2018年1月18日，山西焦煤集团出台了“智能化选煤厂五年规划”，其目标旨在达到选煤生产透明化、选煤信息精细化和选煤决策智能化，为此规划了4个板块、多个层次的内容，分步实施，到2022年全面开展智能化选煤厂建设。山西焦煤集团谭坪煤矿选煤厂目前尚处于初步设计阶段，按照集团公司部署要求，从设计阶段即对谭坪选煤厂智能化建设进行规划。

智能化选煤厂建设已经成为选煤界的热点，张家峁选煤厂、上湾选煤厂、斜沟选煤厂等都已成功进行了智能化升级改造，不仅增加了企业利润，提升了管理水平，树立了企业形象，更为选煤厂智能化建设积累了宝贵经验。随着政府对产业政策的支持和软硬件的发展，智能化选煤厂必将迈向新的高度，成为未来的必然选择。从设计阶段开始构思全面建设智能化选煤厂将成为发展趋势，而且比对现有选煤厂进行智能化改造具有建设效率高、智能化效果好、经济效益高的优势。

1 选煤厂概况

谭坪煤矿选煤厂为矿井型动力煤选煤厂，一期设计生产能力为4.0Mt/a。原煤为低灰～中灰、特低硫～低硫、低磷、中热值～特高热值、高灰熔点、热稳定性好、可磨性好的贫煤、无烟煤。初步设计推荐的选煤方法为：300～150mm粒级由智能X射线干选机分选，150～13mm粒级由块煤重介质浅槽分选；小于13mm粒级末煤不入洗。块煤可作为化工用煤，混煤可作为优质动力用煤。当外部条件具备时，也可生产喷吹用煤。

2 选煤厂智能化系统规划

2.1 项目建设目标

谭坪煤矿选煤厂智能化建设的总体目标是：对选煤厂进行全面智能化设计，减少人为因素在生产过程控制中的不良影响，提升生产效率、降低生产成本。同时，创造良好的人员操作环境，设计高效的管理系统，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化智能选煤厂。智能化建设的具体目标包括：

(1) 提高决策科学性。利用互联网、大数据和云计算等技术进行与生产决策相关的数据采集和深度处理，通过效益模型自动做出科学的生产决策。同时，对国内外选煤厂出现过的重大问题及解决方案进行汇总、统计、分析和分类，形成问题专家库，为管理者提供专家级的决策建议。

(2) 提高分选效率。分选参数可依据原煤及产品质量情况进行自动调节，分选参数的调节更准确、更及时，提高分选效率，稳定产品质量。

(3) 提高系统运行稳定性。对大功率用电设备进行运行状态的在线监测，预先发现设备隐患，提前进行隐患处置，杜绝非计划停机，提高系统运行稳定性。

(4) 减少人工成本及维保费用。重点生产环节视频监测全覆盖，视频系统可自动发现事故并发出警示，提高事故处置效率，同时减少在岗人员及巡视工作量。借助设备状态在线监测功能，科学确定设备维护计划和备品备件购置计划，避免设备过维护，并降低备品备件库存。

(5) 减少能源消耗。改逆煤流启机为分区域顺煤流启机，缩短产品输送环节的空载时间，减少启机能耗。依据运行负荷，大功率用电设备可灵活调整工作状态，大负荷多出力，小负荷少出力，减少电能消耗。科学控制补加介质量、加药量，减少介耗和药耗。

(6) 提高集控灵活性。改变传统的集控室固定点集中控制模式，经过授权的管理人员利用移动智能终端可实现移动集中控制，提高集控的灵活性和及时性。

(7) 提高生产管理水平。全面实现生产管理过程的网络化，数据自动填写、历史数据自动分析统计、报表自动生成、工作流程网上办理、任务自动下达及考核，提高工作效率，避免人为错误。同时，通过对历史数据进行分析整理，挖掘规律和知识，发现问题和提出解决方案，对生产做出反馈和指导。

(8) 提高操作人员安全保障。利用移动智能终端，操作人员可在安全卫生的区域内远程操作生产，工作环境更优，还可以避免机械伤害。

2.2 技术路径

按数据流的划分，智能选煤厂的技术路线如图1所示。

图1  技术路线示意图

2.2.1 场景数据化

智能选煤厂很重要的一个特点就是实现了各主体、各终端间的互联互通，具体包括三项集成：首先是横向集成，体现了人与人之间的互联；其次是纵向集成，体现了人与机器之间的互联；最后是端到端的集成，体现了机器与机器之间的互联。对于选煤厂来说，需要连接的终端包括人员(管理人员、生产岗位人员)、生产设备、传感器、智能监控摄像头以及洗选产品等。以上这些集成需要互联的终端以及针对这些终端的数据采集，是选煤厂智能化的基础。具体工作包括：

(1) 所有设备接入智能化平台终端，获得设备及现有系统的运行、故障、保护、频率、桶位、压力、电流等数据，并可对设备进行启停控制、参数的设定调节。

(2) 对于单机自动化设备，将其与智能化系统直接进行通讯，实现单机自动化设备的信息化/数字化，并建立连接，可实现状态监测和生产过程控制。

(3) 对于一些现有系统无法感知的场景，增加传感器，例如液位、密度、磁性物含量等检测，将这部分场景盲区进行数据化，增强对系统的感知能力，便于后续的智慧决策和智能执行。

2.2.2 数据网络化

数据采集完成后的第二道工序是数据的网络传输，在选煤厂工控网络基础上，针对不同的应用场景，智能选煤厂会引入一些高效先进的物联网技术，例如WIFI、Zigbee、ＲFID等，以实现数据的网络化，将各个生产场景、设备进行连通，所有采集到的终端数据需要进行存储，在本地建立数据中心，打造端到端交互的中心枢纽。

2.2.3 网络智能化

智能化集中体现在对数据的分析处理上，通过对历史大数据的分析，通过系统的自学习功能，提取出数据间的相关性，构建出用以指导智能生产的模型。主要的智能分析模型包括生产决策模型、分选控制模型以及设备状态分析模型。

2.2.4 智能平台化

在以上三点的基础上，建立一个互联化的平台(包括手机端、PAD端和WEB端)，各个同生产相关的角色(管理人员、生产岗位人员、煤质化验人员、检修人员等)通过平台终端访问智能化系统功能模块。

2.3 功能规划

谭坪煤矿选煤厂智能化系统建设的内容由4个模块组成。其中，1个基础模块，即智能化基础设施建设模块；3个功能模块，分别为智能决策中心模块、智能生产中心模块和智能管理中心模块。

智能化基础设施是各功能模块运行的载体和依托，其主要服务于数据的采集、传输、分析处理、结果呈现以及数据安全，并为方便人员操作提供多样化的功能设备。

智能决策中心的功能是借助物联网、互联网、大数据、云计算等技术进行科学的生产决策，包括确定效益最优产品定位、最优生产计划、最优生产参数及给出专家级决策建议。

智能生产中心的功能是借助物联网、互联网、大数据、云计算、人工智能等技术，实现生产过程控制的智能化，包括生产参数的自主调整、设备运行参数的自主调整、生产区域的无人值守、设备状态的在线监测以及生产流程的在线办理等。同时，借助智能移动终端提高生产管理方式的灵活性。

智能管理中心的功能是借助物联网、互联网、大数据、云计算等技术，全面实现生产管理过程的网络化，如数据自动填写、历史数据自动分析统计、报表自动生成、工作流程网上办理、任务自动下达及考核，既可提高工作效率，又能避免人为错误。同时，通过对历史数据进行分析整理，挖掘规律和知识，发现问题和提出解决方案，对生产做出反馈和指导。

2.4实施规划

为缓解实施成本的压力，满足技术不断积累和科技进步的要求，保证项目的有序推进，功能规划的两个阶段分步实施，从点到面，逐步扩大；功能深度上也是从高度自动化再到智能化稳步推进，逐渐深化。第一阶段实施的原则为：

(1) 技术成熟；

(2) 要解决选煤厂的关键问题；

(3) 为后续的功能发展构建基础；

(4) 要能够明显体现出经济效益。

第二阶段在第一阶段的基础上进行升级迭代，并且补充部分新功能，例如智能决策、专家辅助等。各阶段具体功能规划如表1所示。

表1  项目功能规划

3 结论

谭坪煤矿选煤厂在初步设计阶段，对智能化建设的规划将坚持“总体规划，分步实施，重点突破，务求实效”的基本原则，利用物联网、互联网、大数据技术，按照精细化管理原则，实现生产控制、生产管理、经营决策全系统全流程的智能化。同时紧密结合谭坪煤矿选煤厂生产模式特点，从平台基础构建、生产系统划分、技术方案成熟度等方面综合考虑，力争打造高水平的智能化选煤厂。

◎作者简介：朱爱敏(1987—)，女，江苏南通人，2009年毕业于中国矿业大学矿物加工工程专业，工学学士，中煤天津设计工程有限责任公司工程师。

◎引用格式：朱爱敏．关于新建选煤厂智能化系统规划的探讨［J］．煤炭加工与综合利用，2019(4)：30－33．