特派团在行动⑭丨创新破解“煤矸之困”
编者按:赋能高质量发展,“科技特派团”在行动。河北省以制度创新构建“三位一体”科技特派团(员)服务体系,引领科技力量下沉一线,激活产业创新引擎。
从2022年起,河北精准施策,面向专精特新“小巨人”企业派驻科技特派团,针对企业创新需求,“一对一”把脉问诊,累计助企攻克技术难题551项,推动434项科技成果“开花结果”,目前,328个“小巨人”企业特派团活跃在基层一线,同步发力县域经济,布局47个县域特色产业科技特派团,围绕产业链需求,在创新管理、研发转化、金融招商等多领域提供“体系化作战”,推动科技要素深度融入县域特色产业集群,促进科技创新与产业创新深度融合。 科技特派团,已成为河北链接高端智力资源与实体经济的关键桥梁。河北省科技厅联合长城新媒体推出系列报道,深入一线,见证“科技特派团”如何为燕赵大地高质量发展注入澎湃动能,敬请关注。
创新破解“煤矸之困”
在煤炭分选车间里,工人手持铁锤敲击煤块、弯腰分拣矸石的场景曾是行业常态。高温粉尘环境中,人工分拣效率低、误差高,更面临矸石放射性危害。如今,这一延续数十年的传统块煤分选模式被智能化设备取代——唐山神州机械集团有限公司在专精特新“小巨人”企业科技特派团的助力下,自主研发的X射线智能干选机成功投用,让煤炭分选迈入“无人化”“智能化”时代。

特派团成员(右)在内蒙古白音华三号矿进行原煤采集及工艺系统调研。
煤矸石作为煤炭伴生物,其分拣一直是行业难题,人工分拣劳动强度大,工人每天需要处理数以吨计的煤矸混合物,对人体存在潜在危害;图像识别难以识别黑色矸石,采用γ射线检测又存在放射性同位素辐射泄漏风险。
2022年,中国矿业大学研究生院院长段晨龙带领的科技特派团进驻神州机械,针对企业“制造能力强但关键技术缺突破”的瓶颈,锁定智能化干法分选块煤新赛道,特派团与企业技术人员通力合作,开展X射线智能分选技术攻关。

特派团成员(右)在内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司北露天煤矿进行干法分选系统调研。
“创新应用X射线成像原理,通过煤与矸石的密度差异生成高清灰度图像,攻克相似黑色矸石识别难题,系统识别精度达99.7%,远超行业95%的平均水平。”针对煤和矸石侧面高度图像的含噪特点,团队提出了改进的Canny算子边缘检测方法,能准确测量其对应高度,为精准分选提供数据支撑。段晨龙告诉记者,系统识别及执行所需作业时间也显著缩短,对于50~300m粒度原煤,每米皮带处理能力最高达120t/h,较人工效率提升20-30倍,并可实现24小时连续作业,分选精度:矸石带煤率<1%,排矸率>95%,达国内领先水平。
目前,该设备已销往山西、内蒙古等地,累计销售收入已达9500万元,相比进口设备,价格降低40%。与此同时,减少现场分拣岗位,规避了工人职业健康及安全风险,煤矸石分选纯度达到99%以上,助推煤炭清洁利用,取得了良好的经济和社会效益。该技术已经出口“一带一路”沿线国家。
特派团从企业痛点出发,将“实验室算法”转化为“产线解决方案”,持续孵化新技术,带动唐山智能选煤装备产业加速发展。
据了解,后续,唐山神州机械将持续与科技特派团在精准、高效干法分选工艺改进与技术提升等方面开展合作,推动干法选煤行业向绿色化、智能化方向发展。