重大科技成果与知识产权

SID超级智能干选机

1.成果概述

研发了新一代大处理能力干法分选机，搭建了千万吨级干法选煤厂数字孪生系统，实现了干法选煤厂的远程可视化分析及决策，解决了干法选煤厂系统智能化运行的行业技术难题。该技术具有清洁高效、智能低碳的特点，设备单机处理能力可达500-600t/h，吨煤电耗降低至1.37kW·h，粉尘排放浓度＜10mg/m³，分选效率＞95%，可提高精煤产品回收率，降低精煤产品灰分，减少企业投资成本，提高企业经济效益。

2.主要创新

（1）床面角度伺服控制，调节精度±0.1°

（2）智能排料装置，煤矸精确切分

（3）数字供风系统，提高床层稳定性

（4）全平衡负压除尘，提高除尘效率

（5）建设数字孪生平台，可视化、数字化

3.推广应用情况

该成果已成功应用到神华北电胜利一号露天矿地面选煤系统，项目投产后可创造经济效益7245万元/a，同时该成果正在新疆、陕西、内蒙等煤矿进行大力推广；该成果作为低阶煤干法分选的关键设备，可提高我国低阶煤清洁利用水平，为我国实现“双碳”目标做出巨大贡献。

高效浮选机及其智能化控制系统

1.成果概述

（1）浮选泡沫（精矿）特征参数测定装置的研制

基于电抗频谱（EIS）的浮选泡沫（精矿）特征参数测定装置，是与澳洲联邦科学院合作，利用电抗频谱技术研发浮选泡沫特征参数测定装置，主要包括：电极、信号发生器、信号采集及运算器等的开发、研制和装置集成与测试。

（2）浮选尾矿在线测灰装置的研制

基于图像处理技术的浮选尾矿灰分在线检测装置，通过图像获取装置提取尾矿灰度特征参数，经数字滤波降噪、分组特征匹配等数据处理，实现煤炭灰分在线检测。

（3）浮选过程多参数智能控制技术

利用传统的浮选药剂自动添加技术，对相关生产数据进行深入的分析和研究，以浮选泡沫特征参数和尾矿灰分作为过程控制目标，现代控制及传统理论相结合，研发针对浮选过程多元耦合特点的智能浮选控制策略，通过对加药量、泡沫层厚度和充气量的智能在线调节，实现浮选精煤质量、尾矿灰分和精煤产率等指标的智能控测。

（4）多结构浮选机数值模拟以及浮选机矿浆滞留时间检测

XJM-S型浮选机结构复杂，构建数值流场模型难度较大，构建了多种结构的浮选机流场，通过建立试验测试装置，测试矿浆在多种型号的浮选机内滞留时间。

（5）大型浮选槽拼装组合式的结构分析

利用ANSYS进行结构分析，在保证浮选机整体性能的前提下，借鉴板式组合家具设计理念，对大型浮选槽进行拼装组合式设计，方便运输与安装。完成XJM-S45浮选机槽体拼装设计以及运输方案设计。

2.主要创新

（1）通过电抗频谱技术的研究开发，实现浮选泡沫特征参数在线检测，为浮选智能控制提供控制目标；

（2）通过浮选尾矿图像灰度特征参数提取和处理技术，实现浮选尾矿灰分在线检测；

（3）以浮选泡沫特征参数和尾矿灰分作为过程控制目标的针对浮选过程多元耦合特点的智能浮选控制策略，实现浮选精煤质量、尾矿灰分和精煤产率等指标的智能控测；

（4）通过浮选槽内矿浆滞留时间分布规律研究，建立浮选机槽内流态模型，优化浮选机结构，改善浮选效果；

（5）大型浮选槽拼装组合结构，解决大型浮选机运输、安装难题。

3.推广应用情况

项目预期的研究目标全部完成，研制出了高效浮选机叶轮结构，基于浮选入料干煤泥量检测、浮选泡沫电抗频谱检测、浮选尾矿灰分检测的多参数浮选过程智能控制系统，应用效果良好。本项目开发的高效浮选机首先在山东新巨龙能源有限责任公司选煤厂进行工业示范，然后在全国范围推广应用。

大型跳汰机技术与装备

1.成果概述

针对目前国内动力煤分选粒度上限高、粒度范围宽、跳汰机工作可靠性差等问题，设计开发一种大型、高效、大处理量、高可靠性的跳汰机，满足动力煤洗选厂要求的0～120mm大粒级范围原煤的入选要求，提高大型跳汰机可靠性。大型跳汰机单机处理能力400～800t/h，不完善度I1≤0.12，I2≤0.14，η＞92%。经现场工业性试验验证：处理量600t/h，不完善度I1=0.09，I2≤0.13数量效率η=92.65%；电磁阀、气缸使用时间达到5000h以上，实际技术指标均满足设计指标。

2.主要创新

（1）在SKT型跳汰机成果的基础上，开发了无背压软接触数控双盖板式风阀，大大提高了跳汰机脉动力；

（2）优化跳汰机机体导流板，采用三等分隔板排料道，保证了跳汰机床层脉动及排料均匀性；

（3）开发了跳汰机控制系统，建立操作库，可根据不同煤质的原煤，选择与之相适用的操作参数。

3.推广应用情况

该系列跳汰机累计新增产值1730万元，增加利润432.5万元，增加税收179.2万元。新技术提高了产品竞争力，目前公司大型SKT型跳汰机市场占有率已超过60%。根据市场需求和竞争态势，预计以后年产值可增长到3000万元。

JX系列有压两产品重介质旋流器

1.成果概述

目运用计算流体动力学技术与试验研究相结合的方法，综合分析旋流器分选影响因素，基于重介质旋流器内部流场的理论研究，优化重介质旋流器入料结构形式和参数，降低旋流器内部局部紊流，减小旋流器内部流场的偏心度，研制开发高效低能耗大处理量两产品重介质旋流器，取代进口设备。该旋流器入料压力低，较同规格传统旋流器节能15%以上；单机处理能力大，较同规格传统旋流器提高10%以上，系列化产品处理上限达850t/h；数量效率≥95%；分选精度Ep≤0.035g/cm3。

2.主要创新

（1）深入分析旋流器分选机理，运用计算流体动力学技术与试验研究相结合，准确揭示重介质内部流场分布特性，建立旋流器内部能量损耗体系，为重介质旋流器高效节能技术开发提供理论依据；

（2）结合旋流器内部能量损耗特性及关键结构影响因素，为改善旋流器分选效果，节能降耗，利用计算流体动力学技术结合试验研究，优化旋流器入料结构形式及参数，实现重介质旋流器高效、低能耗分选；

（3）利用相似放大原理，确定样机的结构参数和工艺参数，完成工业样机的试制及工业性试验。

3.推广应用情况

该项目成果已成功实现产品系列化和产业化，项目技术成果因其对原煤适用性强、处理量大、能耗低、分选精度高、数量效率高、使用时间长等显著优势受到广大用户的青睐，被大量应用于新建厂和老厂的改造，带动公司选煤产业新增销售额上亿元。目前，该系列产品已在陕西神木新窑、神木黑龙沟、山西等数十座重介质选煤厂投入使用，单机处理能力上限可达850t/h。

大型高效单驱动分级破碎装备

1.成果概述

开发了大型高效单驱动分级破碎装备。长久以来，煤炭企业采用的分级破碎装备大部分为双齿辊双驱动形式，在实际生产过程中，双驱动分级破碎机两齿辊转速会存在波动，在咬合物料时会出现“退让”、“滑差”等现象。通过采用三维动态设计、有限元分析、正交试验等方法，研究分析分级破碎装备的运动参数、结构参数及性能参数，开发出双齿辊单驱动分级破碎装备，齿辊运转同歩，始终保持最佳的啮合角，对大块的物料咬合能力较强。单驱动分级破碎装备破碎强度高、装机功率低、出料粒度均匀、细颗粒增量少。

2.主要创新

（1）发明了破碎机分体机架联接结构，能够实现机架快速拆卸与安装，提升了分级破碎机装备对狭小空间的适应能力；

（2）开发了连体腔体式轴承座盖及双油封与迷宫相结合的高可靠性轴承密封结构，从根本上解决轴承进灰损坏的现象，延长了轴承的使用寿命；

（3）优化了智能控制系统及润滑系统一体化集成方案，对装备运行状态进行实时在线状态监控，实现润滑系统按需连续均匀供给润滑剂；

（4）研制了具有大处理能力、高效破碎的大型高效单驱动分级破碎装备。

3.推广应用情况

大型单驱动分级破碎装备在陕煤集团神木红柳林矿业有限公司进行了相关应用，设备运行平稳。大型单驱动分级破碎装备入料粒度0~800mm，出料粒度≤300mm，无超限粒度的大块排出，实现了100% 的破碎，处理能力可达3500t/h，破碎强度≤200MPa，完全适应煤矿井下恶劣的作业环境。

大型弛张筛

1.成果概述

针对我国筛分技术装备的发展现状及我国煤炭洗选行业发展的需求，开发出了新型力封闭式筛箱结构以及低速重载香蕉型弛张筛专用箱式激振器，在此基础上完成了单驱动振动弛张筛FBVB3061试制。并投入现场应用，解决了潮湿细粒物料干法筛分难题，可满足我国动力煤选煤厂和炼焦煤选煤厂以及建筑、化工、矿山等各行业对于潮湿细粒物料进行深度筛分的需求，市场前景广阔。

针对国内一直没有集中双驱动非振动类弛张筛技术的难题，本项目进一步创建了非振动类弛张筛的动力学模型和静力学模型，开发出了一种双驱动内嵌式弛张筛。利用所生产的SZS0625双驱弛张筛建立了中试线，并进行了一系列筛分实验，确定了筛机工作参数，表明该筛机在大处理量、高物料黏度的工况下，仍能对含水率7-12%的潮湿细粒煤进行筛分效率90%以上的高效筛分，受环境温度以及处理量的影响较小，为后续非振动类弛张筛的大型化打下了技术基础。

2.主要创新：

（1）应用“等寿命”设计理念开发出了力封闭式筛箱结构。

（2）应用大螺旋角斜齿轮啮合传动技术开发出了低速重载振动型弛张筛专用箱式激振器。

（3）创造性的发明了一种双驱动内嵌式筛框结构，通过两组相差180゜的偏心运动，实现弛张筛两个筛箱的双重驱动和异向运动。

3.推广应用情况

本项目成果新型单驱动香蕉型振动弛张筛FBVB3061在四川省泸州市威鑫煤业有限责任公司、山西省沁源县新升煤矿等企业推广应用十余台，均取得了较好的应用效果。也为现场带来了巨大的经济效益，减少煤泥负荷，从而减小了循环水量，减少了水资源的损耗。现场应用表明：在原煤水分10.3%时，该设备6mm分级的筛分效率大于88%，煤泥量降幅达48.5%，每年可为现场增加收入1762.5万元。筛机运行平稳、噪音低，处理能力为180-260吨/小时左右，筛分效率达到90%以上，整体应用效果满足了用户的需求。

高效高可靠性智能化筛分技术装备

1.成果概述

对国产大型振动筛存在的问题，开发出了自适应给料量的振动筛在线控制系统、强迫同步型激振器，采用聚脲弹性体喷涂技术、应用机械变形连接紧固技术，开发出一种新型筛箱结构的大型振动筛。入料粒度：≤200mm，筛面面积：22m2，双振幅：8～12mm，振动频率：13.3～16.3Hz，振动方向角：45º。该种结构的筛机在同等强度的条件下，比以往同类型筛机重量可减小30%左右，每台设备成本下降7万元左右。

2.主要创新

（1）采用多重径向迷宫式密封与轴向特殊油封结构相结合，采用箱体整体喷溅式环路稀油润滑方式，实现可靠的全新功能的箱式激振器润滑密封结构；

（2）开发出一种自适应给料量的振动筛控制系统，该控制系统配置在振动筛上，能促使筛机根据给料量的变化实时在线调整振动强度，从而达到对物料高效筛分的目的；

（3）采用喷涂型聚氨酯在筛机关键部件进行喷涂防护，实现防护表面无缝覆盖耐磨防腐材料，以提高筛机耐磨性能。

3.推广应用情况

本项目成果已在国内兖矿集团、山西焦煤、晋煤集团、川煤集团、新汶矿业集团等企业及俄罗斯、蒙古、秘鲁等国外市场推广应用数量突破100台，累计实现销售收入6479.7万元，实现利税1824.5万元。

近五年获奖一览表

近几年发明专利一览表