洗选矸石计量系统在煤质考核管理中的应用

刘 鹏

（皖北煤电销售公司，安徽 宿州 234000）

1 概述

煤炭产品是煤矿企业赖以生存和发展的根本，提高原煤质量是提高煤炭经济效益的最根本所在[1]。煤炭质量代表着一个煤矿企业的竞争实力、管理水平和信誉程度，决定着企业的经济效益，如何加强煤质考核管理及提高煤炭产品质量和经济效益，是煤炭企业一项十分重要而紧迫的任务[2]。

销售公司煤质管理部门由于难以准确掌握原煤质量，使得煤质管理重产品、轻原煤，使得对生产单位的原煤考核流于形式，造成经济效益提升的困难加大。如何提高原煤灰分检测和考核的准确性成为煤质管理部门首要考虑的问题。

该部门利用洗选矸石灰分的稳定性，通过洗选矸石计量系统对洗选矸石进行精确计量，采用商品煤和洗选矸石的质和量进行反推得出真实的原煤灰分，为煤质考核提供了真实有效的依据。

2 计量系统简介

该计量系统利用恒源煤电公司矿区网络系统，实施对该公司矸石皮带（刮板机）的核子称计量设备联网监控检测。在该公司所属五座选煤厂（恒源矿、祁东矿、任楼矿、钱营孜矿和五沟矿选煤厂）洗选矸石皮带（刮板机）分别加装一套核子称计量设备及附属控制传输系统，并在各矿及相关管理部门监控室实现终端显示和查询（视频和数据）功能。将核子秤的计量数据上传到公司中心服务器进行汇总、整理、存储，该公司有关领导和管理部门通过矿区网络随时按权限查询核子秤计量数据，动态地掌握各单位的生产信息。系统结构如图1。

图1 洗选矸石计量系统结构图

2.1 计量原理

核源发射出的γ 射线穿过运输机上的物料后被探测器接收。γ 射线穿透物料时，一部分射线被物料吸收或散射，其强度要减弱，物料越多，减弱越厉害，探测器接收到的射线强度也越小，产生的电流信号也随射线强度成正相关改变。因此，根据探测器输出电流信号的大小，就可测出运输机上某一断面物料多少[3-4]。

2.2 系统组成

核子秤系统由秤体部分和主机部分组成，主机与秤体之间用二芯电缆或电话线连接。主机部分由工控机、显示器和打印机组成。秤体部分包括：放射源、称重传感器(电离室及前置放大器)、A 型架及传感器防护筒、下位机系统（包括电源板、下位机板）、测速装置或开停传感器[5]。系统组成如图2。

图2 核子称系统组成示意图

2.3 系统主要功能

（1）计量多能化；（2）下位机(秤体部分)具有独立运算、独立计量的功能；（3）数据统计、记录和查阅功能；（4）计量、控制、显示功能；（5）远程显示功能；（6）局域网联网功能。

3 系统的应用

3.1 系统的安装

该计量系统自2021 年1 月底完成招标，于同年3 月底完成安装并投入使用。主机（一主一备）安装在集团公司信息中心机房，五个秤体分别安装在恒源矿、祁东矿、任楼矿、钱营孜矿和五沟矿选煤厂洗选矸石皮带机（刮板机）上，称体操作箱安放于矸石皮带（刮板机）机头的厂房墙体上。核源用钢板进行防护，确保岗位工远离核源，免于辐射伤害。

3.2 调试校准及监管

3.2.1 计量参数的标定

核子称计量有两个重要参数：吸收系数与速度系数。

吸收系数反映物料对射线吸收的多少。标定方法：先假定一吸收系数a，再利用一段时间矸石过磅的实际量b和称的统计量c进行比较，利用如下公式对真实吸收系数K进行标定：

K=（b/ c）×a

一般情况下，吸收系数每半年需要重新标定一次，水分有较大变化超过7.0%时，也需要重新进行标定[6]。

速度系数即是输送机运转时速，如速度有变化时，应调整相关速度参数后，重新利用实物进行标定。

3.2.2 计量参数的校验

为了防止因皮带更换、磨损、对接、速度变化等因素造成的“零点”偏差，选煤部每10 天定期与矿方人员对接对该系统进行“测零”，通过“测零”来校正上述原因造成的误差。同时，根据需要每半年对各选煤厂核子称进行实物标定工作，保证计量的准确性。

3.2.3 计量系统的监管

为了加强对系统的监管，每个称体都加装了一个高清摄像头，24 h 监控计量仪器及相关输送矸石状态，并存储相关图像（2 个月以上）上传到主机，来实现全方位监控。

系统经过实物进行标定以后，只需定期进行简单的维护工作。仪器操作简单、维护量较小，如：保障系统供电、网络通讯、视频监控正常等工作。选煤部每天安排专人至少进行一次系统巡查，当出现通讯中断、数据异常等问题时，及时查明原因，予以解决。如有必要，选煤部会第一时间联系厂家进行沟通交流，找到解决问题的办法。

销售公司为了加强对该系统的维护和管理，同时保证计量的准确性和连续性，实现考核基础依据真实，考核公平合理，特制订了《恒源煤电洗选矸石计量系统管理办法》，按照文件办法要求和规定严格进行奖惩。

4 应用效果

该计量系统自2021 年3 月安装调试完成后，系统运行平稳，洗选矸石计量比较准确，与实际发运的量进行比对，相对误差在2%以内的较好水平。利用该系统的商品煤质量反推测算法填补了以往煤质管理部门无法真实掌握生产单位实际原煤质量情况的空白，为煤质考核管理提供了基础数据。

经过一年多的应用考核，煤质管理门依据考核结果对没有完成煤质指标的相关矿井进行了处罚，督促矿方高度重视煤质管理的重要性。当前各矿已成立专人小组，从精准地质预报、调整采高、减少破顶破底、减少降尘水量等措施加强煤质管理，减少矸石和湿粘煤进入系统，为煤炭的洗选加工及运输提供了较好的基础。该系统自应用以来，煤质管理部门通过准确的灰分数据有的放矢地加强原煤质量考核管理，各矿原煤质量逐步好转。2021 年恒源煤电公司原煤综合灰分变化见表1。

表1 2021 年恒源煤电公司原煤综合灰分变化表

5 结语

计量系统应用以来能对恒源矿、祁东矿、任楼矿、钱营孜矿和五沟矿五个矿井洗选矸石进行较为精确的计量，强化了煤质管理，提升了业务职能，实现了考核的实事求是和公平公正，对销售公司煤质管理工作起到了积极作用。同时，真实有效的考核数据及相关处罚措施，也督促矿方加强煤质管理，原煤质量得到了一定的提高，具有一定的推广应用价值。