淮北矿业涡北选煤厂徐康副厂长：智能驱动选煤厂新质生产力的框架设计及工程实践

2025年11月07日 11:04 智能矿山杂志责编：戚金荣作者：智能矿山杂志

摘要

为探索智能化背景下选煤厂新质生产力发展新途径，以涡北选煤厂为研究对象，采用理论框架设计与工程实践结合的方法，研究智能驱动选煤厂新质生产力内涵、框架及建设路径，构建“基础平台建设→全要素基础自动化→生产工艺全流程智能控制→智能决策与管理”框架，开展网络系统、工业互联网云平台等基础建设，实施全要素自动化、工艺智能控制及智能管理。结果表明该智能驱动新质生产力模式，可为煤炭行业高质量发展提供有效路径。

该成果在煤炭清洁高效利用智能化成果发布暨选煤厂智能化建设论坛上进行了发布点击此处链接查看详情

文章来源：《智能矿山》2025年第10期“煤炭清洁高效利用智能化先进成果专栏”

第一作者：徐康，高级工程师，现任淮北矿业股份有限公司涡北选煤厂生产副厂长，主要从事选煤生产管理的相关工作。E-mail：526070073@qq.com

作者单位：淮北矿业股份有限公司涡北选煤厂；安徽理工大学

引用格式：徐康，张松山，陈伟，等.智能驱动选煤厂新质生产力的框架设计及工程实践[J].智能矿山，2025，6(10)：50-56.

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淮北矿业股份有限公司涡北选煤厂（简称涡北选煤厂）是安徽省“861”重点项目，原煤年入洗能力为600万t，采用先进的重介-浮选联合工艺，工艺及设备处于国内先进水平，主要为焦煤、肥煤等稀有煤种，具有较高经济价值。涡北选煤厂以智能化为驱动，探索选煤厂新质生产力内涵并开展工程实践，强化技术创新、优化管理模式、实现煤炭资源高效利用。

涡北选煤厂新质生产力内涵及框架设计

涡北选煤厂新质生产力的内涵主要体现在智能化煤炭洗选加工、数字化管理、绿色环保技术应用等方面，以数字化煤炭和选煤智能化破解产业发展瓶颈，以安全、智能、高效、绿色为目标，以技术、装备、数据、环境等为核心要素的新质生产力形式。

围绕新质生产力建设的设计框架，以基础平台建设→全要素基础自动化→生产工艺全流程智能控制→智能决策与管理为路线。数据流自下向上为数据来源、数据整合、数据管理、数据分析和数据挖掘，并形成相应智能决策方案，随后自上而下实现计划执行、设备运行、现场调控和产品质量柔性调控，涡北选煤厂新质生产力提升框架设计如图1所示。

图1 涡北选煤厂新质生产力提升框架设计

涡北选煤厂新质生产力建设工程实践

2.1 基础平台建设

基础平台是涡北选煤厂智能化建设的关键，涵盖了网络系统平台、云平台、数据中心、标准选煤数据、系统安全、运维平台、交互平台等功能，以下重点分析网络系统、工业互联网应用云平台、数据中心与标准选煤数据3个方面。

（1）网络系统平台

选煤厂网络设计遵循方便管理和安全可控的原则划分区域。物理区域通过防火墙将网络划分为办公网和生产网2个物理区域，其中办公区域通过防火墙物理隔离办公电脑与机房核心设备，控制环网通过网闸物理隔离生产核心，再通过防火墙物理隔离5G核心设备与生产核心，涡北选煤厂网络拓扑如图2所示。

图2 涡北选煤厂网络拓扑

（2）一体化工业互联网应用云平台

涡北选煤厂基于1套5节点3副本超融合系统，建立一体化管控云平台集成管控门户。业务服务器均部署在超融合平台上，虚拟出web页面服务器、功能服务器、数据库服务器和采集器服务器等4台虚拟服务器，实现涡北选煤厂一体化管控平台系统的数据存储及计算功能，一体化工业互联网应用云平台架构如图3所示。

通过生产协同管理系统、煤质分析决策系统、移动端展示平台、数据中心升级板块的建设，打破各智能化系统间的信息孤岛，采集、整合、存储散落在生产过程中的离线数据，识别、采集、分析、利用生产、经营、机电、安全各类业务数据，构建选煤厂全局数据视图，实现选煤厂横向数据融合共享。

图3 一体化工业互联网应用云平台架构

（3）数据中心与标准选煤数据

建设了数据中心，具备计算、通信、存储等基础资源，满足现场工业控制和基本信息处理需要，超融合采用5台2U标准机架服务器组成单台服务器最大支持32个内存插槽、39块硬盘，超融合系统总CPU达到400核，内存达1.23 TB，据目前使用情况看CPU资源占用仅6.5%、内存资源占用仅41.33%、存储资源占用仅4.18%，基础资源占用很低，满足现场工业控制和基本信息处理需求，并且在未来可根据发展建设的需求扩容。数据中心具备可视化管理平台，可在平台内对系统健康度、物理资源使用率、资源统计、虚拟机使用情况、物理机使用情况、系统告警、存储集群IOPS/IO吞吐量等情况进行可视化查看与管控，数据中心的硬件与超融合管理平台如图4所示。

图4 数据中心的硬件与超融合管理平台

结合选煤厂自身实际需要，建立了适应选煤厂要求的标准数据体系，包括统一的数据目录、数据标准、数据模型和数据分布，提出了统一的数据底座，具备高效的数据采集、数据存储、数据整合、数据清洗、数据加工及数据挖掘能力，标准字典界面如图5所示。

图5 标准字典界面

2.2 全要素基础自动化

通过开展全要素基础自动化建设，实现了生产过程自动化，为新质生产力建设奠定了坚实基础，基础自动化建设如图6所示。

图6 基础自动化建设

选煤厂全要素基础自动化建设示意如图6a所示，蓝色为监测与保护、绿色为生产环节基础自动化、黄色为辅助环节自动化，共3个层次。生产环节由集中控制、视频监控、调度通信、配电监控、煤质在线监测、产量计量、设备在线监测、人员定位和环境安全监测构成；辅助环节由泵与供风、自动润滑、照明、卫生冲洗等环节组成。

全要素中环境安全监测示例如图6b所示，在涡北选煤厂的原煤仓上、受煤坑等瓦斯易积聚场所设置在线式瓦斯监测装置，并与现场风机进行联动控制，为安全提供基础支撑。一氧化碳、瓦斯监测固定在原煤仓、精煤仓、受煤坑中间柱子的监测控制箱，每个控制箱连接1个一氧化碳、瓦斯传感器。

考虑到距离较远的点位比较分散，各类数据通信采取5G传输，监测箱顶部固定连接报警器，当检测参数达到设定数值后，各项数据和报警信息通过5G专网实时传输至智控中心。当监控指标超出国家标准范围或系统设定标准时，系统产生报警信息，信息内容包括：报警单位名称、报警事件、超标值等；报警数据通过声光报警、控制画面闪烁及语音提示方式通知相关人员，用户可对报警类型、等级、内容等进行自定义设置。

2.3 生产工艺全流程智能控制

以煤炭洗选工艺全流程为切入点，通过全流程智能化建设，实现了生产智能调控，提升了过程控制水平，降低了职工劳动强度，促进了选煤厂新质生产力建设。涡北选煤厂提出了生产工艺全流程控制方案如图7a所示，智能控制主要包括3个方面。

（1）智能原煤、智能重介、智能浮选、智能浓缩、智能压滤等生产环节。

（2）智能仓储与配煤、智能装车、采制化管理等辅助环节。

（3）智能集控、智能视频、智能配电、智能机器巡检等生产保障智能化。

以重介闭环控制为例说明生产工艺智能控制，3254重介闭环控制（示例）界面如图7b所示。通过监测入料量、入料煤质情况、悬浮液密度、各介质桶液位、磁性物含量、压力、分流阀、补水阀开度等参数，并据此建立入料质量、密度、液位、煤泥含量等的调节模型，实现系统智能控制补水阀开度、分流阀开度、入料压力，使密度、煤泥含量、桶位、压力自动保持稳定。

图7 生产工艺全流程控制方案

各调节回路均可自动/手动操作，实现调节回路自动与手动工作状态转换，亦可由操纵台触摸式操作屏进行人工干预。主洗重介系统在精煤弧形筛处设有自动分流机构，可在生产集控后台自动设置分流机构开度。

为稳定产品质量，设重介自动补水和密度自动闭环调控系统，作为全厂综合调控系统的组成部分与控制系统共用控制主机，对一次检测仪表检测到的密度、液位等各参数进行数据采集。智能闭环投用前后重介精煤合格率对比见表1，统计了系统使用前后12个月的重介精煤合格率，系统投用后重介精煤合格率从原50%～52%，提升至55%～56%。

表1 智能闭环投用前后重介精煤合格率对比

2.4 智能管理与决策

涡北选煤厂智能管理与决策项目建设分解如图8所示，其中智能管理包括生产管理（调度管理、煤质管理、运销管理）、经营管理（成本管理、物资管理、人力资源管理）、机电管理（基础管理、维保管理、设备健康管理）、安全与职业健康管理、节能与环保管理和协同管理。

图8 智能管理与决策框架

以生产调度管理与决策为例，在生产调度平台实现自动绘制生产调度记录、调度简报、调度日报、原煤处理量统计表、产销存表、分矿发运明细表等，结合每日生产数据实现自动绘制。以调度日报为例，主要包含事故台时、生产台时、返煤信息、交接班信息、生产时间信息以及报警信息。智能决策包括生产情况分析决策、经营情况分析决策、工艺效果分析决策和产品结构优化决策等。生产日常调度与生产历史运行数据分析决策如图9所示。

图9 生产日常调度与生产历史运行数据分析决策

涡北选煤厂数字孪生可视化系统构建了数据仓库，实时显示生产全流程环节数据，并进行动态平衡计算，预警和智能处置异常情况。以水循环为例，当生产系统出现缺水或多水（即）等水平衡异常情况时，进行系统预警，相应地生产清水泵提供或减少供水量，以尽快恢复平衡。涡北选煤厂全厂数字孪生界面如图10所示。

图10 涡北选煤厂全厂数字孪生界面

涡北选煤厂应用效果评估

涡北选煤厂通过智能化建设驱动新质生产力发展取得了显著效果，主要体现在5个方面。

（1）核心技术突破：创新“中子活化检测+数字料仓+智能配煤”系统，构建全流程闭环控制系统，数据驱动工艺优化与数字孪生决策模式成效显著，推动了选煤企业管理效率与决策水平提升。

（2）促进生产力建设：通过优化控制，提高设备运转效率，万吨原煤事故率从0.55降低至0.12；建立智能操控系统，解放劳动力，职工从640余人减少至440余人，处理量从650 t/h提高至750 t/h，提升了企业竞争力。

（3）质量与效益提升：将智能控制与工艺结合，确保控制精准化，精煤灰分区间稳定率提升10%；联动产率提高1.2%，煤质煤种合格率达100%，2023—2024年累计较计划增盈1.68亿元。

（4）安全与环保升级：推广智能视频、设备智能监测、机器人巡检，提前预警处理隐患。动态监测覆盖危险区域，事故率下降 80%，利用清洁能源，推进设备节能改造，实时监测能耗，减少碳排放，环保合规率100%。

（5）品牌与示范效应：涡北选煤厂智能驱动新质生产力各类成果获安徽省及中国煤炭工业协会科技奖5项、煤炭清洁高效利用智能化先进成果1项、煤炭行业新质生产力发展典型案例1项，2024年获评全国安全文化建设示范企业、“国家级绿色工厂”。

结语

以涡北选煤厂为研究对象，探索了智能化背景下选煤厂新质生产力发展新途径，凝练了智能驱动的选煤厂新质生产力科学内涵并进行了框架设计，开展了全要素基础自动化、生产工艺智能控制、智能管理与决策等智能化工程建设。涡北选煤厂智能化工程应用优化了资源利用效率、促进了企业新质生产力提升，为煤炭行业的高质量发展提供了有效路径参考。

编辑丨李莎

审核丨赵瑞

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