TDS 智能干选机在微山金源煤矿初级分选中的应用

林卫国 刘金伟 王 娜

（济宁能源发展集团微山金源煤矿，山东 济宁 277600）

微山金源煤矿年设计生产能力0.55Mt/a，建有配套的洗煤厂，煤种为1/3 焦煤，属于优质的炼焦煤。设计工艺为：+50mm 块煤手选预排矸，50 ～0.5mm 无压三产品重介旋流器，-0.5mm 浮选。块原煤采用人工手选预排矸，手选作为选煤的传统作业环节一直存在工人劳动强度高、工作环境差（包括噪声、粉尘）的问题，另外手选存在拣出率低、洗选加工成本高等问题，为洗煤厂生产管理带来不便。随着近期智能干选技术的发展，考虑引入智能干选技术[1-3]。

1 智能干选技术适应性研究

1.1 智能干选机类型选择

智能干选机是将原煤逐个排队后，采用射线识别系统进行煤矸识别，再通过高压风机构将煤与矸石分开的技术。煤矸识别是智能干选的核心技术之一。目前用于煤炭行业的射线识别技术主要为γ射线识别与X 射线识别技术，二者均是建立在双能射线透射系统的基础上，原理相同。具体原理如图1 所示。

图1 智能干选机原理图

考虑辐射安全、管理方面等因素，选用X 射线智能干选机。

1.2 解决超大块及杂物问题

为简化系统，方便管理，智能干选系统需考虑超大块及杂物问题。

射 线 穿 透100～25mm 中 块 容 易， 穿 透200～100mm 大块，穿透400～200mm 超大块非常困难。但TDS 智能干选机攻克技术难关，从识别角度最大入料粒度可达1000mm，从执行角度可喷吹最大400mm 矸石，并且有工业应用。在执行打煤工艺，最大入料粒度可达1000mm，该工艺已在赵庄成功应用。赵庄来煤有1000mm 超大块矸石及杂物，TDS 智能干选机执行打煤工艺，超大块及杂物自然落入矸石，TDS 智能干选机分选的同时实现除杂和除超大块。

TDS 智能干选机能解决超大块及杂物问题，可考虑引入TDS 智能干选机代替手选。

1.3 分选精度及煤质适应性研究

智能干选采用X 射线识别，元素组成影响识别精度，识别精度影响分选精度。为验证TDS 智能干选机对金源原煤的分选结果，2018 年6 月采用并在工业样机上进行半工业试验，试验结果见表1。

表1 金源原煤半工业试验结果表

从表2 试验结果可知，经过TDS 智能干选机分选后，干选矸石的平均矸中带煤率为1.65%，平均排矸率93.87%。TDS 智能干选机分选效果明显，精度高，适用于金源洗煤厂300～50mm 块原煤的预排矸分选。

此外，对已投产的TDS 智能干选机应用情况进行调研，实际应用表明TDS 智能干选机分选精度高，煤质适应性强，具体见表2。

表2 部分已投产TDS 应用情况表

综合考虑采用TDS 智能干选机代替手选实现+50mm 块煤分选。

2 应用概况

2.1 TDS 智能干选机及配套系统选型

TDS 智能干选机不用水，不用介，无煤泥回收系统，系统简单，配套高压风系统即可。本次选用的TDS10-300 型智能干选机耗风量为14m3/min，现有系统的余量可以满足要求，仅需增加风的除水除油装置进行风的清洁即可。新增TDS 智能干选机系统设备见表3。

表3 金源TDS 智能干选机系统设备

2.2 改造后工艺流程

将现有原煤仓上手选工艺替换为TDS 智能矸工艺。由于本矿300～50mm 块原煤中含有杂物超大块，TDS 智能干选机执行“打煤”工艺。原煤经+50mm 分级后，+50mm 进入TDS 智能干选机分选，分选后的精煤破碎后与-50mm 末煤一起进入洗选系统。TDS 智能干选机矸石直接排弃。改造后工艺流程图见图2。

图2 改造后工艺流程图

2.3 改造工艺布置

新增TDS 系统简单，无需新增车间，将现有手选皮带拆除，在手选皮带位置安装TDS 智能干选机即可。TDS 智能干选系统布置图见图3。

图3 改造后工艺流程图

受空间限制，现有破碎机放置在末煤皮带上，为保证破碎机检修，进行如下设计：

（1）TDS 智能干选机分选室设有检修梁，需要检修破碎机齿辊时，检修工人将手拉葫芦放置在检修梁上，从TDS 智能干选机分选室门进入，检修破碎机齿辊。

（2）破碎机电机减速机正上方楼板做开孔处理，方便电机减速机检修。

2.4 预计效益

（1）省去人工拣矸环节，提高自动化水平，提高管理水平

采用TDS 智能干选机替代人工手选，最重要的意义在于将工人从恶劣的工作环境中解救出来，保护了工人身体健康。

微山金源煤矿的自动化水平一直比较高，此次将人工手选改为TDS 智能干选机后，真正实现了洗煤厂全厂机械生产，大大减轻了工人的工作强度，解决了筛分破碎车间噪声大、粉尘大、工人工作环境差的难题。

（2）节省块煤破碎机维修费

采用TDS 智能干选后，块煤破碎机由主要破碎矸石变为仅破碎煤，破碎机的正常损耗降到了最低，节省破碎机维修费。

（3）节省后续洗选加工费

本厂+50mm 块煤量按30%，其中矸石含量约40%，人工手选能拣出20%的矸石，块原煤采用TDS 分选，矸石排出率按95%计，则本厂块原煤采用TDS 分选比手选可以多排出：

0.55Mt/a×30%×40%×(95-20)%=4.95 万t/a

后续洗选系统加工费20 元/吨原煤计，采用TDS 工艺每年可节省后续洗选系统加工费：

4.95 万t/a×20 元/t=99 万元/a

（4）减轻煤泥水负荷，节省煤泥加工费

矸石在入洗时会产生次生煤泥，TDS 智能干选机提前将大量矸石排出可减少次生煤泥产量，减轻洗煤厂煤泥水系统的负担，节省次生煤泥加工费。

2.5 实际运行效果

微山金源煤矿TDS 智能干选系统于2019 年2 月投产，投产后检测的分选精度为矸石带煤率＜1%，分选精度满足要求。

3 结语

微山金源煤矿采用TDS 智能干选机代替人工手选实现+50mm 块煤分选，将工人从恶劣的工作环境中解救出来，提高了自动化水平和管理水平，减少煤泥量，节省块煤破碎机维修费和后续洗选加工费，具有较好的经济效益和社会效益。投产后的生产证明TDS 智能干选机分选精度高，满足要求。TDS 智能干选机在微山金源煤矿的成功应用，为洗煤厂提高智能化和管理水平提供了借鉴意义。