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煤矸石智能自动分选系统研究与应用

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成果主要完成人

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项目概况

平煤股份五矿年产能200万吨,是集团主力生产矿井之一。开采的煤炭主要用于炼焦,发热量大,但是灰分含量高,达到40%以上,块煤中矸石比例通常在60%以上。这是困扰五矿生产效益的主要因素之一。 块原煤采用人工手选,其现场条件较差,用工人数较多,职工工作量繁重,手选效率较低,特别是50mm以上块煤的手选,难度较大,甚至因各种原因造成部分原煤的损失。因此,各煤矿均有采用机械化选煤方法替代人工手选的需求。煤矸智能分选系统,是一种最新研发投入的新型选煤方法,该煤矸智能分选系统(以下简称XG系统)主要由进料系统、排队系统、检测识别及控制系统、执行系统四部分构成。皮带上设有若干个物料排队通道,每一通道独立地配置一套由单能γ射线源、射线传感器、超声波传感器、测控仪表组成的识别与分选系统和气动执行器,以提高整机的运行可靠性。 系统对煤和矸石的识别机理:经筛分后一定粒度范围的块状原煤由进料斗落到传送皮带上,在排队机构的作用下顺序排列后对中穿过由单能γ射线源和γ射线传感器构成的具有上下对应几何结构的通道,同时也经过超声波传感器的检测通道。两组测量信号均先由各自的前置信号放大器放大、成形、分层等预处理后,再由单片计算机依据识别数学模型进行运算,计算出的单位厚度物料对射线的衰减值,然后将此值与经预先标定的比较阈值进行比较,若大于该阈值,则被判定单位厚度衰减量过大,即为矸石,反之判断为煤。如为矸石,则经一定时段延时后,当矸石脱离皮带端点下落时,控制程序瞬时打开高压气阀,用高压气流击打矸石,使矸石在抛落过程中改变原轨迹,落入矸石料斗。若被测物单位厚度射线衰减值小于比较阈值,则被判定为煤,气阀不动作,使之自然抛入煤料斗。 创新亮点: 1、不消耗水资源和其他介质; 2、建设投资少、占地面积小; 3、建设周期短、自动程度高,系统操作简单,维护方便; 4、分选效率高,矸石一次净选率大于85%,选后矸中带煤小于3%、可分选的煤种广,对各煤种排矸均能适应,环境适应性强 改造后预期目标 1、替代现有人工手选,节省人力成本,改善工人工况; 2、有效提高分选量:分选处理量可达50吨/小时,年处理量可达30万吨。根据五矿现有煤种粒度分析,可以满足30mm以上粒度的煤矸分选。可以降低原煤中矸石含量,进而降低原煤灰分。减少运输矸石、进入洗煤厂洗选的消耗。 3、有效提高分选效率:矸石一次净选率大于80%,选后矸中带煤小于3%,减少精煤损失。可24小时工作,选矸效率稳定。 4、可以对夹矸进行选择性分选,灵活确定参数,只需改变一个预设数值就可以改变识别阀值,可以灵活的根据需要决定夹矸的去留。 5、系统智能改造后,自动化程度高,运行稳定,不影响煤矿生产,不消耗水资源和其他介质; 社会效益: 一、提高安全生产率 自动化选矸设备减少了在恶劣环境下工作的人数,降低了职业病的发生率,也降低了安全事故的发生率,从而提高了安全生产率。 二、节能减污 该系统相比较其他分选设备用电很低,也无需水或其他介质,通过这样的设备有效剔除矸石,无疑是最节能的降低污染的方法。 三、改善用工状况 随着国内劳动力状况的改变,底层艰苦职位用工越来越难。该系统的应用可以拣矸工人脱离最艰苦的岗位,并补充到人员紧缺的其他岗位。