自动化采制样系统在西铭矿选煤厂的应用研究_朱晶.pdf
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1、第 38 卷第 1 期煤质技术Vol.38No.12023 年 1 月COAL QUALITY TECHNOLOGYJan 2023移动阅读朱晶,赵丽娇 自动化采制样系统在西铭矿选煤厂的应用研究 J 煤质技术,2023,38(1):9296ZHU Jing,ZHAO Lijiao esearch on the application of automatic sample preparation system in Ximing Mine coalpreparation plant J Coal Quality Technology,2023,38(1):9296自动化采制样系统在西铭矿选煤厂
2、的应用研究朱晶,赵丽娇(山西焦煤集团有限责任公司 西铭矿选煤厂,山西 太原030053)摘要:结合厂区现状对煤质检测过程进行优化即采用自动化采制样系统代替人工采制样,可提高煤质检测的准确度和安全性。简介煤炭自动化采制样系统的设计依据与技术流程,详述自动化采制样系统的构建框架,根据采样地点差异设计不同的采样系统,并总结入洗原煤胶带中部自动采制样系统、商品煤装车胶带自动采制样系统的技术创新点。实施自动化采样方案后分别对人工、机器处理的样品进行灰分对比试验,用自动采制样系统代替人工采样后可保证采样时间、子样数目、子样质量等,通过对西铭选煤厂自动化采制样设备和人工处理的样品进行灰分对比试验得出机械化采
3、样更具准确性与代表性,即采用自动采制样系统代替人工采样后可满足国标要求。经过缩分比对比试验并结合经济预算考虑,确定自动化设备缩分比为 1 10 时可同时兼顾设备使用成本及子样要求,自动化采制样全过程可达到清洁、高效、无污染的预期实施效果。关键词:自动化采制样系统;缩分比;煤质检测;人工采制样;对比试验;采样时间;子样数目中图分类号:TQ533.9文献标志码:A文章编号:10077677(2023)0109205收稿日期:20220822责任编辑:傅丛DOI:10.3969/j.issn.10077677.2023.01.013作者简介:朱晶(1985),男,山西岚县人,技术员,目前主要从事选煤
4、厂煤质管理工作。Email:346313622 esearch on the application of automatic sample preparation system inXiming Mine coal preparation plantZHU Jing,ZHAO Lijiao(Ximing Coal Preparation Plant of Shanxi Coking Coal Group Corporation Ltd,Taiyuan030053,China)Abstract:Optimizing the coal quality testing process accord
5、ing to the current situation of the plant means adoptingautomatic sample collection and preparation system instead of manual sample collection and preparation,as a result,the accuracy and safety of coal quality detection can be improved The design basis and technical process of automaticcoal samplin
6、g and preparation system were briefly introduced The construction framework of the automatic samplingand preparation system was described in detail Different sampling systems were designed according to the differencesin sampling locations,the technological innovation points of the automatic sampling
7、 and preparation system in themiddle of the washing raw coal tape and the automatic sampling and preparation system of the commercial coal loadingtape were summarized After the implementation of the automatic sampling scheme,the ash content comparison testswere done for samples processed by manual a
8、nd machine respectively,the automatic sampling system could replacethe manual sampling to ensure the sampling time,number of subsamples,subsample quality and so on Through theash contentcomparison tests between sample from automatic sampling equipment and manual treatment sample,wecan see that the m
9、echanized sampling is more accurate and representative,the automatic sampling system can meetthe requirements of the national standard after replacing manual sampling After the comparison test of the reductionratio and combined with the consideration of economic budget,it is determined that when the
10、 reduction ratio of the第 1 期朱晶等:自动化采制样系统在西铭矿选煤厂的应用研究automation equipment is 1 10,the equipment use cost and subsample requirements can be taken into account,and the whole process of automatic sample collection and preparation can achieve the expected implementation effectof clean,efficient and pollu
11、tionfreeKey words:automated sample collection and preparation system;fraction ratio;coal quality testing;manual sam-ple preparation;comparative testing;sampling time;number of samples0引言随着国家 商品煤质量管理暂行办法和山西省 山西省煤炭生产煤质管理暂行办法 山西省煤炭销售质量管理暂行办法的实施,由此对煤质管理提出更高的要求,因此煤质检测已成为选煤行业的 1 项重要研究课题。煤炭市场商品化进程近年来持续加速,越
12、来越多的煤矿开始使用机械化采样。国内外学者也对煤炭采制样环节由人工采制样转变为机械化自动采制样进行多项研究,且已被行业内广泛认可,并在煤炭行业内迅速普及。目前,国内已有的煤炭自动化采制样系统可以实现样品的自动采集、输送、破碎、缩分、烘干等一系列功能111。谢昌纲等12 通过分析兴隆庄煤矿人工采样和机械采样的现状,研制智能机器人自动采制样系统并使其具备全天候连续运转的能力。但由于各煤矿作业环境的差别较大,对所采样品的要求不同以及煤炭样品存在自身差异性,所以自动化采制样技术及设备在推广上也有一定的局限性。西铭选煤厂为典型的矿井选煤厂,目前各产品煤样的采取和制样仍采用先人工采样后进一步制样的方式,劳
13、动强度大、速度慢且有一定的危险性,且采制样精确度受人为因素影响较大,稳定性较差,不利于及时指导生产。在生产过程中技术人员根据实时的煤质数据以制定洗煤工艺,目前厂区需对入洗原煤、各个洗选流程工艺产品和装车商品煤进行煤质检测,所检样品仍需人工采制样。在煤质检测的各项操作误差中,采样误差、制样误差、化验误差分别占 80%、16%、4%1314。由于不同时段的入洗原煤存在差异,需随时对煤样进行检测以调整洗选工艺,而由于厂区较大且采样、制样及化验均在不同场所,导致劳动强度大、采样准确性低1516,加之洗选工艺复杂,因此对采制样人员的数量需求较大。在特定洗选工艺后进行采样具有一定的局限性,严重影响采样的准
14、确度以及操作人员的人身安全,因而有必要结合厂区现状对煤质检测过程进行优化,如采用自动采制样系统代替人工以提高煤质检测的准确度和安全性。西铭选煤厂各厂区先前以人工采样、制样及化验的方式为主,且由于采样点存在空间局限性、采样安全性、人工采样准确性等问题而直接影响选煤厂的经济效益。在厂区内根据实地采样地点的周围环境设计研发适宜的自动化采制样系统,使用机器代替人工处理样品并实现远程控制,可降低作业风险和劳动强度,同时可保障人身安全与减少人工成本以及有效增加厂区经济效益。西铭矿选煤厂通过对自动采制样系统进行试验研究,即进行人工与机器对比以及改变缩分比的试验以确定最优的采制样方案,从而最大限度发挥自动采制
15、样系统在煤质管理过程中的重要作用。1自动化采制样系统构建研究1.1设计依据为确保从连续运行的系统中采集到具有代表性的样品,在消化吸收国家有关标准、技术资料的基础上,参照商品煤样采取方法、煤炭机械化采制样及精密度和偏倚试验相关国标中的有关规定,即依据 GB 4752008商品煤样人工采取方法、GB4742008煤样的制备方法、GB/T 19494.12004 煤炭机械化采样 第 1 部分:采样方法、GB/T19494.22004 煤炭机械化采样 第 2 部分:煤样的制备、GB/T 19494.32004 煤炭机械化采样 第 3部分:精密度测定和偏倚试验 等国标对自动化采制样系统进行构建研究,使整
16、个系统及组成设备的设计、安装与运行均达到以上国标要求,有效保证最终样品能真实地代表被采样的物料。1.2技术流程自动化采制样系统采用刮板式采样头,其下端设有与输煤胶带软接触的刮扫板,刮斗旋转弧面与胶带载煤的弧度基本吻合,既不损伤输煤胶带又能刮扫煤流全断面,从而可完整地取出子样,并设有来料检测装置以避免出现空采现象。所采样品均匀进入破碎机并破碎至 13 mm 粒度级,破碎后样品进入缩分器进行自动分样,即将样品按 1 10 进行缩分,9 份为弃样,1 份为正样,可调节缩分比。经缩分器将样品分成留样和弃样,留样自动收集在防水、防尘的容器中,弃样经胶带返回主煤流。整个采制样工作过程由 PLC 按预编程序
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