知的信息进行 自主分析、判断、决策和执行，并具有自主学习、自主优化能力。因此，  智能化需要对信息实时采集，对采集的信息进行自主分析判断、决策，并 保证形成的决策能够高效执行到位。它具备4种能力：感知能力、分析能 力、决策能力和执行能力。智能化技术将是选煤厂高质量发展的核心支撑 技术，它将人工智能、信息通讯、装备技术与选煤全过程深度融合，形成 全面感知、实时互联、分析决策、协同执行的智能系统，实现选煤厂从原 煤入厂、洗选加工、产品装车等全过程智能运行。选煤厂智能化建设表面 上是为优化分选过程服务，实际是为质量和效益服务，为安全和品质服 务。智能化推崇“少人无人”，但其本质还是“以人为本”。智能化的投 入使用，将极大地改变传统选煤厂的运维模式，将工人从繁重、危险的岗位中解放出来，极大地提高生产效率和产品质量，达到降本增效、安全发 展的目的;当然，对选煤厂操作人员和专业技术人才也提出了更高的要求[1]。

2 智能化选煤厂关键技术

2.1  煤矸石智能干选技术

智能干选技术是将原煤平铺，采用传感器、大数据等技术处理，将煤 与矸石进行智能化识别，最终实现煤与矸石分离。目前，自动分选系统主 要采用了双能γ射线透射法，图像识别等方法解决对不同粒度煤和矸石的 组分识别问题，而提高干选精度和分选速率是智能干选技术不断研发的重 点方向。

2.2  重介分选工艺的智能化控制技术

重介分选设备传统控制系统工作时存在的问题与跳汰机基本类似。智 能化控制系统的实际应用效果可以主要从以下两个方面进行阐述：第一，  操作灵活度高。受洗煤工艺过程及原料性质影响。重介质的质量会出现不 同程度的波动，这对控制系统提出了更高的要求，质量波动必然会在一定 程度上影响系统的工作质量。智能化控制系统可以基于原材料属性和工艺 参数波动对重介分选过程进行智能控制，提升分选效果。第二，通过使用 智能化控制系统可以减少重介设备操作人员的数量，降低人工成本[2]。

2.3  煤泥水处理过程智能控制技术

煤泥水系统中配置絮凝剂以及控制絮凝剂的添加量是非常重要的环 节，会对煤泥水处理的质量和效果产生重要影响。絮凝剂的主要作用是加 速煤泥沉降，促进煤泥与水的分离。与传统的煤泥水处理控制系统相比 较，智能控制系统的优势有：第一，选煤过程中，受其他工艺环节的影 响，煤泥水流量会出现很大的波动。该系统可以自动识别流量大小，进而 对絮凝剂的添加量进行调整;第二，   当入选原煤属性出现较大波动，  比如泥 化含量、细粒砂含量波动等，系统可以考虑原煤属性智能化配置絮凝剂，  保障煤泥水的处理效果。

2.4  智能浮选技术

浮选系统的自动加药系统逐步成熟，而智能决策加药量和基于环境变 化实时优化浮选各项参数是智能化浮选技术的重点。由于数字图像处理具 有响应快，不受空间、主观因素限制等优点，它在智能化泡沫浮选中有较 为广泛应用，提取泡沫的纹理（熵、惯性矩、能量等）、尺寸形状等静态 特征以及速度等重要的动态特征，优化算法建立合理数学模型，精确量化 浮选中各项参数值，进而指导浮选生产[3]。

3 选煤厂智能化建设思路

3.1  选煤厂智能化建设总体要求

选煤厂智能化建设总体要求是：能自主分析原料煤性质和产品质量 情况，建立生产组织模型;采用大数据分析方法进行数据建模，利用机器 学习算法自主分析、预测工艺参数;通过协同控制方法，自主调节各工艺 环节操作参数，实现各工艺环节智能控制;通过对典型选煤工艺的智能控 制，实现精准分选。大数据、工业物联网等信息技术与传感器检测技术的 融合使用，是选煤厂智能化发展的主要研究方向;传感器的开发、应用和 采集数据的集成分析是核心。选煤厂智能化建设重点体现在集中控制技 术、传感器检测技术、数据传输、分析和应用等方面。选煤厂智能化系统 应该包括生产管理模块和安全管理模块。其中，生产管理模块要涵盖设备 全生命周期、生产工艺系统、生产辅助系统管理等;生产工艺系统应包含智 能块煤（重介/跳汰）分选系统、智能煤泥分选系统、智能浓缩压滤系统 等;生产辅助系统应包含智能仓储和配煤、智能装车、智能加药、智能加 介、智能脱水脱介等。安全管理模块重点建设智能化安全保障系统，要涵 盖人员实时定位系统和视频监控系统。视频监控系统可以根据现场实际，  考虑设置电子围栏等。安全保障系统要和操作系统连锁，采集数据要进行 大数据比对分析，判断哪些是高危行为进行相应禁止，从而提升企业的本 质安全能力。

3.2  智能技术运用

目前，智能分选、智能加药、智能照明、智能压滤等技术在多个选煤 厂使用，这些智能技术的应用，要结合各选煤厂实际情况，需要在安全、 高产高效的前提下，针对疑点难点深入调查，特别是工况、气候、地质条 件及人员素质方面要重点考虑。例如在设备可靠性管理上，传感器布置位 置、数量是容易忽视的问题，同样不能忽视的是设备可靠性管理中采集的 数据，需要进行专业分析。在智能装车系统建设中，要考虑牵引方式及火 车司机的职业素养对系统使用的影响[4]。

4 结束语

智能化选煤厂是选煤厂发展的新趋势，选煤过程每一环节智能化都 是十分重要的过程，涉及学科十分广泛，需要储备十分庞大的知识。选煤 人需要紧紧抓住核心技术，把专业知识与实际经验结合起来。在建设智能 化选煤厂时比较关键的问题是要打通设备、数据以及系统软件之间的“信 息孤岛”，实现数据信息的互通共享。只有这样才能够真正基于工业大数 据，实现选煤生产全流程智能化控制。

参考文献：

[1]路迈西.选煤厂技术管理[M].徐州：中国矿业大学出版社，2020.

[2]匡亚莉.智能化选煤厂建设的内涵与框架[J].选煤技术，2020（1）：85-89.

[3]王国法，刘峰，庞义辉，等.煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术 支撑[J].煤炭学报，2020，44（1）：349-357.

[4]庞义辉，王国法，任怀伟.智慧煤矿主体架构设计与系统平台建设关键技术[J]. 煤炭科学技术，2020，47（3）：35-42.