蔣 焱

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

五礦選煤廠商品煤生產(chǎn)能力為6.80 Mt/a，生產(chǎn)工藝為塊煤跳汰分選，主要產(chǎn)品有篩末煤、洗中塊、洗小塊、3號噴吹煤，副產(chǎn)品有壓濾煤泥、干燥煤泥、中煤、矸石。

礦井毛煤排矸環(huán)節(jié)采用人工手選，效率低。實際生產(chǎn)時如果篩上物塊煤量大，采用犁式卸料的方式將所有篩上物卸入現(xiàn)有塊煤破碎機，破碎后的物料與篩下末煤一起進(jìn)入后續(xù)洗選系統(tǒng)，造成洗選系統(tǒng)負(fù)荷大，而且矸石破碎泥化還會增加煤泥水系統(tǒng)的負(fù)荷。在調(diào)研晉煤集團(tuán)相關(guān)選煤廠后，五礦決定采用技術(shù)成熟的TDS智能分選機代替人工手選，從而提高經(jīng)濟效益[1]。

1 人工手選存在的問題

目前，五礦選煤廠2號井預(yù)先篩分車間主要對300～90 mm塊煤進(jìn)行人工反手選，生產(chǎn)效率低；90～50 mm塊矸石主要依靠主廠房跳汰機排除，大量矸石進(jìn)入跳汰機，嚴(yán)重影響跳汰機處理能力，降低商品煤產(chǎn)量，導(dǎo)致企業(yè)效益下滑。當(dāng)務(wù)之急必須找到一項措施，從原煤預(yù)先篩分車間開始就將大量矸石排出生產(chǎn)系統(tǒng)，使跳汰機入洗更多的原煤，增加商品煤產(chǎn)量。

為提高企業(yè)經(jīng)濟效益，使手選工人從繁重的手選作業(yè)解放出來，改善工作環(huán)境，減少安全隱患，很有必要將人工手選升級改造為機械排矸。

2 TDS智能分選機應(yīng)用情況

目前國內(nèi)用于大塊煤排矸的主要工藝設(shè)備為塊煤跳汰機、動篩跳汰機、重介淺槽及TDS智能干選機。

塊煤跳汰機、動篩跳汰機是以水為介質(zhì)進(jìn)行分選，有效精度不如重介淺槽及TDS智能干選機，且設(shè)備體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)量較大。重介淺槽分選精度高，但需要借助水、介質(zhì)實現(xiàn)對煤炭的分選，需設(shè)置產(chǎn)品脫水、煤泥水處理、介質(zhì)回收系統(tǒng)，系統(tǒng)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。

TDS智能干選機主要用于300 ～25 mm 塊煤分選，在晉煤集團(tuán)趙莊選煤廠和坪上煤業(yè)成功實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。趙莊TDS智能干選機自2016年6月24日投產(chǎn)以后，每天生產(chǎn)20 h左右，經(jīng)歷了繁重生產(chǎn)任務(wù)的考驗，自運行以來生產(chǎn)穩(wěn)定、系統(tǒng)可靠。從分選效果來看，TDS智能干選機具有分選精度高、分選粒度寬、處理能力大等特點。

3 TDS智能分選機的特點

3.1 TDS智能分選機原理

TDS智能干選機通過X射線和圖像識別技術(shù)，運用深度學(xué)習(xí)算法等先進(jìn)技術(shù)，對煤和矸石進(jìn)行識別，不同密度的物料對X射線吸收量不同，從而呈現(xiàn)出不同的顏色，實現(xiàn)了對塊煤的精準(zhǔn)識別與分選(圖1)。TDS智能干選機不用水、不用介質(zhì)、不產(chǎn)生煤泥，加工成本低、塊煤產(chǎn)率高[2]。

圖1 TDS智能分選示意

3.2 TDS智能分選機優(yōu)勢

(1)分選精度高。煤中帶矸和矸石帶煤率在1%～3%?？商幚?00～50 mm或100～25 mm物料，處理上限為300 mm，下限25 mm[3]。

(2)處理量大、應(yīng)用范圍廣。一座7.5 Mt/a選煤廠，處理300～50 mm塊煤，選用1臺TDS36型號設(shè)備即可。可用于大于25 mm塊煤排矸，井下預(yù)排矸，高嶺巖分選等。

(3)智能化程度高。智能控制，故障可自檢，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的智能化運行。

4 TDS智能分選機在五礦的實際應(yīng)用

4.1 TDS智能分選機排矸系統(tǒng)組成

排矸系統(tǒng)組成部分：振動給料機(ZG-240-240型)1臺、TDS智能干選機(TDS24-300)1臺、空氣壓縮機1臺、塊煤破碎機(2PGL500×1500)1臺。

4.2 工藝流程簡介

五礦礦井毛煤運至原有預(yù)先篩車間后，經(jīng)90 mm篩分處理，大于90 mm物料經(jīng)檢查性手選撿出雜物及超粒后，進(jìn)入TDS智能干選機進(jìn)行干選，選后大于90 mm的塊煤破碎到90 mm以下，矸石進(jìn)入矸石膠帶，見圖2。

圖2 工藝流程示意

新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用在原有廠房內(nèi)改造完成，施工速度快、工期短，對礦井生產(chǎn)影響小，可完全替代現(xiàn)有的人工手選環(huán)節(jié)，減員增效。釋放五礦選煤廠主廠房跳汰機處理能力，達(dá)到商品煤增產(chǎn)的目的。

4.3 TDS智能分選機排矸系統(tǒng)的目的

(1)解決手選工老齡化，工作環(huán)境差，勞動強度大，無技術(shù)含量，無人愿干的問題，達(dá)到減員增效的目的。

(2)避免人工反手選漏選，最大限度回收塊煤，增加經(jīng)濟效益。

(3)降低手選工人在運轉(zhuǎn)膠帶旁工作存在的安全隱患。

(4)減少矸石入水，避免矸石泥化，煤泥減量化生產(chǎn)。

(5)提高毛煤預(yù)排矸機械化水平[5]。

5 經(jīng)濟效益分析

五礦2號井預(yù)先篩分車間現(xiàn)有手選崗位工人36人，年工資5萬元/人，企業(yè)全部按勞動法為工人繳納社保等，每年企業(yè)實際負(fù)擔(dān)為：5萬元/人×1.4=7萬元/人；塊煤市場價為830元/t。

5.1 減員增效方面

TDS智能干選排矸實施后，3個生產(chǎn)班需要揀雜及超粒人員為6人，可以減少手選工人30人。

每年企業(yè)減少支出人工費用為：30人×7萬元/人=210萬元。

5.2 增產(chǎn)增效方面

采用TDS智能干選機排矸，可避免人工反手選漏選，最大限度回收塊煤。選煤廠2號井預(yù)先篩分車間主要對300～90 mm塊煤進(jìn)行人工反手選，手選后的產(chǎn)品平衡表見表1。采用TDS智能干選機分選后，塊煤選出率約98.5%，TDS智能干選排矸產(chǎn)品平衡表見表2。

表1 300～90 mm毛煤人工反手選排矸產(chǎn)品

表2 300～90 mm毛煤TDS智能干選排矸產(chǎn)品

從表1、表2產(chǎn)品平衡表中可以看出，每年TDS智能干選機可以多回收塊煤約13.01-12.13=0.88(萬t)，每年增加收入0.88萬t×830元/t=730.4萬元，效益非常明顯。

5.3 生產(chǎn)成本費用估算

電費：TDS智能干選系統(tǒng)噸煤裝機功率約1 kW·h/t。選煤廠電價按0.5元/(kW·h)。

TDS智能干選系統(tǒng)每年入料量為70萬t，每年用電費用為：70萬t×1 kW·h/t×0.5元/(kW·h)=35萬元。

維護(hù)費用：新增TDS智能干選系統(tǒng)的維護(hù)費用主要包括空壓機維護(hù)、TDS帶式布置器維護(hù)、TDS除塵器維護(hù)等。按噸入料量0.07元計，每年維護(hù)費用：70萬t×0.07元/t =4.9萬元。

年折舊費：設(shè)備原值1 300萬元，設(shè)備凈殘值率為5%，預(yù)計使用壽命10 a。

年折舊費：1300萬元×(1-5%)/10=123.5萬元。

綜上分析，TDS智能干選排矸代替人工手選后，企業(yè)每年可增加效益約：210萬元+730.4萬-35萬元-4.9萬元-123.5萬元=777萬元，效益明顯。

6 結(jié) 語

TDS智能干選機是一種技術(shù)成熟的煤矸分選設(shè)備，具有分選精度高、分選粒度寬、處理能力大、智化程度高等優(yōu)點。在五礦原煤排矸系統(tǒng)應(yīng)用，可避免人工反手選漏選，最大限度回收塊煤，增加經(jīng)濟效益；可降低手選工人在運轉(zhuǎn)膠帶旁工作存在的安全隱患；可減少矸石入水，避免矸石泥化，煤泥減量化生產(chǎn)；可提高毛煤預(yù)排矸智能化水平；進(jìn)一步釋放主廠房跳汰機處理能力，達(dá)到商品煤增產(chǎn)的目的。