1.冀中能源山西古县老母坡煤业有限公司 山西古县042400
2.山西古县老母坡煤业有限公司 临汾古县042400
摘要：TDS主要是总溶解固体的简称，其又叫做固体被溶解总量。当TDS值升高后，代表水中溶解物含量越多，[1]TDS智能干选系统的原理为通过利用X射线进行对煤、矸石类产品进行数据调查、检测、分析，从而精确区分排除原煤矿产品中矸石等杂质，增加原煤回收利用，降低成本，极大提高了选煤厂的经济利益。本文针对煤矿产业现存的部分问题，通过TDS智能干选系统在煤矿产业中的研究与应用，解决现存煤矿类问题，并分析TDS智能干选系统在煤矿中的应用前景，对社会其他企业及社会稳定发展做出的贡献。
关键词： TDS智能干选系统、煤矿应用研究
随着煤矿产业在近年来不断发展，针对其出现的各类问题一直是社会及相关企业重点关注对象，如今，煤矿产业发展目光开始拉长，迎合市场趋势，长期以来，为保障我国经济与智能化发展，能源利用广泛，社会对于煤炭的需求总量越来越多，具有极高的市场发展前景；TDS智能干选系统在煤矿行业中以先进的技术吸引到了煤矿产业领导人的目光，因此煤矿行业准备引进TDS智能干选系统对煤矿产业发展中存在的问题做出解决，提高煤矿产业工作中的效率性和安全性，同时智能化的输出改善人工带来的误差，减少煤矿损失，对煤矿业的发展推波助澜。
1.1TDS智能干选系统结构及工作优势
TDS智能干选系统结构具有突出优势，其主要提出优势即为通过智能化技术识别方式调查煤矿实际情况，检测安全问题，让煤矿产业发展面向社会，保障社会能源安全[2]，针对不同的煤质特征，智能干选系统将建立相关分析模型，同时建立研究煤矿产业专业体系，并将TDS智能干选系统应用到煤矿化工专业，以智能化技术改善煤矿产业突出问题[3]，通过大数据库的识别挑选，对煤矿产品与矸石进行数字智能科技化对比识别，采用先进的智能处理系统，最终通过智能执行，干选方式将矸石排出。TDS智能干选系统下设各个分支系统，各个系统相互配合辅助智能干选系统工作，其分支掌管不同性能，主要包括供给原料系统、布料装置、识别装置、执行机构四大主要系统，和三个其他辅助系统。通过对TDS智能干选系统的使用，处理有关煤矿安全问题与质量问题，将精准度提高，改善煤矿品质问题，以智能化技术建立相对独立的煤矿管理体系，从中降低分选下限，为实现300‑3mm块原料全部采用智能干选工艺创造了条件[4]。与传统选煤设备相比，TDS智能干选系统在科学技术上具有十足的市场优势，更符合当代科技的发展情况，有非常大的优势，采用TDS智能干选机的优势是：在建议投资方面，可简化系统、降低投入、缩短工期。在分选效果方面，可保证精度、提高热值、不产煤泥。在生产成本方面，可降低消耗、减少维护、减少人工等多重优势，为煤矿产业的发展提供优秀的研究方案，将TDS干选智能系统运用其中后，煤矿产业发展迎合用户需求，具有非常光明的前景。
1.2 TDS智能干选系统工作原理
TDS干选系统工作结构即为TDS智能干选机通过X射线，并采用智能识别系统，通过智能干选技术，对不同煤矿类型进行逐一分体，并提取出可使用煤矿，同时针对不同种类煤矿的特质，建立与之相对适应的分析模型，通过模型呈现的形态，再结合大数据库中有关信息的分析，对煤矿与矸石进行检测识别，最后通过智能系统分化出矸石与煤矿。
工作时，TDS智能干选系统不需要介质，系统完全干法，无需用水，较少了对水的依赖，降低环境破坏。根据实例来看，现存车间大多采用智能干选法为煤矿排矸，通过智能矸选法分产出的两类产品就是精煤和矸石，相关人员可直接按需求使用。此外，智能干选系统针对煤矿下压风系统现存的问题，也做出了改善，煤矿下压风系统在智能干选系统的大力协助下也最大程度地发挥了其优良性能，其本身就具有安装结构简单的优点之上采用智能化手段将其压风管路敷设性能问题做出了有效解决，加强其应对不同环境的抗压能力，通结合自身检查系统，将问题高效汇报工作人员。[5]
1.3 TDS智能干选系统技术特点
想要了解TDS智能干选系统对于煤矿产业的研究与应用，首先应了解TDS智能干选系统本质中的性能与技术制作特点，才能保质保量高效实现对煤矿研究与应用。有关TDS智能干选系统的研究应用，需明确其技术特点并加以分析研究得出结论：
（1）其投资相对少，生产成本低，耗费精力与资产少。TDS智能干选系统相对其他智能系统或传统系统更省力，不需借助水等其他催化剂或介质对煤炭进行分选，没有煤炭产品的脱水、脱介、水处理或介质回收等减少了处理中的工艺操作流程，从而降低了操作成本，同时建设周期短，系统操作简便，人员配置充足等优势；
（2）专业精准度高。TDS智能干选系统有关处理煤炭问题的操作步骤，其专业化程度高，对化学原料用量的控制严格，对矸石处理程度高，目前可实现1%—5%的矸石带煤率，煤中带矸率到达工艺指标的百分之三到百分之八之间，其精分程度高，接近重介分选机，高于一般普通型分选系统；
（3）智能化程度高。众所周知，科技智能带给人们生活上不少便利，智能化技术逐渐应用到各个领域，煤炭行业在智能化科技道路上不断改善提高，采用最先进最合适的TDS干选系统，系统故障可以自行检查，在互联网上建立有关大数据集中库，对煤矿矸石产业实施调查，发现问题并不断做出改善，从而逐渐提高煤矿行业在社会上的影响力；
（4）处理能力强，处理范围大。TDS智能干选系统相对于其他系统在煤矿行业突出的优势是其智能化程度高，对煤矿信息的处理能力强，煤矿产业面积较大，实施起来相对困难，TDS智能干选系统可处理像煤矿产业一样作业面积大，煤矿分布较广，对劳动力消耗较大等问题，处理范围广，处理效率高等特点；
（5）处理煤矿问题相对安全，对作业人员危害较小。煤矿行业对工人的人身安全威胁较大，其中传统系统作业不能实现对工作人员的保护，煤矿开采过程中对工人身体辐射较大，新TDS智能干选系统通过科技智能化处理煤矿有关技术问题，减少了对工作人员人身威胁，该类智能化产业因无烟无油无破坏被人们所喜爱，再正常工作的同时最大程度减少了对工作人员安全的危害；[6]
（6）TDS智能干选系统自身性能好。TDS智能干选系统自身的设计符合煤矿工业的发展应用，防尘与过滤系统完善，系统内部可自行分解优化自身性能，将过滤和除尘功效做到最优，在煤矿产业工作中吸收有毒气体及破坏环境、损害人身健康的粉尘，系统凭借智能化技术内部处理过后将新鲜无毒无害的空气过滤分离出来，从而实现TDS智能干选系统合理运用。
2.1老母坡煤矿实施TDS智能干选系统必要性
（1）手选工人劳动强度大、工作环境差
手选作为选煤厂的传统作业环节，一直存在工人劳动强度高、噪声大、粉尘大、工作环境差的问题。且手选工受人为因素影响，经常会出现疲惫和疏忽，块煤的拣出率不能保证，来不及拣出的块煤进入矸石中，增加矸石带煤损失，造成经济损失。
（2）矸石排出量少
现阶段5#煤层厚1.25m，在5#煤层开采过程中，大量顶底板石头被采煤机切割后混入煤流系统，进入原煤，造成原煤煤质差，回收率低等问题，目前手选车间为200-80mm粒度级手选排矸，80-25mm粒度级仍有大量矸石进入产品，导致原煤回收率低，销售产品灰分高，降低了产品售价；
（3）回收率较低，销售不畅
现有5#煤回收率仅为20.5%，通过手选排矸，回收率可提高到22%左右，无法达到销售要求，需通过与2#、3#煤配采，才可满足销售要求，现矿井2#、3#煤储量较低，仅为130万吨，需提高5#煤的回收率，降低2#、3#煤的开采量，降低矿井接续压力，提高矿井服务年限。
（4）提高矿井经济效益
通过智能选矸，提高原煤回收率，增加原煤售价，来提高矿井经济效益。
2.2选煤工艺流程
本矿进行智能干选改造后，在现有分级筛处布置正弦分级筛，正弦分级筛进行25mm，100mm筛分，25mm以下物料落入现有104皮带，25-100mm物料入新增TDS智能干选机分选，+100mm以上物料通过溜槽转载至112矸石皮带转载入矸石仓。干选机采用打矸工艺，选后矸石通过溜槽转载至112矸石皮带，选后块煤通过溜槽落入转载带式输送机，由转载带式输送机运至现有104皮带。
2.3布置说明
现有手选车间进行改造，主要改造如下：
现有手选车间内手选带拆除。
现有手选车间标高6.366m平面，4-5跨位置增加正弦分级筛及正弦分级筛平台。
现有手选车间标高4.066m平面，1-4跨位置拆除手选带后布置干选机，干选机分选室位于现有手选带机头开孔位置。
现有手选车间标高-0.200m平面，将104皮带机尾缩短3m，现有配电室3轴挡墙拆除，将配电室向4轴扩大2.2m，满足新增设备配电要求。
在距离A轴2.1m处，新增转载带式输送机，干选机分选后的块原煤和皮带清扫器的粉煤由溜槽溜至转载带式输送机，由转载带式输送机送至4-5跨后，由溜槽溜至104皮带。
在现有手选车间东侧，新建空压机房，尺寸为5m×8m。
根据改造后载荷和改造工艺需求对构建物进行加固和开孔。
2.4智能干选系统效益分析
1）节省人工费
本厂采用TDS智能干选工艺，目前手选工人每班2人，每天3班，共计6人，可节省6名手选人员，若按工人企业年支出为4万元/人（含社保福利等）计，采用TDS智能干选机一年可节约手选工人工成本约24万元。
2）销售利润
现有洗选方式+80mm进行手选，-80mm直接进入原煤仓，手选效率按60%计算，回收率为22.70%。
改造后利用智能干选机对25-100mm粒度级物料排矸，100mm以上直接进入矸石仓中，-25mm直接作为产品煤。TDS平均排矸率为95%，回收率为27.78%。
根据现有原煤售价，22.7%回收率的原煤售价为630.95元，27.78%回收率的原煤售价为791.73元，处理矸石费用为50元/吨。
按矿井90万吨产量计算，手选排矸，可卖商品煤81.03万吨，需处理矸石8.97万吨，净商品煤销售额为5.06亿元。
按矿井90万吨产量计算，TDS智能排矸，可卖商品煤66.78万吨，需处理矸石23.22万吨，净商品煤销售额为5.17亿元。
由此可知，在现有煤质情况下，通过增加干选系统排矸，提高原煤煤质，能够每年增加销售收入1110.7万元。
3）TDS新增运行维护成本
人工成本
TDS系统智能化程度高，可以实现无人值守，有人巡检，可与现有主井皮带的运行维护人员共用。无需新增人员。
电费及维护费
干选系统新增的负荷为226.4kW，其中空压机132kW（空压机加载波动较大，综合利用率按照60%核算），根据16h，330d工作制，综合电价0.6元/千瓦时计算
（132×60%+94.4）×16×330×80%×0.6 =44万元/年
干选系统的维修费约35万元/年，共计79万元。
5）综合经济效益
块煤采用TDS分选与的综合经济效益比较见表1。
表1综合经济效益比较表
序号 | 项目 | 费用 | 经济效益 （万元/年） |
一、新增效益点 | |||
1 | 节约手选人工成本 | 可节省6名手选人员，若按工人企业年支出为4万元/人（含社保福利等）计 | 24 |
2 | 提高煤质增加销售收入 | 利用干选机排矸后，提高原煤煤质，减少矸石带煤损失，提高回收率至27.78% | 1110.7 |
二、新增成本 | |||
1 | 排矸系统新增直接运行维护成本 | 干选系统直接维护费用、电费 | -79 |
三、综合经济效益 | |||
总计 | 1055.73 | ||
2.5现场应用精度检查
TDS智能干选机在本矿安装完毕、调试正常后，就开始进行正常生产，并对矸石采样化验，分析矸石带煤率。相关数据见表2。
表2 TDS矸石带煤率检测数据
日期 | 时间 | 精煤 | 中煤 | 矸石 |
2月20日 | 0:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% |
1:00 | 0 | 0.10% | 99.90% | |
2:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
3:00 | 0 | 0.20% | 99.80% | |
5:00 | 0 | 0.20% | 99.80% | |
6:00 | 0 | 0.60% | 99.40% | |
7:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
9:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
17:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
18:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
19:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
23:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
2月22日 | 16:00 | 0.20% | 0.40% | 99.40% |
17:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
18:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
19:00 | 0.10% | 0.40% | 99.50% | |
20:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
21:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
2月23日 | 0:00 | 0.10% | 0.50% | 99.40% |
1:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
2:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
3:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
4:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
5:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
6:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
7:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
16:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
18:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
19:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
20:00 | 0.10% | 0.40% | 99.50% | |
21:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
22:00 | 0.10% | 0.40% | 99.50% | |
23:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
2月24日 | 0:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% |
1:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
2:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
3:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
4:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
5:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
6:00 | 0.20% | 0.20% | 99.60% | |
7:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
8:00 | 0.00% | 0.10% | 99.90% | |
9:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
18:00 | 0.10% | 0.40% | 99.50% | |
19:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
21:00 | 0.10% | 0.50% | 99.40% | |
22:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
23:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
2月25日 | 3:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% |
4:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
5:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
6:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
7:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
8:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
18:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
19:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
23:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
2月26日 | 0:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% |
1:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
2:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
3:00 | 0.10% | 0.40% | 99.50% | |
4:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
5:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
6:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
7:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
8:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
9:00 | 0.20% | 0.30% | 99.50% | |
10:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
16:00 | 0.10% | 2.40% | 97.50% | |
17:00 | 0.04% | 3.10% | 96.86% | |
18:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
19:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
20:00 | 0.05% | 1.30% | 98.65% | |
21:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
3月3日 | 0:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% |
1:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
2:00 | 0.00% | 0.10% | 99.90% | |
3:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
4:00 | 0.11% | 0.24% | 99.65% | |
5:00 | 0.10% | 0.17% | 99.73% | |
6:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
7:00 | 0.03% | 0.08% | 99.89% | |
8:00 | 0.07% | 0.10% | 99.80% | |
15:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
16:00 | 0% | 0.10% | 99.90% | |
17:00 | 0.30% | 0.55% | 98.15% | |
18:00 | 0.30% | 1.29% | 98.41% | |
19:00 | 0.40% | 1.40% | 98.18% | |
20:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
3月4日 | 3:00 | 0.05% | 0.30% | 99.65% |
4:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
5:00 | 0.07% | 0.10% | 99.83% | |
6:00 | 0.11% | 0.21% | 99.68% | |
7:00 | 0.09% | 0.12% | 99.79% | |
8:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
18:00 | 0.09% | 0.17% | 99.74% | |
19:00 | 0.21% | 0.70% | 99.09% | |
20:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
21:00 | 0.05% | 0.05% | 99.90% | |
22:00 | 0.03% | 0.14% | 99.83% | |
23:00 | 0.10% | 0.10% | 99.80% | |
3月5日 | 0:00 | 0.06% | 0.42% | 99.52% |
1:00 | 0.10% | 0.20% | 99.70% | |
2:00 | 0.03% | 0.28% | 99.69% | |
3:00 | 0.07% | 0.16% | 99.77% | |
4:00 | 0.11% | 0.23% | 99.66% | |
5:00 | 0.18% | 0.32% | 99.55% | |
6:00 | 0.10% | 0.43% | 99.47% | |
7:00 | 0.10% | 0.30% | 99.60% | |
8:00 | 0.09% | 0.31% | 99.60% | |
9:00 | 0.10% | 0.40% | 99.50% | |
平均值 | 0.10% | 0.29% | 99.60% |
由表2可以看出，本矿实施的TDS智能干选系统，平均矸石带煤率为0.1%，带中煤为0.29%，分选精度高，满足使用要求。
结束语
TDS智能干选机能有效识别煤、矸石，分选精度高。本矿实施智能干选系统后，能解决手选工人劳动强度大、工作环境差、矸石排出量少、回收率较低、销售不畅等问题。经过检测，TDS智能干选机对本矿块原煤分选精度较高，矸石带煤率低，TDS智能干选机适合本矿块原煤的分选。
参考文献
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