申斌學(xué)，朱 磊，古文哲，宋天奇，劉治成

(1.中煤能源研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054；2.中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

井工煤礦生產(chǎn)過程中，通常將井下工作面開采的原煤經(jīng)過各級(jí)運(yùn)輸后提升至地面，在地面洗煤廠進(jìn)行煤矸分選，這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式存在大量的無效運(yùn)輸和提升，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，且地面分選矸石的排放會(huì)給礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。除此之外，許多礦井地面洗煤廠塊煤初選仍然采用人工手選，分選機(jī)械化程度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，與新時(shí)代背景下的現(xiàn)代化礦山建設(shè)的要求背道而馳[1]。

近年來，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)礦井實(shí)現(xiàn)“矸石不升井”，提倡機(jī)械化減人、智能化換人，鼓勵(lì)研發(fā)智能分揀機(jī)器人等智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤矸高效分離，并加大相關(guān)政策支持力度[2-4]。在此背景下，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者在煤矸智能分選技術(shù)與裝備方面進(jìn)行了大量的研究。徐志強(qiáng)[5]等基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了煤矸識(shí)別模型，揭示了模型的識(shí)別機(jī)理與分類依據(jù)，通過對(duì)煤矸識(shí)別精度的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)研究，優(yōu)化了煤矸識(shí)別模型的分類依據(jù)，最終在實(shí)現(xiàn)節(jié)約計(jì)算與存儲(chǔ)資源的同時(shí)提升了識(shí)別精度；梁興國(guó)[6]等對(duì)智能干選技術(shù)的基本原理、發(fā)展歷程以及在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況和應(yīng)用效果進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，論述了智能干選技術(shù)將帶來的選煤革命，并提出了該技術(shù)未來的發(fā)展方向；郭永存[7]等提出一種多特征融合的基于粒子群算法優(yōu)化的法平面型隸屬度函數(shù)模糊支持向量機(jī)( PSO-NP-FSVM) 煤矸石分選方法，通過提取煤矸石特征向量采用交叉驗(yàn)證法進(jìn)行試驗(yàn)分析，對(duì)分選模型進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)其可行性和優(yōu)越性進(jìn)行了驗(yàn)證；商德勇[8]等通過總結(jié)現(xiàn)有煤矸自動(dòng)分揀機(jī)器人所存在的不足，研發(fā)了一種基于圖像識(shí)別的智能撿矸機(jī)器人，并對(duì)其工作原理、結(jié)構(gòu)組成和軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)煤礦智能化、無人化分選提供一種新途徑。梁和平[9-14]等對(duì)智能干選技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)了研究。

目前，智能干選技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)數(shù)個(gè)礦井得到成功的應(yīng)用，且正在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行推廣[15，16]。國(guó)內(nèi)許多學(xué)者開展了大量的研究工作，主要集中在基礎(chǔ)理論以及技術(shù)和設(shè)備優(yōu)化等方面，然而針對(duì)智能分選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法研究相對(duì)較少。本文結(jié)合工程實(shí)踐和實(shí)際設(shè)計(jì)案例，探索了智能干選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合井工煤礦的開拓開采及主運(yùn)系統(tǒng)布置特征，對(duì)智能干選系統(tǒng)的布置形式進(jìn)行深入研究，以期對(duì)智能干選技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐，為實(shí)現(xiàn)矸石不升井、無害化處理的科學(xué)開采和智能礦山建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1 智能干選系統(tǒng)及布置原則

1.1 智能干選系統(tǒng)概述

1.1.1 智能干選技術(shù)

智能干選與傳統(tǒng)的煤矸分選技術(shù)不同，其工作原理是利用射線或圖像識(shí)別等智能識(shí)別方法，針對(duì)不同的煤質(zhì)特征建立與之相適應(yīng)的分析模型，通過大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)，對(duì)煤與矸進(jìn)行數(shù)字化識(shí)別，最終通過智能排矸系統(tǒng)將矸石排出。目前，國(guó)內(nèi)主流的智能干選系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1 智能干選技術(shù)原理

井下開采的原煤經(jīng)給料機(jī)給入帶式輸送機(jī)布料裝置，在布料裝置上實(shí)現(xiàn)單層排列，經(jīng)位于布料裝置上方的X射線源和位于布料裝置下方的X射線探測(cè)器識(shí)別判斷原煤中的煤與矸，同時(shí)將位置信息傳遞給電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)根據(jù)被執(zhí)行目標(biāo)物的位置，開啟相應(yīng)位置的陣列式氣閥完成擊打，被擊打的矸石落入遠(yuǎn)端溜槽中，精煤則保持原運(yùn)動(dòng)軌跡落入精煤溜槽中，至此完成原煤的干法分選。

1.1.2 智能干選核心技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)煤矸智能干選，高效精準(zhǔn)的煤矸識(shí)別是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煤矸識(shí)別主要是依據(jù)煤與矸石的密度、灰度、硬度、紋理、輻射性、導(dǎo)磁性等物理性質(zhì)差異對(duì)二者進(jìn)行區(qū)分。目前，煤矸識(shí)別技術(shù)主要包括射線識(shí)別法(X或γ射線)和圖像識(shí)別法。射線識(shí)別法是利用煤和矸石對(duì)射線吸收率不同的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)煤和矸石精準(zhǔn)識(shí)別；隨著人工智能和圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，利用圖像識(shí)別法進(jìn)行煤矸識(shí)別成為該領(lǐng)域研究的主流，該方法是利用圖像識(shí)別系統(tǒng)對(duì)煤和矸石進(jìn)行拍照采集圖像信息，再通過人工智能識(shí)別技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行分類識(shí)別。

以目前國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用較好的天津美騰智能干選設(shè)備為例，其主要應(yīng)用X射線識(shí)別法，該方法在深入研究煤矸輻射吸收特征的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)了信號(hào)樣式和成像光路，并采用與之匹配的多波段傳感器，最大程度上突出目標(biāo)的特征差異。系統(tǒng)將物塊的X射線特征和表面細(xì)致紋理進(jìn)行信息融合處理，采用人工智能識(shí)別技術(shù)逐塊識(shí)別煤與矸，快速生成執(zhí)行動(dòng)作命令。其成像原理如圖2所示。

圖2 X射線掃描成像控制原理

通過深度學(xué)習(xí)圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)X射線傳感器/可見光全光譜成像系統(tǒng)獲取的物塊射線特征信息進(jìn)行分析，識(shí)別出煤和矸石，識(shí)別結(jié)果輸出給執(zhí)行子系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 深度學(xué)習(xí)圖像識(shí)別系統(tǒng)

在實(shí)現(xiàn)煤矸精準(zhǔn)識(shí)別的基礎(chǔ)上，如何快速準(zhǔn)確地進(jìn)行煤矸分離是智能干選的另一項(xiàng)核心技術(shù)。目前，分選執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行煤矸分離的技術(shù)主要包括空氣擊打和機(jī)械手兩種方式，其中，空氣擊打技術(shù)應(yīng)用相對(duì)廣泛，該技術(shù)是利用分選執(zhí)行系統(tǒng)接收?qǐng)D像識(shí)別系統(tǒng)輸出的分選信號(hào)，通過電磁閥和分選氣缸、噴嘴構(gòu)成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制高壓風(fēng)，在目標(biāo)物料飛行過程中對(duì)物料進(jìn)行噴吹，實(shí)現(xiàn)物料的有效分選。執(zhí)行系統(tǒng)的高壓風(fēng)噴嘴呈陣列式布置，根據(jù)被執(zhí)行對(duì)象的位置和形狀信息，智能控制相應(yīng)位置的多個(gè)空氣噴嘴開合時(shí)間，有效解決形狀特殊、受力面小的不規(guī)則物塊難以噴吹的問題，實(shí)現(xiàn)精確噴吹分選。

1.1.3 智能干選技術(shù)特點(diǎn)

智能干選是一種新型的干式分選技術(shù)，目前已經(jīng)在我國(guó)多個(gè)礦井得到成功的應(yīng)用，并在國(guó)家政策引導(dǎo)下快速推廣。與傳統(tǒng)的分選技術(shù)相比，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，主要包括：①分選系統(tǒng)簡(jiǎn)單、無水無介質(zhì)，適應(yīng)性強(qiáng)，可集中或分區(qū)布置，能適用于各種復(fù)雜環(huán)境，且具有投資少，運(yùn)行成本低，建設(shè)周期短，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；②分選精度高，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，智能干選設(shè)備可實(shí)現(xiàn)煤中帶矸率小于5%，矸石帶煤率小于3%，分選精度接近淺槽，遠(yuǎn)高于動(dòng)篩、跳汰及其他干選設(shè)備；③處理粒度寬，智能干選機(jī)可處理300～50mm和100～25mm原煤，分選上限為300mm，下限為25mm，可根據(jù)具體情況放大分選上限。

智能干選也存在一定的技術(shù)弊端，主要包括：①輻射性，部分射線具有輻射性，存在一定的安全隱患，政府監(jiān)管嚴(yán)重，審批程序繁瑣；②二次污染，壓縮噴氣嘴吹出粉塵大，噪聲大；③末煤分選難度大。

1.2 井下智能干選系統(tǒng)布置原則

煤矸井下智能分選及矸石井下原位充填是我國(guó)煤炭行業(yè)走向智能化、綠色化的重要技術(shù)支撐。但是井下智能干選系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同于地面，其布置受巷道高度和空間的限制，不僅對(duì)智能干選設(shè)備尺寸有一定的要求，還要求其能適應(yīng)井下的工況，因此，井下智能干選系統(tǒng)設(shè)計(jì)需堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)適用、減少對(duì)原有生產(chǎn)系統(tǒng)影響、充分考慮設(shè)備自動(dòng)化智能化和“一優(yōu)三減”等原則。

1)安全可靠、運(yùn)行穩(wěn)定。首先是安全，符合井下工作的必要條件；其次是分選能力要有富裕，避免出現(xiàn)安全隱患，影響主運(yùn)系統(tǒng)。

2)減小工程量，降低對(duì)礦井的影響。井下智能干選系統(tǒng)布置過程中難免會(huì)對(duì)井下各系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，然而礦山企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)繁重，因此，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮周全，盡量減小對(duì)礦井生產(chǎn)的影響，尤其應(yīng)避免造成礦井停產(chǎn)。

3)配套矸石處理技術(shù)。干選系統(tǒng)布置于井下可以實(shí)現(xiàn)矸石不升井，降低礦井無效運(yùn)輸和提升的同時(shí)，具有較高的環(huán)保效益，但是合理處置井下分選得到的矸石是井下干選系統(tǒng)布置的前提和基礎(chǔ)保障。

2 井下智能干選系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到智能干選技術(shù)的特點(diǎn)是針對(duì)塊煤進(jìn)行分選，而井下工作面開采的原煤通常以末煤為主，因此，井下智能干選系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是將原煤進(jìn)行篩選，并將合適粒度的塊煤由原主運(yùn)輸系統(tǒng)導(dǎo)入智能干選系統(tǒng)進(jìn)行煤矸精準(zhǔn)識(shí)別和高效分選。結(jié)合井下主運(yùn)輸系統(tǒng)的布置特征，總結(jié)已有的工程及設(shè)計(jì)案例，并提出兩種井下智能干選系統(tǒng)布置方案，分別為大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)布置方法和大巷中部布置方法。

2.1 大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)計(jì)方法

2.1.1 基本原理

大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)布置方法是通過在井下主運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)載處，利用原煤轉(zhuǎn)載輸送帶的卸料高差或進(jìn)行局部改造，提升卸料高度，增加篩分設(shè)備，將原煤進(jìn)行粒度分級(jí)，篩下的末煤直接返回原主運(yùn)系統(tǒng)或進(jìn)入原煤倉(cāng)，篩上的塊煤通過導(dǎo)流槽導(dǎo)出，經(jīng)轉(zhuǎn)載運(yùn)輸進(jìn)入井下智能分選系統(tǒng)進(jìn)行煤矸智能分選，如圖4所示。

圖4 大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)智能干選系統(tǒng)布置

2.1.2 百良旭升煤礦井下智能干選系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)布置方法能充分發(fā)揮井下轉(zhuǎn)載點(diǎn)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，該方法實(shí)施過程中可以通過預(yù)先施工好智能干選硐室及附屬設(shè)施，并完成配套設(shè)備的安裝工作，然后再增加滾軸篩以便引出塊煤進(jìn)行分選。該方法可減小對(duì)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的改造工程量，降低對(duì)井下生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，對(duì)于生產(chǎn)礦井而言，該布置方法具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

以陜西澄合百良旭升煤礦為例，百良旭升煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.60Mt/a，礦井采用立井、單水平開拓，工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置1個(gè)混合立井，裝備兩套提升設(shè)備：一套為6t多繩提煤箕斗，擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)；另一套為“寬罐+平衡錘”，擔(dān)負(fù)全礦矸石、人員、一般設(shè)備、材料、大件等的升降任務(wù)。礦井地面無洗煤廠，原煤經(jīng)振動(dòng)篩分級(jí)，分級(jí)后-50mm粒度級(jí)混煤直接進(jìn)混煤倉(cāng)，+50mm粒度級(jí)大塊原煤采用人工揀煤的方式進(jìn)行簡(jiǎn)單選矸。

目前礦井面臨的問題包括：①地面無選煤廠，而主采煤層含矸量較大，采用地面人工手選，工人作業(yè)環(huán)境差、工作強(qiáng)度高、分選效率低，且分選出的矸石對(duì)環(huán)境污染較大；②采用混合立井，矸石提升約占總提升10%～20%，無效提升嚴(yán)重；③井田面積小，但三下壓煤量大。

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，通過分析原煤篩分?jǐn)?shù)據(jù)，運(yùn)輸大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)量為800t/h，+50mm粒級(jí)峰值產(chǎn)量約為140t/h，確定選用TDS20-300型智能干選機(jī)，能力為140t/h，分選粒級(jí)為50～300mm。為了最大限度降低對(duì)生產(chǎn)的影響，避免造成長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)，設(shè)計(jì)保持機(jī)頭硐室主運(yùn)帶式輸送機(jī)卸料位置不變，通過改造煤倉(cāng)上口，在離煤倉(cāng)上口約1.5m處的煤倉(cāng)內(nèi)施工工字鋼梁，并在工字鋼梁上布置滾軸篩，原煤卸料至滾軸篩實(shí)現(xiàn)分級(jí)，篩下-50mm末煤直接落入煤倉(cāng)，+50mm塊煤經(jīng)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至智能干選硐室，分選得到塊煤經(jīng)返煤輸送帶轉(zhuǎn)運(yùn)回煤倉(cāng)，矸石進(jìn)入配套的井下充填系統(tǒng)。系統(tǒng)布置如圖5所示。

圖5 百良旭升煤礦智能干選系統(tǒng)布置

2.2 大巷中部設(shè)計(jì)方法

2.2.1 智能干選系統(tǒng)原煤引入方法

井下系統(tǒng)布置影響因素較多，局限較大，特別是機(jī)頭硐室附近分布著各級(jí)驅(qū)動(dòng)硐室、檢修巷道、配電硐室等輔助系統(tǒng)，所以智能干選系統(tǒng)在大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)布置時(shí)影響因素較多，針對(duì)這種情況，提出大巷中部設(shè)計(jì)方法。

在主運(yùn)大巷中部設(shè)計(jì)智能干選系統(tǒng)與大巷端部相比，最大的難點(diǎn)在于如何引出主運(yùn)系統(tǒng)中的原煤，為此，中煤能源研究院提出了一種煤炭井下分選系統(tǒng)原煤引入裝置。該裝置通過安裝一組改向滾筒使主運(yùn)大巷帶式輸送機(jī)形成自然高差，利用高差布置滾軸篩，對(duì)運(yùn)輸大巷煤流進(jìn)行篩分，將篩上的塊煤通過導(dǎo)流槽引入井下分選系統(tǒng)，篩下的末煤落到原主運(yùn)帶式輸送機(jī)繼續(xù)運(yùn)輸，系統(tǒng)布置如圖6所示。該方法可以避免將原運(yùn)輸大巷輸送帶截?cái)?，減少了系統(tǒng)的改造工程量，降低了布置井下分選系統(tǒng)對(duì)礦井生產(chǎn)的影響，大大提高了井下分選系統(tǒng)的適用性。

圖6 原煤引入裝置原理

2.2.2 小回溝煤礦井下智能干選系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例

智能干選系統(tǒng)大巷中部布置方法是通過在主運(yùn)大巷中部合適位置轉(zhuǎn)載巷和智能干選硐室，利用智能分選系統(tǒng)原煤引入裝置將主運(yùn)大巷帶式輸送機(jī)上的塊煤引出，經(jīng)轉(zhuǎn)載巷帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至智能干選硐室進(jìn)行煤矸分選，最后將分離的煤、矸分別予以處理。

以小回溝煤礦設(shè)計(jì)方案為例，該方案將智能分選系統(tǒng)布置于西運(yùn)輸大巷內(nèi)，首先改造西運(yùn)輸大巷帶式輸送機(jī)，在距離機(jī)頭260m處增加兩個(gè)改向滾筒，使西運(yùn)輸大巷帶式輸送機(jī)形成落煤高差，利用高差布置滾軸篩。大巷帶式輸送機(jī)上原煤經(jīng)滾軸篩以50mm分級(jí)，篩下-50mm直接落至大巷帶式輸送機(jī)上。篩上+50mm物料給至轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)上，進(jìn)入智能干選硐室。在智能干選硐室配備一套TDS24-300型智能干選機(jī)完成煤矸分選環(huán)節(jié)。分選得到的矸石運(yùn)至水平矸石倉(cāng)，破碎后經(jīng)返矸聯(lián)絡(luò)巷轉(zhuǎn)載至矸石運(yùn)輸聯(lián)巷帶式輸送機(jī)上，進(jìn)入井下充填系統(tǒng)。分選得到的精煤經(jīng)帶式輸送機(jī)返回西部運(yùn)輸大巷，沿原主運(yùn)輸路線繼續(xù)運(yùn)輸，如圖7所示。

圖7 小回溝煤礦智能干選系統(tǒng)布置

該方案的優(yōu)點(diǎn)在于不用截?cái)嘀鬟\(yùn)大巷帶式輸送機(jī)，無需新施工機(jī)頭硐室，礦建工程量較小，對(duì)礦井生產(chǎn)影響較小，且智能干選系統(tǒng)為永久設(shè)施，位于主運(yùn)大巷，服務(wù)周期較長(zhǎng)。

3 地面洗煤廠升級(jí)改造方案

針對(duì)目前許多礦井面臨的地面洗煤廠初選為人工手選，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，與國(guó)家政策導(dǎo)向相悖的現(xiàn)狀，提出對(duì)地面洗選系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，利用智能干選系統(tǒng)代替人工手選，提高煤質(zhì)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，響應(yīng)國(guó)家“機(jī)械化減人，智能化換人”號(hào)召。

以黃陵二號(hào)井為例，黃陵二號(hào)井原煤準(zhǔn)備車間主要包含篩分、手選、破碎環(huán)節(jié)，原煤進(jìn)行25mm和50mm聯(lián)合篩分，-25mm篩下物通過帶式輸送機(jī)運(yùn)往主廠房分流入選，不洗選的-25mm末原煤經(jīng)主廠房轉(zhuǎn)載既可入選也可直接入產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)存。+50mm篩上物進(jìn)行手選揀雜、破碎后與25～50mm合并通過帶式輸送機(jī)運(yùn)往主廠房原煤分級(jí)脫泥系統(tǒng)。

隨著礦井產(chǎn)能的增大，洗煤廠洗選能力不足，只能通過縮短檢修時(shí)間來增大洗煤廠的處理能力；目前，洗煤廠準(zhǔn)備車間每班配備8名揀矸工人，工人工作環(huán)境差、粉塵大，容易患上職業(yè)??；同時(shí)由于礦井產(chǎn)能增大，揀矸工人工作強(qiáng)度增大，矸石揀出率較低，大量矸石進(jìn)入后續(xù)洗選環(huán)節(jié)，占用水洗能力，降低了水洗系統(tǒng)的實(shí)際處理能力，且大量矸石泥化后進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)，增大了壓濾機(jī)的工作負(fù)荷，提高了煤泥產(chǎn)品的灰分，影響中煤產(chǎn)品質(zhì)量。因此，如何取締人工揀矸、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提升系統(tǒng)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量是礦井亟需解決的問題。

圖8 準(zhǔn)備車間改造方案圖(mm)

為了解決黃陵二號(hào)井洗煤廠面臨的問題，提高礦井機(jī)械化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)礦井的提質(zhì)增效，經(jīng)研究提出對(duì)洗煤廠進(jìn)行改造。首先，拆除準(zhǔn)備車間三層的兩條手選帶式輸送機(jī)，在其位置安裝兩臺(tái)智能干選機(jī)，智能干選機(jī)型號(hào)為KGX-2400，處理能力240t/h，分選粒級(jí)為80～300mm，滿足生產(chǎn)的需要；其次，在準(zhǔn)備車間二層標(biāo)高4.35mm平面增加兩臺(tái)矸石轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)。智能干選機(jī)分選出的精煤產(chǎn)品給至2層現(xiàn)有的破碎機(jī)，進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，分選出的矸石經(jīng)轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至現(xiàn)有214帶式輸送機(jī)，運(yùn)至場(chǎng)外。智能干選系統(tǒng)布置如圖8所示。

地面洗煤廠升級(jí)改造方法的特點(diǎn)是對(duì)礦井生產(chǎn)及洗選系統(tǒng)影響較小，只進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)改造，項(xiàng)目投資較小。該方法主要適用于井下系統(tǒng)布置緊密、地面采用傳統(tǒng)洗選工藝的礦井。

4 結(jié) 論

1)闡述了智能干選系統(tǒng)的基本原理和工藝流程，詳細(xì)介紹了其核心的煤矸精準(zhǔn)識(shí)別和分離執(zhí)行技術(shù)，通過與傳統(tǒng)的煤矸分選技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：智能干選技術(shù)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、無水無介、適應(yīng)性強(qiáng)、分選精度高、分選粒級(jí)寬等顯著優(yōu)勢(shì)。

2)基于煤礦井下的生產(chǎn)特點(diǎn)，明確了智能干選系統(tǒng)井下布置需堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)適用、減少對(duì)原有生產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)影響、充分考慮設(shè)備自動(dòng)化智能化和“一優(yōu)三減”等原則。在此基礎(chǔ)上提出了兩種井下智能干選系統(tǒng)布置方法：即大巷端部轉(zhuǎn)載點(diǎn)布置方法和大巷中部布置方法，并結(jié)合實(shí)際工程和設(shè)計(jì)案例進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

3)針對(duì)許多礦井面臨的地面洗煤廠初選為人工手選，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低等問題，提出利用智能干選系統(tǒng)代替人工手選的地面洗選系統(tǒng)升級(jí)改造方法，并以黃陵二號(hào)井實(shí)際工程設(shè)計(jì)為例，對(duì)其地面洗選系統(tǒng)改造方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，為類似條件的礦井提供技術(shù)參考。

4)通過對(duì)智能干選系統(tǒng)地面及井下布置方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，總結(jié)分析了各工況條件下智能干選系統(tǒng)的布置方法及其適用條件，完善了智能干選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體系，為智能干選技術(shù)的推廣與應(yīng)用以及智慧礦山的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。