黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司选煤公司 黑龙江双鸭山 155100
摘要：为提高选煤厂的选煤效率，解决原动筛排矸系统在块煤分选时矸石带煤量大、粒煤回收率低等技术难题问题，通过技术研究，设计了一套智能煤块干选机。随着信息化、数字化、智能化系统的技术发展，更多煤炭企业已将智能化洗煤厂建设作为提质增效的重要工作，所以，选煤厂智能化改造研究及应用进行了分析，仅供参考。
关键词：智能化；大型选煤厂；煤炭分选；过程控制；人工智能
随着我国工业水平的发展，自动化管理水平逐步提高，选煤厂的集中控制系统与现代化的自动化管理和控制技术结合在一起，PLC技术、组态软件和视频监控技术得到广泛应用，自动化控制和视频监视、数据分析应用于工业生产，改变了传统的控制模式，实现了对设备的集中监控，提高了工作效率，降低了事故率。但是随着生产工艺的改进、控制要求的多样化等，集中监控已经不能满足生产要求，需要通过技术创新提升选煤厂的智能化水平，达到提质降本增效的目的。
一、智能干洗工作原理智能干洗的工作原理
1) 原煤经分级筛初步筛选将洗煤经分级筛底部分出，块状煤矸石及煤块下放到煤矸输送带进行二次筛选。2）大块煤矸石进入煤矸输送带后，煤矸识别装置中密度检测仪对矸石密度进行检测，当检测到密度＞1．2g/cm3，直径达100mm块状煤矸时，集中控制器发出“打矸”指令并及时进行打矸处理；当检测到密度＜1．0g/cm3，直径达100mm块状煤矸时，集中控制器发出“打煤”指令并及时进行打煤处理。3）处理后煤矸石通过卸载滚筒抛出后，利用通风装置对煤矸石进行分离，使煤块与矸石分别进入到煤块漏斗和矸石漏斗里，然后利用2个漏斗下方输送机分别将煤块、矸石运出。4）煤矸输送机在卸载煤矸石时，当机头处粉尘浓度大于50mg/m3时经粉尘浓度传感器及时将数据信号传递至PLC控制器，控制器进行数据信号处理后，及时打开电控阀门，喷雾洒水装置进行降尘处理；当机头处粉尘浓度低于30mg/m3时，PLC控制器再次对数据信号进行处理，并关闭电控阀门，喷雾装置停止工作。具体工作过程为：由智能干选机的智能识别系统对不同煤质建立相应的模型，利用智能大数据分析系统对煤与矸石进行识别，通过分析结果确认“打煤”或者“打矸”；分选出来的煤与矸石分别通过相应的带式输送机排出。
二、选煤厂现状
1.劳动强度大
大多数选煤厂的重介选洗煤设备多为手动操作，劳动强度大，给选煤生产过程带来了很多不利的影响因素，随着人员年龄结构的老龄化，人员短缺，而且生产工作量加大，生产区域点多面广，生产管理方面，仅仅能通过生产集控平台查看当前在线数据，不具有生产过程数据的实时收集、存储以及数据分析等功能。
2.选煤厂视频监控系统
为了使集控人员能够实时地对选煤厂所有设备运行情况进行观察控制，使集中控制体统的效率有所提高，选煤厂在部分岗位中安装摄像仪。目前，选煤厂使用的较多是模拟摄像机，使用同轴电缆传输信号，传输距离近，最大约1000m，且抗干扰能力低。每台摄像机使用一根同轴电缆，安装摄像头数量较多时，需要铺设大量的同轴电缆接到视频矩阵，不但成本非常高，工作量大，还占用大量的空间，容易出现故障，也不便查找，所有的监视画面只能在调度室看到，想要根据生产情况对监视画面调整也很不方便。
3. 选煤厂信息管理系统
为了能够对选煤厂的各个生产部门进行业务上的统一管理，部分选煤厂在自己的集中控制系统中设置了信息管理系统。信息管理系统的设置使选煤厂的生产率有了提高，但是还是小范围、区域性的，没有达到全厂范围的信息统一处理，急需整合。
4. 选煤厂智能报警系统
选煤厂在生产的过程中，还不能对每一个生产工艺的实际情况进行实时掌握，不能及时发现生产过程中问题并解决。集中控制系统中设置的报警功能简单，不能实现全方位、立体化的问题报警、处理。
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三、行业自动化现状
目前，国内洗煤厂自动化技术已得到迅速发展，而自动化技术的核心是自动化集中控制系统，包括系统信息管理、数据采集和处理、现场执行控制三个层次。而信息管理系统主要主要由PLC程序完成数据的采集、计算与分析，现场执行控制通过PLC技术应用结合DP工业线和网络技术完成设备的集中控制与操作。当下，洗煤厂自动化应用技术主要体现在设备运行集中控制、工艺参数监控与调节、设备运行状态监控等方面。设备集中控制主要根据预先设定的程序流程对设备的启停和控制转换进行操作。工艺参数监控与调节主要根据洗煤厂指标设定值实现调节，重介选煤主要指标是介质密度。使用较多的是放射源传感器和液差传感器实现密度在线监测，但密度检测数据只作为密度调节的参考，没有实现通过密度大小执行自动调节的功能。设备运行状态监控主要是设备现场运行指标，如电流、功率、负荷、温度、振动等进行监控与记录，电流电压功率等基础数据通过PLC进行采集监控，温度、振动等指标采用外置传感器进行监控，处理量采用皮带秤进行实时监控。
四、生产过程自动化的优化完善
1．原煤仓配电系统改造
原煤仓新建配电室，要求容纳除10kV进线柜以及干式变压器以外的其他低压配电柜和控制柜。仓上配电系统包括1台10kV进线柜，1台800kVA干式变压器，1台低压进线柜，7台MNS低压配电柜，1台独立的低压变频器柜以及两台PLC柜。其中10kV进线柜和干变利用现有设备，保留在现有位置。
2.搭建智能化基础网络平台依托
选煤厂原有的网络组建厂区有线、无线专有网络，整个选煤厂内选定合适区域安装交换机和服务器，形成网络的骨干节点，之后所有分支网络在相应骨干节点汇集。各交换机之间采用光纤连接，最终汇接到选煤厂调度室机房。每个骨干节点处安装无线AP设备一套，实现对本区域无线信号的覆盖。各项数据可通过有线、无线网络在设备、控制台和移动智能终端包括智能平板、工业手机之间相互传递。通过基础网络平台的搭建，将原有的摄像头全部接入网络平台，提高了带宽，图像清晰度，具有接线方便，抗干扰能力强等优点，保证接收信息的及时性，同时可在移动端通过视频查看设备运行状态。此外，网络平台还可以与矿区办公网连接，帮助管理人员实时进入选煤厂管理系统之中进行生产流程的管理，对各个选煤过程中的状态进行全面控制，实现产品生产全过程的可控性，大大提高工作效率。
结语
综上所述，选煤智能化是以现代信息技术和人工智能技术为手段，以集成和利用全流程信息资源为起点，开发的选煤智能化系统。所以，智能化洗煤厂的改造应该在方案的定制化设计、智能视频分析系统、设备状态智能分析系统、可视化移动终端及职能岗位、数据信息管理分析系统等方面进行大胆的积极探索。
参考文献：
[1]李明辉.煤炭洗选加工60年回顾[J].煤炭工程，2014，46（10）：24－29．