洗選矸石計量系統在煤質考核管理中的應用

劉 鵬

（皖北煤電銷售公司，安徽 宿州 234000）

1 概述

煤炭產品是煤礦企業賴以生存和發展的根本，提高原煤質量是提高煤炭經濟效益的最根本所在[1]。煤炭質量代表著一個煤礦企業的競爭實力、管理水平和信譽程度，決定著企業的經濟效益，如何加強煤質考核管理及提高煤炭產品質量和經濟效益，是煤炭企業一項十分重要而緊迫的任務[2]。

銷售公司煤質管理部門由于難以準確掌握原煤質量，使得煤質管理重產品、輕原煤，使得對生產單位的原煤考核流于形式，造成經濟效益提升的困難加大。如何提高原煤灰分檢測和考核的準確性成為煤質管理部門首要考慮的問題。

該部門利用洗選矸石灰分的穩定性，通過洗選矸石計量系統對洗選矸石進行精確計量，采用商品煤和洗選矸石的質和量進行反推得出真實的原煤灰分，為煤質考核提供了真實有效的依據。

2 計量系統簡介

該計量系統利用恒源煤電公司礦區網絡系統，實施對該公司矸石皮帶（刮板機）的核子稱計量設備聯網監控檢測。在該公司所屬五座選煤廠（恒源礦、祁東礦、任樓礦、錢營孜礦和五溝礦選煤廠）洗選矸石皮帶（刮板機）分別加裝一套核子稱計量設備及附屬控制傳輸系統，并在各礦及相關管理部門監控室實現終端顯示和查詢（視頻和數據）功能。將核子秤的計量數據上傳到公司中心服務器進行匯總、整理、存儲，該公司有關領導和管理部門通過礦區網絡隨時按權限查詢核子秤計量數據，動態地掌握各單位的生產信息。系統結構如圖1。

圖1 洗選矸石計量系統結構圖

2.1 計量原理

核源發射出的γ 射線穿過運輸機上的物料后被探測器接收。γ 射線穿透物料時，一部分射線被物料吸收或散射，其強度要減弱，物料越多，減弱越厲害，探測器接收到的射線強度也越小，產生的電流信號也隨射線強度成正相關改變。因此，根據探測器輸出電流信號的大小，就可測出運輸機上某一斷面物料多少[3-4]。

2.2 系統組成

核子秤系統由秤體部分和主機部分組成，主機與秤體之間用二芯電纜或電話線連接。主機部分由工控機、顯示器和打印機組成。秤體部分包括：放射源、稱重傳感器(電離室及前置放大器)、A 型架及傳感器防護筒、下位機系統（包括電源板、下位機板）、測速裝置或開停傳感器[5]。系統組成如圖2。

圖2 核子稱系統組成示意圖

2.3 系統主要功能

（1）計量多能化；（2）下位機(秤體部分)具有獨立運算、獨立計量的功能；（3）數據統計、記錄和查閱功能；（4）計量、控制、顯示功能；（5）遠程顯示功能；（6）局域網聯網功能。

3 系統的應用

3.1 系統的安裝

該計量系統自2021 年1 月底完成招標，于同年3 月底完成安裝并投入使用。主機（一主一備）安裝在集團公司信息中心機房，五個秤體分別安裝在恒源礦、祁東礦、任樓礦、錢營孜礦和五溝礦選煤廠洗選矸石皮帶機（刮板機）上，稱體操作箱安放于矸石皮帶（刮板機）機頭的廠房墻體上。核源用鋼板進行防護，確保崗位工遠離核源，免于輻射傷害。

3.2 調試校準及監管

3.2.1 計量參數的標定

核子稱計量有兩個重要參數：吸收系數與速度系數。

吸收系數反映物料對射線吸收的多少。標定方法：先假定一吸收系數a，再利用一段時間矸石過磅的實際量b和稱的統計量c進行比較，利用如下公式對真實吸收系數K進行標定：

K=（b/ c）×a

一般情況下，吸收系數每半年需要重新標定一次，水分有較大變化超過7.0%時，也需要重新進行標定[6]。

速度系數即是輸送機運轉時速，如速度有變化時，應調整相關速度參數后，重新利用實物進行標定。

3.2.2 計量參數的校驗

為了防止因皮帶更換、磨損、對接、速度變化等因素造成的“零點”偏差，選煤部每10 天定期與礦方人員對接對該系統進行“測零”，通過“測零”來校正上述原因造成的誤差。同時，根據需要每半年對各選煤廠核子稱進行實物標定工作，保證計量的準確性。

3.2.3 計量系統的監管

為了加強對系統的監管，每個稱體都加裝了一個高清攝像頭，24 h 監控計量儀器及相關輸送矸石狀態，并存儲相關圖像（2 個月以上）上傳到主機，來實現全方位監控。

系統經過實物進行標定以后，只需定期進行簡單的維護工作。儀器操作簡單、維護量較小，如：保障系統供電、網絡通訊、視頻監控正常等工作。選煤部每天安排專人至少進行一次系統巡查，當出現通訊中斷、數據異常等問題時，及時查明原因，予以解決。如有必要，選煤部會第一時間聯系廠家進行溝通交流，找到解決問題的辦法。

銷售公司為了加強對該系統的維護和管理，同時保證計量的準確性和連續性，實現考核基礎依據真實，考核公平合理，特制訂了《恒源煤電洗選矸石計量系統管理辦法》，按照文件辦法要求和規定嚴格進行獎懲。

4 應用效果

該計量系統自2021 年3 月安裝調試完成后，系統運行平穩，洗選矸石計量比較準確，與實際發運的量進行比對，相對誤差在2%以內的較好水平。利用該系統的商品煤質量反推測算法填補了以往煤質管理部門無法真實掌握生產單位實際原煤質量情況的空白，為煤質考核管理提供了基礎數據。

經過一年多的應用考核，煤質管理門依據考核結果對沒有完成煤質指標的相關礦井進行了處罰，督促礦方高度重視煤質管理的重要性。當前各礦已成立專人小組，從精準地質預報、調整采高、減少破頂破底、減少降塵水量等措施加強煤質管理，減少矸石和濕粘煤進入系統，為煤炭的洗選加工及運輸提供了較好的基礎。該系統自應用以來，煤質管理部門通過準確的灰分數據有的放矢地加強原煤質量考核管理，各礦原煤質量逐步好轉。2021 年恒源煤電公司原煤綜合灰分變化見表1。

表1 2021 年恒源煤電公司原煤綜合灰分變化表

5 結語

計量系統應用以來能對恒源礦、祁東礦、任樓礦、錢營孜礦和五溝礦五個礦井洗選矸石進行較為精確的計量，強化了煤質管理，提升了業務職能，實現了考核的實事求是和公平公正，對銷售公司煤質管理工作起到了積極作用。同時，真實有效的考核數據及相關處罰措施，也督促礦方加強煤質管理，原煤質量得到了一定的提高，具有一定的推廣應用價值。