“双碳”形势下我国煤炭洗选业发展途径

张秀捧

(中国煤炭加工利用协会，北京 063018)

“双碳”目标是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局，着眼建设制造强国、推动高质量可持续发展和高水平保护作出的重大战略决策。决策的提出，使煤炭清洁高效利用成为国家未来新能源体系构建的重中之重，选煤人要强化煤炭洗选为煤炭行业赋能，保持行业定力，做清洁能源、高端材料的供应商，开创安全、绿色、低碳、经济的煤炭行业高质量发展新时代。

1 我国煤炭洗选业特征

1.1 能源消费呈现明显的低碳化趋势

我国能源结构的清洁低碳化进程不断加快，煤炭消费量在能源消费总量占比，从新中国成立初期的96.3%降至2020年的56.8%，而2019年全世界煤炭消费占比仅为36.4%；从数据分布走向看出，下降同等当量级的时间周期在急剧缩短，未来能源的多元化势不可挡。

1.2 煤炭产量从跨越式增长到趋于平稳

我国煤炭产量从1949年3 243万t，到2020年达到39.0亿t，煤炭产量增长120倍；1985年，我国以8.72亿t成为全球第一产煤大国；“十四五”、“十五五”期间煤炭产量保持41 亿t左右实现“碳达峰”，之后将呈现快速下滑态势。近十年来，我国煤炭产量以及煤炭消费量始终占世界总产量的45%～50%，从而也确定了我国在世界煤炭领域的主导地位，同时也引起世界范围内对于我国碳排放强度的质疑。

1.3 煤炭终端消费洁净化率不断提升

1978年，我国设计入选原煤总能力1.03亿t/a，入选原煤量1.13亿t，原煤入洗率16.70%； 2020年原煤入选率要达到74.1%。

1.4 新建选煤厂向资源优势区域聚集

我国规模以上选煤厂已有2 300多座，超过1 000万t的特大型选煤厂有80座，其中：炼焦煤选煤厂12座，最大的炼焦煤选煤厂临涣选煤厂，实际年入选能力达到1 750万t/a；动力煤选煤厂68座，最大的动力煤选煤厂布尔台选煤厂，实际能力达到3 500万t/a。

1.5 选煤工艺向“多元化”发展

湿法选煤工艺在世界范围内为主导工艺，而我国目前的选煤主流工艺方法分为两大类：湿法选煤和干法选煤，在综合考虑原煤性质、产品质量、经济效益、投资收益等因素的基础上，已经出现多款“干法+湿法”灵活变体，可组合出一系列的优化选煤工艺流程。如：炼焦煤选煤厂采用干法预排矸+脱泥或不脱泥(有压或无压)三产品重介旋流器+ TBS(煤泥重介或螺旋分选机)+直接浮选，动力煤选煤厂采用块煤重介浅槽+末煤复合干法分选、大块智能干法分选+末煤复合干法分选，实现了“矸石、煤泥减量化”，提高了商品煤质量的稳定性。

1.6 选煤技术装备迈进国产化、大型化梯次

主要洗选设备均实现了国产化与大型化。三产品重介旋流器，最大直径达到1 500 mm；跳汰机最大面积36 m2，处理量650 t/h；浮选机单槽最大体积90 m3，矿浆流量2 240 m3/h，处理量干煤泥150 t/h；加压过滤机最大面积140 m2，处理量120 t/h；快开压滤机最大面积1 250 m2，处理量达到140 t/h；大块煤智能干法分选机最大宽度4 000 mm，处理量达到380 t/h；复合干法分选机最大面积48 m2，处理量达到600 t/h；弛张筛最大面积43 m2，处理量达到1 500 t/h；筛分破碎机，齿辊最长4 500 mm，处理量达到800 t/h等。

1.7 选煤厂管理模式更加适应企业发展的需要

随着现代化企业制度的不断深入，选煤厂管理模式也随之发生了变化，由单一传统的管理模式到多种模式并存，特别是托管运营高效管理模式风靡全国，内部选煤中心托管运营模式与外部市场托管运营模式体现出专业化、集约化、平台化、高效化的新特点。如：神东内部选煤中心的高效运营、中煤选煤厂运营公司的专业化运营、山西青峰的市场化运营等。

2 我国煤炭洗选业快速迭代

科学技术发展是选煤技术迭代升级的风向标，近代以来，选煤业快速发展主要经历了四个阶段。

2.1 高耐磨材料的应用，我国重介选煤工艺快速普及

1995—2005年间，高性能耐磨材料的出现和应用成本的下降，我国重介选煤工艺进入爆发期，特别是国有企业大量跳汰选煤工艺基本被重介工艺取代。

2.2 煤炭市场好转，国内大量引进大型选煤设备

2002—2010年，我国从美国、澳大利亚、德国等大量引进大型重介旋流器、重介浅槽、脱介筛、离心机、磁选机、模块选煤厂等。美国典型代表包括赛吉满、泰戈特、伊利、康威德等；澳大利亚典型代表如申克、约翰芬雷、路德维奇等，德国典型代表有KHD，英国典型代表有MMD等。

2.3 民间资金进入，合资建厂制造大型选煤设备

同一时期，煤炭跨越式发展的黄金十年，刺激国内需求开始出现本地化趋势，申克、约翰芬雷、路德维奇、康威德等外资企业在国内建厂，促成了国内选煤设备制造技术的快速升级。

2.4 巨大选煤市场需求，促使国内原创选煤技术的迅猛发展

2010年至今，我国以大型三产品重介旋流器、干法选煤技术、选煤厂智能化等为代表的原创技术进入新阶段。

目前，我国选煤工艺技术装备逐步摆脱“大而不强”的窘境，从跟跑、并跑到领跑，正在走向世界选煤技术强国的行列。

3 我国煤炭洗选业发展面临两大变量

3.1 变量一：“双碳”目标确定性与新技术发展的不确定性

针对于地球上的病虫害增加、海平面上升、气候反常、海洋风暴增多、土地干旱沙漠化面积增大等严重自然灾害的频繁发生，1988年联合国环境规划署和世界气象组织联合建立了IPCC，并展开了一系列调研和评估，结论：CO2排放是影响全球气候变化的根本原因。

3.1.1 “碳中和”重要性

伴随着发达国家200年的工业化进程，化石能源燃烧释放出大量的二氧化碳，工业革命以前大气温室排放浓度280 ppmv，2019年达到410 ppmv，2016—2020年地球温度平均升高1.1 ℃。碳中和的重要性逐渐体现，经过缔约方不断努力，不同时期的3个文件浮出水面。

《联合国气候变化框架公约》在1992年5月联合国大会通过，确定了“共同但有区别的责任”框架，终极目标是将大气温室气体浓度维持在一个稳定的水平，主要目标是20世纪全球平均气温上升幅度控制在2 ℃以内。

《京都议定书》在1997年通过，缔约国约定：在1990年温室气体排放水平的基础上，欧盟减排8%，美国减排7%，日本减排6%，发展中国家无量化要求。

《巴黎协定》在2015年12月通过，全球平均气温上幅度控制在2 ℃(与工业革命前比)，力争1.5 ℃，掌握的原则是国家自主贡献。

3.1.2 我国政府承诺

我国政府在七十五届联大、气候雄心峰会做出承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和(表1)。我国政府发布了《新时代的中国能源发展》白皮书，进一步阐述了我国在碳中和方面取得的成绩以及未来的新举措。

表1 2021—2060年我国“双碳”目标

3.1.3 “双碳”目标下能源消费格局

专家预计，今后我国能源消费格局变化将主要经历3个阶段(表2)：第一阶段缓慢过渡期，煤炭由主体能源转变为基础能源；第二阶段关键过渡期，煤炭由基础能源转变为保障能源；第三阶段过渡结束期，煤炭由保障能源转变为支撑能源。

表2 煤炭与新能源地位变化趋势

3.1.4 “双碳”目标下煤炭行业发展机遇

中央召开了一系列会议，国务院正式颁布了国家“双碳”行动方案，首次系统明确了全社会和重点行业的行动方案，煤炭行业也迎来了新的发展机遇。

(1)回归高质量发展的机遇。煤炭行业可放下产量增长的包袱，从扩大产能产量追求粗放性效益为第一目标的增量时代，迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全性、绿色性、低碳性、经济性的存量时代，快速提升发展质量。

(2)煤炭行业升级高技术产业的机遇。“双碳”目标倒逼煤炭行业改变过去几十年引进—消化—吸收—再创新的路径延续式创新模式，煤炭行业将迎来实现颠覆性创新的机遇，可以集聚优势创新资源，轻装上阵主攻技术装备，早日成为高精尖技术产业。

(3)抢占新能源主阵地的机遇。“双碳”目标倒逼煤炭企业主动发展新能源，进入新能源主阵地，将煤矿区建设成为地面—井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的清洁能源基地。

3.1.5 “双碳”目标下新技术的研发

未来国家重点发展“风、光、水、火、储一体化”与“源、网、荷、储一体化”整体技术，CCUS、BECCS、碳汇等负碳排放技术，BIPV技术，绿氢制备、储存、输送、加注技术，全社会节能降耗技术等。

3.2 变量二：智能化方向的确定性与技术路线的不确定性

未来十年，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是方向，煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。

3.2.1 行业顶层设计

2020年3月，八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》。明确了智能化目标：将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统；在“典型示范”、“优先提升”的基础，优选出多种适合不同地质构造矿井的智能化模式，全面推广应用；打造“区域性的产业互联网平台”。明确了推进的三个阶段：到2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿；到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系；到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。

3.2.2 “十四五”规划

国内煤炭产量控制在41亿t左右，全国煤炭消费量控制在42亿t；全国煤矿数量控制在4 000处左右，建成智能化生产煤矿1 000处以上；建成千万吨级矿井(露天)数量65处，产能近10亿t/a；原煤入选率85%以上，煤矸石、矿井水利用与达标排放率实现100%。

3.2.3 企业发展需求

(1)基于对行业工作环境、工作强度的再认识。煤炭行业是众所周知的艰苦行业，招工困难，解决问题的关键是应用新技术，用自动化、感知化、智能化替代人工，工作人员进入环境优良的控制室，因此智能化的发展成为必然趋势。

(2)基于对打通专业知识、无边界综合应用的再认识。互联网技术的飞速发展，不同专业知识的大融合、大交叉、大统一成为必然趋势，特别在产业互联网领域将会得到进一步强化。

(3)基于对互联网技术、专业理论、现场经验融会贯通的再认识。智能化工厂、产业互联网成为下一个十年的“新宠儿”，将会异军突起。目前对于所有公司来讲，基础是一样的，处于探索阶段，谁跟不上数字经济，今后一定会被边缘化，逐渐走向衰落；而谁掌握了先进的创新技术，谁就走在时代的前列。

4 我国煤炭洗选业存在的问题

4.1 工业固废排放严重污染环境

固废缺乏大规模工业化应用场景，成为未来制约煤炭清洁化、低碳化利用的最大“瓶颈”。据测算：我国煤矿固废总堆积量已经超过45亿t，每年7亿t的排放量，每年新增未充分利用的煤矸石约3亿t，新增煤泥产量1.6～2.0亿t。

4.2 终端煤炭质量亟待提高

从整体情况看存在两大问题，其一：商品煤质量波动大，特别是动力煤，40%左右未经洗选直接燃烧；其二：商品煤终端消费灰分偏高，导致后续工业效率低下，最终产品质量低，燃烧后CO2排放量隐形增加。

4.3 选煤工艺复杂、设备新度系数低、能耗高

过渡追求“大而全”的工艺布置，往往忽视工艺纪律的管理，导致工艺无序扩增的复杂化。我国选煤厂普遍存在着投入不足、设备设施陈旧、事故率高等问题，进入设备陈旧—事故率高—运行成本高及产品质量不稳定的“死循环”。

4.4 选煤技术装备颠覆性创新少、可靠性差

与先进国家相比，国产选煤技术装备仍处于一个比较低端状态，制造质量精良度不高，工作性能差，事故频发，效率低、能耗高。

4.5 行业专项标准滞后，覆盖面狭窄

我国大部分选煤企业在工艺设计、技术装备制造、现场经营管理等方面理念固化，严重滞后于新技术发展的需求；涉及煤炭高值化利用的系列实用标准缺口较大；部分重要的标准已过时，正在失去应有的指导价值。

5 我国煤炭洗选业发展目标

5.1 亟待提高入选原煤质量

降低选煤厂能耗从源头抓起，预排矸使入选原煤中矸石、煤泥减量化，为后续选煤作业奠定基础。

(1)量化指标：入选原煤灰分降低5%以上；

(2)应用技术：推广“采选充一体化”技术，严控顶底板管理，井下实行严格的分采分装分级分选分运制度等；

(3)呈现效果：30%左右矸石直接充填在井下。

5.2 为社会提供高品质、高效率的煤炭产品

“十四五”的重点是提高动力煤质量。燃料煤质量对于发电锅炉燃烧效率、热循环效率、自用电效率影响非常显著，入炉燃料煤发热量每提高1 kcal/kg(4.18 kJ/kg)，发电煤耗下降11.4 g/(kW·h)。

(1)量化指标：“十四五”原煤入选率85%以上，动力煤发热量提高到20.92 MJ/kg以上；

(2)应用技术：全粒级干法选煤技术和“干法+湿法”组合工艺；

(3)呈现效果：燃煤电厂煤耗降低5%左右。

5.3 提高煤炭可燃体回收率，取消中间产品

首先对总入选规模10亿t的炼焦煤选煤厂，进行中煤再选、浮选精选的精准工艺研究，在获得成功经验的基础上，应用于动力煤选煤厂。

5.4 实现煤炭全生命周期的节能减排降耗

(1)量化指标：入选吨原煤电耗在现有基础上降低1～1.5 kW·h，油耗、水耗在现有基础上降低10%、5%。

(2)应用技术：采用新设备、新材料、新工艺、新技术，追求选煤生产要素的高效匹配和选煤工艺的简单实用。

(3)呈现效果：减少二氧化碳排放数百万吨。

5.5 健全提升选煤专业标准

要积极推进选煤新标准的编制工作，使选煤厂在设计、新技术应用、现场管理等方面的标准体现出系列化、先进化、全覆盖化。

6 我国煤炭洗选业新举措

6.1 彻底转变“傻、大、黑、粗”的传统形象，与环境友好共生

6.1.1 创建新时代特点，为煤炭生命力赋能

顺应新技术发展，开启选煤厂智能化、多元化时代，我国选煤进入第五个发展阶段，具有显著的五大特点：一是以选煤厂自动化、信息化、网络化、数字化为代表的智能化时代的到来。未来应重点研发全覆盖的底层传感器、多工艺闭环控制逻辑、选煤大数据平台等。2020年定位为选煤厂智能化元年，中国煤炭加工利用协会颁布了《智能化选煤厂通用技术规范》。二是以“湿法+干法”组合选煤工艺为代表的多元化工艺时代的到来。干法选煤技术的应用，使我国选煤工艺技术路线实现了倍数扩增，定制优化的选煤工艺将会取得更好的综合效果。三是以动力煤全入选为代表的高质量煤炭消费时代的到来。“双碳”目标加快了这一进程，碳交易市场的建立，加大了电力行业的运营成本，促使电力行业在燃料质量方面提出更高的要求。四是以“采选充一体化”技术为代表的煤炭清洁高效利用的升级版时代的到来。矸石不升井成为矿井能否开采的唯一重要评判标准。五是以环境治理与职业健康为代表的“以人为本”时代的到来。过去成本低廉的粗放时代被终结，人们更加强调安全舒适的工作环境，实现煤炭真实价值的回归。

6.1.2 提出“全生命周期低碳化、清洁化、高效化、智能化煤炭生产利用”新概念，树立起煤炭精致生产的主流意识

历史的关键时期，煤炭行业走出一条具有中国特色的以高碳能源为主的低碳化发展道路势在必行，用全新的概念，引领煤炭行业的发展，这一概念应该贯穿于煤炭全生命周期，从采掘、洗选、加工、运输，到终端利用，初步建议：全生命周期要实现低碳化、清洁化、高效化、智能化煤炭生产利用。

6.1.3 选树“绿色高效智能选煤厂”的典范，在全国范围内主流媒体广为宣传

鼓励企业组织“媒体走进选煤厂”活动，收集素材拍摄宣传片，展示选煤工艺技术装备的先进科技成果，报道新时代选煤厂的厂容厂貌及人文风貌，主动作为，改变形象。利用好新媒体，与其他行业广交朋友，让小视频、小报道、小文章等渗透到国家的行行业业。

6.2 统筹国家优惠政策、行业制度标准，鼓励生产企业走低碳化、清洁化发展道路

6.2.1 尽快出台《选煤厂科学产能评价细则》

科学产能内涵包括绿色、高效、智能等方面，作为全国性的综合评价体系，充分体现选煤厂基础条件、工艺技术装备档次、生态环境治理能力、企业管理水平、技术经营指标优化程度等方面的重要性，逐年提升科学产能的比例，变被动应对为主动作为，为选煤厂指明未来发展方向。

6.2.2 制定更加优惠和便于操作的固废综合利用的减免税收政策

严格限制矸石、煤泥外排，全流程采用低碳新技术发展煤矿固废综合利用；鼓励构建煤矿固废高值综合利用、废弃矿井异地充填、“采选充一体化”等多重格局，做到互为补充、互为前提，形成科学的、各具地方特色的整体解决方案。

研究已有国家政策内涵，科学建议出台实用可操作新的政策，以期取得显著的企业效益和社会效益。对于国家已经出台包括《煤矸石综合利用管理办法》等在内的七项政策，核心要解决产品目录的认定，难点是解决优惠数量的科学计算方法，重点是固废综合利用配套园区建设，做到优惠政策应享尽享。未来煤矿煤矸石综合利用方向：热值利用、化工产品、农业利用、工程利用、建筑材料及其他材料、采选充一体化等。目前国内比较成功的煤矿固废高附加值利用途径包括：煤矸石生产煅烧高岭土、陶瓷微珠、纤维材料、SiO2气凝胶材料、提取氧化铝、肥料和土壤改良剂、泡沫混凝土、沸石分子筛等，但是任何单一技术都不能从根本上完全解决煤矿固废问题，要统筹考虑建设工业园区，最根本的出路在“采选充一体化”技术的广泛应用。

6.2.3 健全提升选煤专业实用标准

(1)建立起选煤专业实用标准体系。体系分为四大类：第一类工程设计标准及设备制造标准，包括《煤炭洗选工程设计规范》在内的各项工程设计规范；第二类经营管理标准，包括《选煤厂经营管理规范》在内的内部日常管理标准；第三类工艺评价标准，包括《重介工艺分选效果评定方法》等；第四类选煤厂消耗定额，包括《选煤电力消耗限额》等。

(2)亟待修订标准。结合新技术发展、“双碳”目标要求，修订GB50359-2016《煤炭洗选工程设计规范》，增加智能化、煤尘和噪音治理具体方案选择等内容，调整系数及定额，提升原煤、产品仓储标准等，取消人工选矸工艺等。修订GB 29446-2019《选煤电力消耗限额》，突出鼓励采用“干法+湿法”组合工艺。修订GB/T 34164-2017《选煤厂浮选工艺效果评定方法》，充分体现对实际生产的指导意义。

(3)编制新的标准。涉及工程设计规范：《干法选煤厂工程设计规范标准》、《选煤厂煤尘治理工程设计规范》、《选煤厂智能化设计规范标准》、《井下选煤工艺技术规范》；涉及经营管理规范：《选煤厂经营管理规范》、《选煤厂内部诊断规范》、《选煤厂工艺纪律规范》、《选煤厂浮选药剂消耗定额及质量评价规范》、《选煤厂重介质消耗定额及质量评价标准》等；涉及设备制造质量规范：《选煤设备制造企业评价标准》、《选煤厂关键设备单机自动化要求规范》等。

6.3 做清洁能源供应商，充分发挥我国资源禀赋的优势，保障煤炭保有产量的科学化递减进程

6.3.1 提高动力煤入选率，降低发电煤耗，减少CO2排放量

2019年动力煤原煤入洗率仅为63.7%，按照年27亿t动力用煤计算，大约有10亿t直接燃烧，如果考虑其中有相当一部分只是筛选，动力煤入选率最多在50%。燃料煤入炉发热量提高到20.92 MJ/kg以上。

(1)推广干法选煤技术。充分利用干法选煤技术不用水、投资少、运行费用低、建设周期短等优势，推动动力煤全粒级干法选煤厂的建设，优先采用“300～50 mm光电智能干法分选+50～0 mm复合干法分选”工艺。

(2)确定几款经典的“干法+湿法”组合选煤工艺。在广泛调研的基础上，确定几款适合动力煤分选的“湿法+干法”的选煤组合工艺。如：“300～50 mm光电智能干法分选+50～6 mm(50～0 mm)三产品重介旋流器”等。

(3)干选煤技术创新发展。创新适用于不同粒级范围的系列干法分选技术；继续下探干法分选有效分选下限，目标1 mm；适合于井下广泛应用的光电智能干法分选技术；干法选煤厂煤尘及噪音治理技术的新突破等。

6.3.2 推动井下干法选煤技术的应用，引导“采选充一体化”的纵深发展

(1)充分考虑井下布置选煤技术装备的现场条件。比如：狭窄、潮湿、阴暗、杂物多、粉尘量大等，均可能对选煤技术装备的布置和分选效果带来较大的影响。

(2)确定井下对选煤要求。一是实现智能化，做到无人值守；二是实现工艺简捷化，把井下选煤作业环节压缩至极致，尽量杜绝煤泥水的产生和处理；三是设备安全高效化，处理量大，免维护；四是分选作业精准化，分选精度在满足精煤产率最大化的前提条件下，尽量多排除矸石；五是整套系统模块化，整体装备分解制作成分体模块，可以现场组装；六是具有良好的可移动化，井下采区进行接替，设备可以随之移动到合适的区域。

(3)找准井下选煤定位。关键是井上、井下选煤边际粒度的划分，井下选煤功能定位预排矸、除杂，取代选煤厂原煤准备作业，处理大块粒级范围在300(200)～40 mm(30 mm)。

(4)推荐井下选煤主导方法。目前井下主要有跳汰、动筛、重介浅槽、光电智能干法等选煤技术，在深入调研的基础上，推荐1～2种融合现代技术的通用方法，编制《推荐采用井下选煤方法通用规范》团体标准。

(5)攻克井下选煤技术装备的关键技术。比如：光电智能分选技术的煤矸识别精准度、执行机构方式选择等。

(6)适时组织召开全国井下选煤技术推广会议。力争在2025年实现煤矿、选煤厂的手选矸石作业退出生产系统。

6.3.3 推进CCS、CCUS新技术的快速发展

(1)“煤制氢+CCS”技术。氢是21世纪的终极能源，制氢途径有电解水制氢、煤炭制氢、天然气制氢、甲醇制氢等，其中煤制氢成本最低，就目前来讲最具有可行性和可操作性。煤炭制氢包括煤气化制氢和煤热解制氢2种技术路线，重点需要解决CCS技术。

(2)CCS、CCUS技术。这2项新技术已经建成示范工程，成功将燃烧后CO2捕集、吸收、压缩干燥冷却制成液态CO2，运输到油田进行驱油。据国际能源署预测，到2050年，CCUS将贡献约14%的CO2减排量，市场应用前景广阔。

6.4 细化选煤工艺的精准管理，实现选煤厂提质节能减排降耗

6.4.1 鼓励建设“集中充填+群矿型”绿色、高效、智能示范选煤厂

提倡淘汰落后产能，在废弃或具有充足地下充填空间的矿区，集中建设群矿型、充填型、智能型、高效型大型选煤厂，采用哑铃型的工艺设计方案，构建预排矸石留在井下、科学配煤均质化入选、集中智能化生产、设备自诊断周期性检修、快速装车、固废集中充填等全新选煤工艺格局。

6.4.2 提高存量选煤厂规模效应，选煤厂电耗整体降低1.0～1.5 kW·h/t

(1)配套建设足量仓储设施，实现集中生产、集中检修的良性循环；设定一次性洗煤生产时间的下限，实现规模生产。

(2)对于没有固定煤源的选煤厂坚定实行关停并转。

(3)利用好电厂、焦化厂、风机等厂内余热的能量转换，利用闲置土地和建筑物屋顶发展光伏发电。

(4)严把选煤厂设计关，重点突出对入选原煤煤质特性的精准研究，包括煤炭泥化程度的研究，确定定制化、最优化的选煤工艺流程，杜绝“边设计，边施工，边改造”的“三边工程”。

6.4.3 开展选煤工艺分支课题攻关，提高煤炭可燃体回收率，取消中间产品

当前，选煤工艺重点攻关两大课题，其一：中煤再选工艺研究，集中解决中煤的单体解离技术路线，根据粒度组成选择适宜的再次分选方法；其二：浮选精选工艺研究，集中解决二次浮选工艺结构。

6.5 推进智能化选煤厂建设，逐步实现选煤技术的现代化

6.5.1 智能化选煤厂概念

智能化选煤厂是以构建数字化工厂为基础，利用AI、大数据、云计算、物联网、智能机器人等技术，进行现场信号处理、数据采集、逻辑运算、闭环控制等，实现洗煤生产过程检测的数字化、工艺控制智能化、管理决策信息化等功能，达到选煤生产工艺流程运行平稳、人工干预弱化、企业管理规范、自我堵塞漏洞、工作效率高等目的，贯穿于全过程的要素数字流与数字运算，消除控制单元、子系统之间的信息通讯孤岛和控制壁垒，形成一个互联互通共享的完整体系。

6.5.2 智能化选煤厂市场痛点

选煤厂智能化方案大多停留在理论上的探讨阶段。智能化选煤厂现阶段仍然是一个碎片化的概念，呼声大、炒作多，而实际操作缺乏可参照的系统化具体方案。

选煤厂TPS缺乏应有的支柱。选煤厂缺乏完整的计量与检测手段，突出的矛盾表现：缺失与滞后的数据与即时指导生产操作的矛盾，缺失与滞后的数据与选煤厂推行现代化管理的矛盾。缺失与滞后的数据无疑成为选煤厂智能化的最大障碍。

大家对选煤厂智能化期望值超脱现实。超脱现实的智能化选煤厂期望值，真正“落地”缺乏载体或抓手，智能化选煤厂应该是一个逐步深入和完善的过程，选煤厂的智能化是“数字化+自动化+弱智能化”，是“生产要素的和谐共频”，是“提纲携领的逻辑结构”。

6.5.3 智能化选煤厂建设现状

面面俱到，投资大；系统过于复杂，不利于日常管理；已经建成的智能化系统侧重点在ERP、MES管理层。

6.5.4 目前智能化选煤厂重点

选煤厂底层传感器研发与应用。底层传感器是智能化选煤厂的灵魂，要经过2 a的努力，延续使用一批，甄选一批，研发一批，达到重点工艺环节应检尽检的目标，先期实现真正意义上的工艺数字化。

研究选煤工艺环节控制逻辑。PID控制、数学模型控制、黑箱控制等，确定不同工艺环节精准控制方式。

6.5.5 智能化选煤厂逻辑结构

智能化选煤厂逻辑结构示意如图1所示。

图1 智能化选煤厂逻辑结构示意

6.5.6 智能化选煤厂目标

(1)契合目标。 “朴素的智能化”要不断贴近现场，即把数字化、网络化做扎实，把智能化做朴实。

(2)阶段性总目标。定性目标：数字化+自动化+弱智能化，应用“互联网平台技术(云计算、大数据技术)+底层数字生成技术(3C技术：计算机、控制、通讯)”，实现的是企业“成本价值、体验价值、平台价值”的优化升级。

(3)衡量效果目标。

目标一：精煤产率提升1%以上；

目标二：实现无事故运转；

目标三：采用“选煤技师+机电维修工”精简化岗位设置模式；

目标四：选煤厂生产技术经营管理实现“数字化+自动化+弱智能化”的一体化模式；

目标五：推行“线上操作+远程维保”的模式。

(4)量化目标。实现智能化选煤厂，即实现无论身在何处、无论在何时，都可以看到即时的选煤厂数字化综合报表和选煤厂月度工艺技术数字化评价报表。这2张报表数据的自动采集、自动生成、自动识别、自动筛选，并按照专业逻辑进行自动调整和自动分析就是智能化选煤厂的具体内容。

6.5.7 智能化选煤厂主要组成单元

智能化现阶段的主线：产品质量指标精准操作+设备全生命周期自诊断+选煤厂大数据平台+图像识别。

6.6 推广应用创新技术，补齐选煤厂短板

6.6.1 推广应用一批新的分选技术

提高处理量，降低能耗。如：超级干法分选技术、新型KD浮选药剂、BGT煤泥表面改质调浆机、高精度三产品重介旋流器、EPS细粒高效分级技术、多室絮凝剂制备装置、采制样智能化仪器仪表等。

6.6.2 推广应用一批新的工艺

实现超低排放。如：煤泥高压压滤机单一工艺、煤泥低温干化技术等。

6.7 开展基础理论研究，优化简化选煤工艺，培育颠覆性选煤技术

重点研究同一煤炭、不同煤种的元素组成特点，发现元素在煤炭品种中表现出的主导作用，寻找普遍规律和个性特征，为煤炭质量检测和选煤工艺控制的智能化奠定基础。重点研究复合干法选煤的分选基础理论，突破性提高混合入料中6～3 mm分选精度。重点研究技术装备性能功能方面的基础理论，突破目前制约瓶颈，力争在“十四五”期间，选煤技术装备达到高效可靠的理想水平。

6.8 开展外部专家诊断，全面提升选煤厂管理水平

核心：以选煤指标为抓手，分析判定选煤厂技术管理深层次的综合问题，给定针对性改进措施和方案，力求选煤整体效益的提升。

6.8.1 选煤厂指标诊断与评价

包括：原煤质量评价、工艺效果评价、技术指标评价、物耗指标评价、运转指标评价、管理指标评价、洗选能力利用率评价、指标体系综合评价与分析。

6.8.2 选煤工艺匹配度诊断与评价

包括：选煤工艺的适用性分析、主要工艺环节的匹配度、未来工艺改进方向。

6.8.3 技术装备水平诊断与评价

包括：主要分选设备Ep值及定性评价、关键辅助设备定性评价、智能化水平定性评价。

6.8.4 现场管理水平诊断与评价

包括：外排水、煤尘、噪音等环保治理情况，现场备品备件定置管理，安全设施配备与管理，厂房内部清洁生产管理。

6.8.5 选煤厂制度体系诊断与评价

包括：分工艺过程指标控制标准、终端指标考核体系。

6.8.6 科技创新诊断与评价

包括：小改小革推动情况、现场课题研究、科技创新项目、论文撰写。

通过不断的外部专家诊断，实现选煤厂管理水平的PDCA循环的螺旋上升。

7 结 语

“双碳”目标下，我国煤炭采选业联动发展，补齐煤炭元素组成特性、分选机理、设备研发等基础理论研究等短板，开创煤炭颠覆性新技术，把煤炭做成清洁能源和高端材料，把煤炭行业做成高精尖技术产业。