日前，山东能源枣矿集团柴里煤矿选煤厂传来喜讯，该厂创新研发的双锥无压三产品重介旋流器和基于专家模型重浮联合工艺及精煤质量控制智能决策系统先后经中国煤炭工业协会科学技术成果鉴定，分别达到国内领先水平和国际领先水平。这些成绩的取得和柴里煤矿选煤系统的技术升级及智能化建设工作密切相关。

近年来，柴里煤矿选煤厂加快推进洗选系统智能化建设，抢抓科技发展新机遇，积极探索煤矿智能化建设与煤炭洗选专业的深度融合，逐步实现从“人控”到“数控”全面升级、从“自动”到“智能”全面提速，在实践中探寻建成“世界一流能源企业”目标的智能化发展之路。

柴里煤矿选煤厂是一座集矿井毛煤提升、原煤洗选加工、商品煤外运销售于一体的矿井型选煤厂，年入洗能力为240万吨。柴里煤矿作为一个开采60年的老矿井，因煤炭储量减少和采煤工艺提升，升井毛煤及入选原煤煤质变化频繁、原煤物料粒度组成和密度组成不稳定、密度级物料含量大幅波动、硫及煤泥含量增高等成为选煤厂面临的“洗选”难题。

为解决这些难题，柴里煤矿选煤厂打破常规，与威海海王旋流器有限公司携手，在保留传统旋流器优点基础上，进行全面深入优化升级。

他们通过分析现场不同煤质，结合理论数据分析，不断调整三产品旋流器结构，模拟其内部流场，并对比不同煤样分选效果，优化三产品旋流器结构。通过数十次进行实验室模型试验、半工业带煤试验以及现场工业应用试验，最终实现设备改造及高精度分选的目标。

“由于这种新型设备是在全国第一家使用，海王也是第一家研制，在我们厂第一次使用，所以刚开始我们心里都没有底。”选煤厂主任工程师徐同金说，于是我们一块研究、一块探讨，通过重新设计，使定制双锥无压旋流器根据现场煤质及处理量要求，更好满足现场生产需求，提高精煤回收率和分选精度。

升级后的定制型双锥结构设计（一段、二段均带有圆锥段），在三产品旋流器分选工艺参数相同条件下，通过旋流器一段与二段筒体长度、一段与二段筒体锥角、原煤进料口、介质进料口、一段溢流口、一二段连接口、二段溢流口、二段底流口等结构参数与原煤煤质优化与匹配，达到一段、二段分选密度与煤质的高度匹配。

那么旋流器是如何在复杂多变的原煤中快速、高精度的分选出精煤、中煤和矸石的？

重介质悬浮液首先由泵打入到旋流器内，在旋流器内部形成内、外两个螺旋状的分选场，越靠近中心密度越低，越靠近边缘密度越高。入洗原煤从入料口自流入一段旋流器内部，在内部根据原煤密度不同进行有效分选，轻产物（精煤）顺着内螺旋从中心空排出，重产物（中煤和矸石）顺着外螺旋逆流而上进入二段，在二段内部再次根据密度的不同进行分选，中煤和矸石两种产品。

“该系统具有分选精度高、维护量小、结构简单等优势，在保证泵同样转速的前提下提高分选压力，降低介质消耗以及设备能耗，既节能又环保，且分选精度高。”徐同金说，“另外，我们还根据现场需要，安装多个传感器，根据不同煤种所需要的分选密度，自动控制相应的分流阀和补水阀，精准达到所需的密度，最终保证洗选的精度以及分选效果。现在成功投入使用才发现效果确实是很好。”徐同金感慨。

“这套系统使用以来，分选精度从以前的0.5mm提高到了现在的0.25mm，原煤处理量同比提升了5%，单系统能耗降低了7%，精煤产率提高了1.5%。2021年至今，这个小小旋流器已为我们创造近4000万元的经济效益。日前，经中国煤炭工业协会科学技术成果鉴定，达到了国内领先水平，还获得山东省装备制造协会二等奖，中国安全生产协会安全科技进步奖。”柴里煤矿选煤厂厂长王良说。

“8级精煤灰分偏低……”日前，笔者在柴里煤矿选煤厂智能集控中心，听到集控电脑传来的声音，这是一种煤质预警信号，原因是煤质变化，密度设置偏低，导致灰分偏低。这就是他们新研发的基于专家模型浮选工艺及精煤质量控制的智能决策系统，通过在线提前预警，能够及时准确提供数据支持，减少人为操作误差，进一步稳定产品煤质。

有了旋流器的“硬件”升级，他们又将精力投入到“软件”改造上。他们通过建立智能集控中心，与中国矿业大学携手，共同研发了这套基于专家模型重浮联合工艺及精煤质量控制智能决策系统。

“这个系统，以‘块煤重选-粗煤泥直接回收-煤泥浮选’典型工艺为研究对象，利用物料与矿浆灰分在线检测手段，结合原煤煤质分析数据、历史生产数据和工业现场调试数据，建立一个实时校正数学模型和预测全流程生产工艺参数优化的专家决策模型。”选煤厂生产科科长宋军说。

只见宋军指着，7台智能化集控电脑、1面由30块屏幕无缝拼接的超级巨大屏幕上显示着选煤厂的所有场景，工作人员、设备布局、厂房……一个个尽收眼底。密控调度员只需要轻轻一点鼠标，进入智能集控平台，便可随意切换图像，查看各个岗位生产状况。

宋军说，这是全厂的集控中心，集中控制覆盖面达100%。通过引入模型，实现生产设备远程自动开停，输入原煤浮沉、理想精煤灰分等煤质数据，自动显示理想分选结果、重介灰分、浮选灰分、粗煤泥灰分等指标，自动生成重介分选密度、系统煤泥含量区间、浮选药剂添加制度操作数据，轻点屏幕即可轻松掌控，确保精煤回收率、洗混煤发热量等控制在指标以内，实现生产全过程的数据管理，就像为选煤生产线安装一个“智慧大脑”。

集控员白茂玲说：“自从有了这个系统，我们工作变得轻松多了。现在，我们只需输入生产精煤等级和标准，系统就会自动调节入洗原煤密度和灰分。这种智能化生产方式，让我们对未来充满了信心。”

这个模型今年经中国煤炭工业协会科学技术成果鉴定为国际领先水平，还荣获山东省能源局2023年能源行业软科学研究课题研究成果良好课题，山东省煤炭行业协会2022年煤炭行业优秀质量管理小组成果二级等荣誉称号。