劉 鵬

（皖北煤電銷售公司，安徽 宿州 234000）

1 概述

煤炭產(chǎn)品是煤礦企業(yè)賴以生存和發(fā)展的根本，提高原煤質(zhì)量是提高煤炭經(jīng)濟(jì)效益的最根本所在[1]。煤炭質(zhì)量代表著一個(gè)煤礦企業(yè)的競爭實(shí)力、管理水平和信譽(yù)程度，決定著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，如何加強(qiáng)煤質(zhì)考核管理及提高煤炭產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，是煤炭企業(yè)一項(xiàng)十分重要而緊迫的任務(wù)[2]。

銷售公司煤質(zhì)管理部門由于難以準(zhǔn)確掌握原煤質(zhì)量，使得煤質(zhì)管理重產(chǎn)品、輕原煤，使得對生產(chǎn)單位的原煤考核流于形式，造成經(jīng)濟(jì)效益提升的困難加大。如何提高原煤灰分檢測和考核的準(zhǔn)確性成為煤質(zhì)管理部門首要考慮的問題。

該部門利用洗選矸石灰分的穩(wěn)定性，通過洗選矸石計(jì)量系統(tǒng)對洗選矸石進(jìn)行精確計(jì)量，采用商品煤和洗選矸石的質(zhì)和量進(jìn)行反推得出真實(shí)的原煤灰分，為煤質(zhì)考核提供了真實(shí)有效的依據(jù)。

2 計(jì)量系統(tǒng)簡介

該計(jì)量系統(tǒng)利用恒源煤電公司礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)施對該公司矸石皮帶（刮板機(jī)）的核子稱計(jì)量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控檢測。在該公司所屬五座選煤廠（恒源礦、祁東礦、任樓礦、錢營孜礦和五溝礦選煤廠）洗選矸石皮帶（刮板機(jī)）分別加裝一套核子稱計(jì)量設(shè)備及附屬控制傳輸系統(tǒng)，并在各礦及相關(guān)管理部門監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)終端顯示和查詢（視頻和數(shù)據(jù)）功能。將核子秤的計(jì)量數(shù)據(jù)上傳到公司中心服務(wù)器進(jìn)行匯總、整理、存儲(chǔ)，該公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和管理部門通過礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)按權(quán)限查詢核子秤計(jì)量數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地掌握各單位的生產(chǎn)信息。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 洗選矸石計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 計(jì)量原理

核源發(fā)射出的γ 射線穿過運(yùn)輸機(jī)上的物料后被探測器接收。γ 射線穿透物料時(shí)，一部分射線被物料吸收或散射，其強(qiáng)度要減弱，物料越多，減弱越厲害，探測器接收到的射線強(qiáng)度也越小，產(chǎn)生的電流信號(hào)也隨射線強(qiáng)度成正相關(guān)改變。因此，根據(jù)探測器輸出電流信號(hào)的大小，就可測出運(yùn)輸機(jī)上某一斷面物料多少[3-4]。

2.2 系統(tǒng)組成

核子秤系統(tǒng)由秤體部分和主機(jī)部分組成，主機(jī)與秤體之間用二芯電纜或電話線連接。主機(jī)部分由工控機(jī)、顯示器和打印機(jī)組成。秤體部分包括：放射源、稱重傳感器(電離室及前置放大器)、A 型架及傳感器防護(hù)筒、下位機(jī)系統(tǒng)（包括電源板、下位機(jī)板）、測速裝置或開停傳感器[5]。系統(tǒng)組成如圖2。

圖2 核子稱系統(tǒng)組成示意圖

2.3 系統(tǒng)主要功能

（1）計(jì)量多能化；（2）下位機(jī)(秤體部分)具有獨(dú)立運(yùn)算、獨(dú)立計(jì)量的功能；（3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、記錄和查閱功能；（4）計(jì)量、控制、顯示功能；（5）遠(yuǎn)程顯示功能；（6）局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)功能。

3 系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)的安裝

該計(jì)量系統(tǒng)自2021 年1 月底完成招標(biāo)，于同年3 月底完成安裝并投入使用。主機(jī)（一主一備）安裝在集團(tuán)公司信息中心機(jī)房，五個(gè)秤體分別安裝在恒源礦、祁東礦、任樓礦、錢營孜礦和五溝礦選煤廠洗選矸石皮帶機(jī)（刮板機(jī)）上，稱體操作箱安放于矸石皮帶（刮板機(jī)）機(jī)頭的廠房墻體上。核源用鋼板進(jìn)行防護(hù)，確保崗位工遠(yuǎn)離核源，免于輻射傷害。

3.2 調(diào)試校準(zhǔn)及監(jiān)管

3.2.1 計(jì)量參數(shù)的標(biāo)定

核子稱計(jì)量有兩個(gè)重要參數(shù)：吸收系數(shù)與速度系數(shù)。

吸收系數(shù)反映物料對射線吸收的多少。標(biāo)定方法：先假定一吸收系數(shù)a，再利用一段時(shí)間矸石過磅的實(shí)際量b和稱的統(tǒng)計(jì)量c進(jìn)行比較，利用如下公式對真實(shí)吸收系數(shù)K進(jìn)行標(biāo)定：

K=（b/ c）×a

一般情況下，吸收系數(shù)每半年需要重新標(biāo)定一次，水分有較大變化超過7.0%時(shí)，也需要重新進(jìn)行標(biāo)定[6]。

速度系數(shù)即是輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)速，如速度有變化時(shí)，應(yīng)調(diào)整相關(guān)速度參數(shù)后，重新利用實(shí)物進(jìn)行標(biāo)定。

3.2.2 計(jì)量參數(shù)的校驗(yàn)

為了防止因皮帶更換、磨損、對接、速度變化等因素造成的“零點(diǎn)”偏差，選煤部每10 天定期與礦方人員對接對該系統(tǒng)進(jìn)行“測零”，通過“測零”來校正上述原因造成的誤差。同時(shí)，根據(jù)需要每半年對各選煤廠核子稱進(jìn)行實(shí)物標(biāo)定工作，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。

3.2.3 計(jì)量系統(tǒng)的監(jiān)管

為了加強(qiáng)對系統(tǒng)的監(jiān)管，每個(gè)稱體都加裝了一個(gè)高清攝像頭，24 h 監(jiān)控計(jì)量儀器及相關(guān)輸送矸石狀態(tài)，并存儲(chǔ)相關(guān)圖像（2 個(gè)月以上）上傳到主機(jī)，來實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控。

系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)物進(jìn)行標(biāo)定以后，只需定期進(jìn)行簡單的維護(hù)工作。儀器操作簡單、維護(hù)量較小，如：保障系統(tǒng)供電、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻監(jiān)控正常等工作。選煤部每天安排專人至少進(jìn)行一次系統(tǒng)巡查，當(dāng)出現(xiàn)通訊中斷、數(shù)據(jù)異常等問題時(shí)，及時(shí)查明原因，予以解決。如有必要，選煤部會(huì)第一時(shí)間聯(lián)系廠家進(jìn)行溝通交流，找到解決問題的辦法。

銷售公司為了加強(qiáng)對該系統(tǒng)的維護(hù)和管理，同時(shí)保證計(jì)量的準(zhǔn)確性和連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)考核基礎(chǔ)依據(jù)真實(shí)，考核公平合理，特制訂了《恒源煤電洗選矸石計(jì)量系統(tǒng)管理辦法》，按照文件辦法要求和規(guī)定嚴(yán)格進(jìn)行獎(jiǎng)懲。

4 應(yīng)用效果

該計(jì)量系統(tǒng)自2021 年3 月安裝調(diào)試完成后，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，洗選矸石計(jì)量比較準(zhǔn)確，與實(shí)際發(fā)運(yùn)的量進(jìn)行比對，相對誤差在2%以內(nèi)的較好水平。利用該系統(tǒng)的商品煤質(zhì)量反推測算法填補(bǔ)了以往煤質(zhì)管理部門無法真實(shí)掌握生產(chǎn)單位實(shí)際原煤質(zhì)量情況的空白，為煤質(zhì)考核管理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

經(jīng)過一年多的應(yīng)用考核，煤質(zhì)管理門依據(jù)考核結(jié)果對沒有完成煤質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)礦井進(jìn)行了處罰，督促礦方高度重視煤質(zhì)管理的重要性。當(dāng)前各礦已成立專人小組，從精準(zhǔn)地質(zhì)預(yù)報(bào)、調(diào)整采高、減少破頂破底、減少降塵水量等措施加強(qiáng)煤質(zhì)管理，減少矸石和濕粘煤進(jìn)入系統(tǒng)，為煤炭的洗選加工及運(yùn)輸提供了較好的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)自應(yīng)用以來，煤質(zhì)管理部門通過準(zhǔn)確的灰分?jǐn)?shù)據(jù)有的放矢地加強(qiáng)原煤質(zhì)量考核管理，各礦原煤質(zhì)量逐步好轉(zhuǎn)。2021 年恒源煤電公司原煤綜合灰分變化見表1。

表1 2021 年恒源煤電公司原煤綜合灰分變化表

5 結(jié)語

計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用以來能對恒源礦、祁東礦、任樓礦、錢營孜礦和五溝礦五個(gè)礦井洗選矸石進(jìn)行較為精確的計(jì)量，強(qiáng)化了煤質(zhì)管理，提升了業(yè)務(wù)職能，實(shí)現(xiàn)了考核的實(shí)事求是和公平公正，對銷售公司煤質(zhì)管理工作起到了積極作用。同時(shí)，真實(shí)有效的考核數(shù)據(jù)及相關(guān)處罰措施，也督促礦方加強(qiáng)煤質(zhì)管理，原煤質(zhì)量得到了一定的提高，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。