曙光煤矿TDS智能干选技术工艺研究与应用

靳职飞    

山西焦煤汾西矿业（集团）曙光煤矿选煤厂     山西孝义032308

摘要：曙光煤矿洗煤厂实际生产能力为1.50Mt/a，矿井配有两套块煤动筛预先排矸系统，两套动筛系统一用一备，分别建于2005年、2008年。煤种为肥煤，其产品为炼焦用煤。

动筛系统主要存在的问题是：动筛分选精度低。由于200-40mm粒级（动筛入料）矸石含量大，达94%左右，动筛矸石带煤率为5%左右，基本没有分选作用，动筛选不出块煤。

为了回收200-40mm中的块原煤，降低原煤的损失。需要对比动筛分选精度更高的选煤设备TDS智能干选技术进行研究与应用。

关键词：预先排矸  动筛   TDS智能干选机   研究   应用

1曙光煤矿地质条件及动筛选矸车间现状

1.1根据曙光煤矿2018年采掘衔接编制说明书内容，曙光井田内地质构造发育程度高，断层、无炭柱较多，在一定程度上直接影响采掘工作面布置，现开采的2^#煤层为含有夹矸的复杂煤层，煤层结构、厚度变化不一，直接影响原煤煤质。预计今后几年原煤回收在20%-25%左右。

1.2动筛选矸车间现状

曙光煤矿配有两套块煤动筛预先排矸系统，两套动筛系统一用一备，分别建于2005年、2008年。煤种为肥煤，其产品为炼焦用煤。

现有系统存在问题有：（1）动筛分选精度低。由于矸石含量大，达94%左右，动筛分选精度低，矸石带煤率为5%左右，块原煤基本进入矸中，基本没有分选作用，且故障率高，同时设备损耗严重，现动筛系统已停用；200-40mm粒度级块煤全部走旁路系统，原煤损失大。（2）原煤粘湿，筛分效率低。动筛车间原煤分级筛40mm分级。原煤水分大时，单套系统筛分效率极差，必须两套系统同时开启。

为了回收200-40mm中的块原煤，减低原煤损失。需要采用分选精度高的选煤设备代替现有动筛排矸；同时解决原煤水分大，物料粘湿情况下的筛分问题。

2 TDS智能矸选工艺研究

TDS智能矸选工艺研究目标：分选精度为矸石带煤率小于1%，用于曙光煤矿的块煤预先排矸。

2.1TDS智能干选机分选原理

                 如图所示                                      TDS智能干选系统包括给料、布料、识别、执行几大主要系统，以及供风、除尘、配电、控制等辅助系统。TDS智能矸选机采用X射线智能识别方法，X射线穿透力与物质密度有关，利用X射线穿过该物质后的衰弱强度不同，可以把密度不同的物质区分开来。然后针对不同的煤质特征建立与之相适应的分析模型，通过大数据分析，对煤与矸石进行数字化识别，最终通过智能排矸系统将矸石排出。

2.2曙光煤矿选煤厂TDS智能干选工艺流程图

2.3TDS改造之后达到的效果（数据分析如下：）

表1 试验入料200-40mm块原煤性质表

表2试验分选结果表

根据以上数据分析可知，入料200-40mm块原煤中，煤的平均产率为6.08%，与现场实际情况基本相符。综合分析，经过TDS智能干选机分选后，干选矸石平均带煤率为0.33%，干选精煤平均煤中含矸率为3.64%，说明排矸效果明显、分选精度高。以上结果说明TDS智能干选机适合曙光煤矿选煤厂的200-40mm块原煤预先排矸。

2.4经济效益

曙光煤矿选煤厂实际生产能力为1.5Mt/a，根据实际生产能力及试样数据可知，200-40mm粒级块煤占全样约25%，其中块煤中含煤约6.0%，矸石带煤率按1%计算，其预测产品年回收块煤1.93万吨。曙光精煤产率为33%左右，中煤产率为8%左右，则回收的TDS块煤中精煤与中煤的比为33:8.精煤销售价格：2017年1-4月份的平均值，则销售收入预测为：（见下表）年增加收入1881.54万元

表1.1产品平衡表

表1.2经济效益表

2.5社会效益

智能干选是行业升级的趋势和代表 

当前，煤炭行业深处困境，各涉煤企业均将目光投向创新，只有推动科技创新和全面创新，加快从资源驱动向创新驱动转换，才能实现降本增效，培育发展新动力，形成发展新优势。

传统的选煤工艺，大都是基于阿基米德原理的重力选煤工艺，需要耗水、耗介，工艺复杂，生产成本高。智能干选技术是基于射线识别的选煤新技术，是对现有技术的颠覆式创新，是行业升级的趋势和代表，可以为广大用户节能减排，降本增效提供助力。

智能干选技术符合国家煤炭产业政策

如何解决水资源严重缺乏地区的煤炭入选，是当前需要迫切解决的问题。国家发改委在新发布的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中，把干法高效选煤技术和节水选煤技术列为第一类重点研发项目。

2013年，国家能源局发布《煤炭产业政策》（修订稿），其中第二十七条为：支持洁净煤技术与装备的研发与应用。发展自动控制、集中控制选煤技术和装备。研制和发展高效干法选煤技术、节水型选煤技术、大型筛选设备及脱硫技术，回收硫等资源。

由此可见，智能干选技术符合国家煤炭产业政策，应该大力推广。

节约水资源

水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，我国2013年煤炭产能36.8亿吨，原煤入洗量22亿吨，以入洗每吨煤耗水0.05立方计算，每年耗水1.1亿立方。若采用TDS智能干选机分选，不需消耗水资源，每年则可节约大量水资源。

尤其在我国78％的煤炭资源蕴藏在干旱缺水的西北部地区的国情下，采用TDS智能干选机能节省西部紧缺的水资源。

避免环境污染

传统湿法选煤在洗选过程中将产生煤泥,由于煤泥发热量低，粘结成团难以利用，在无法掺入产品煤且无法单独销售的情况下往往作为废弃物外排，严重污染环境。而TDS智能干选几乎不产生次生煤泥，原生煤泥不入水，发热量高、不结饼，可直接掺入产品销售，有效解决了粘湿煤泥难处理的问题，避免了环境污染。

提高煤炭资源的利用率

我国煤炭入洗率仅为60%左右，尤其在蕴藏我国78％的煤炭资源的西北部地区，水资源紧缺限制了现有选煤技术的应用，导致该地区原煤入洗率远低于全国平均水平。再者目前全国褐煤年产量达到5亿余吨，而褐煤由于不适合湿法洗选，致使褐煤资源基本以燃烧原煤的方式利用，利用率低下。

TDS智能干选机由于分选不需水，非常有利于在缺水地区推广应用，对褐煤也有很好的分选效果。

参考文献

[1] 选矿学/谢广元主编。-徐州：中国矿业大学出版社

[2] 煤炭洗选加工实用技术/王宏等主编。-徐州：中国矿业大学出版社

[3] 钟蕴英等：《煤化学》，中国矿业学院教材，1984年

[4] 《智能制造发展规划（2016-2020 年）》（工信部联规〔2016〕349 号）