當(dāng)前，我國(guó)煤炭工業(yè)正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展關(guān)鍵期，對(duì)煤炭清潔高效利用提出更高要求。煤炭洗選是煤炭清潔高效利用的第一道關(guān)口。

在加快構(gòu)建新型能源體系、市場(chǎng)呈現(xiàn)多元化需求的大背景下，傳統(tǒng)選煤廠“固定煤質(zhì)、固定產(chǎn)能、固定流程”的剛性設(shè)計(jì)，正逐漸成為煤炭供應(yīng)鏈中不可忽視的一塊短板。

產(chǎn)能儲(chǔ)備煤礦要“向上彈性生產(chǎn)”，電廠要求入爐煤熱值波動(dòng)不超過(guò)50大卡/千克，煤炭在港口的現(xiàn)貨價(jià)格年度價(jià)差近200元/噸……這些現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，傳遞到選煤環(huán)節(jié)，便暴露出選煤環(huán)節(jié)的一些問(wèn)題：原煤倉(cāng)容量不足，煤質(zhì)一波動(dòng)就“吃不下、配不勻”;工藝流程固化，市場(chǎng)一要新產(chǎn)品，就得停產(chǎn)改造;設(shè)備能力錯(cuò)配，要么“大馬拉小車(chē)”浪費(fèi)資源，要么煤泥水系統(tǒng)“卡脖子”，導(dǎo)致全線“憋停”。

這種剛性困局并非技術(shù)能力不足，而是設(shè)計(jì)理念滯后。長(zhǎng)期以來(lái)，選煤廠設(shè)計(jì)追求的是特定煤質(zhì)條件下的靜態(tài)最優(yōu)解，默認(rèn)前提是“來(lái)煤穩(wěn)定、產(chǎn)品單一、連續(xù)生產(chǎn)”。當(dāng)這個(gè)前提條件被現(xiàn)實(shí)打破，整個(gè)選煤系統(tǒng)就會(huì)缺乏調(diào)節(jié)能力。

“十五五”時(shí)期，煤炭的定位正在從主體能源向兜底保障能源轉(zhuǎn)變。這意味著選煤廠不僅要“洗得凈”，還要“變得快”“配得準(zhǔn)”。變革選煤廠設(shè)計(jì)理念，引入柔性生產(chǎn)，是大勢(shì)所趨。

柔性生產(chǎn)并非新概念。汽車(chē)制造、船舶加工、軍工裝備等行業(yè)早已實(shí)踐多年。柔性生產(chǎn)的核心理念是以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，通過(guò)技術(shù)和管理創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)外部變化的快速響應(yīng)。將該理念移植到選煤領(lǐng)域，需要抓住三個(gè)關(guān)鍵要素。

一是原料柔性，變被動(dòng)接收為主動(dòng)緩沖。建設(shè)足夠容量的儲(chǔ)煤設(shè)施不是“多花錢(qián)”，而是“買(mǎi)保險(xiǎn)”。有了3天以上的緩沖能力，再配上在線檢測(cè)和AI(人工智能)配煤算法，就能把波動(dòng)不定的來(lái)煤“調(diào)理”成相對(duì)穩(wěn)定的入洗原料。這是選煤廠實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的基石。

二是流程柔性，變固定鏈接為可重構(gòu)模塊。重介、浮選、粗煤泥分選等工藝單元，可以像樂(lè)高積木一樣實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化封裝，通過(guò)管道、閥門(mén)和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靈活組合。煤質(zhì)變了，就切換路徑;市場(chǎng)變了，就重組流程，從而滿(mǎn)足不確定性的剛需。

三是設(shè)備柔性，變單一功能為智能調(diào)節(jié)。裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房、標(biāo)準(zhǔn)化接口、傳感器與AI算法的深度融合，讓設(shè)備不再“死腦筋”地恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，而是能夠自適應(yīng)調(diào)整、協(xié)同運(yùn)行。

理念落地需要具體路徑。將柔性生產(chǎn)理念轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，需要從四個(gè)維度系統(tǒng)推進(jìn)。

工藝系統(tǒng)彈性化是核心手段。動(dòng)態(tài)配煤入洗技術(shù)依托多煤源倉(cāng)儲(chǔ)和在線檢測(cè)，確保入洗原煤質(zhì)量穩(wěn)定;模塊化分選單元支持多種洗選方式組合。例如，中天合創(chuàng)公司葫蘆素選煤廠改造后可形成塊煤洗選、末煤不洗、末煤旋流器洗選等六種模式，靈活性大幅提升。

設(shè)備布局智能化是基礎(chǔ)支撐。推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房，采用快接法蘭設(shè)計(jì)，為生產(chǎn)線“生長(zhǎng)”和“變形”創(chuàng)造條件。同時(shí)，構(gòu)建數(shù)字孿生平臺(tái)，對(duì)工藝切換進(jìn)行超前仿真，集成AI模型實(shí)現(xiàn)分選密度自動(dòng)調(diào)節(jié)。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多元化是效益體現(xiàn)。建設(shè)多通道、可分隔的柔性產(chǎn)品倉(cāng)，配合倉(cāng)下智能配煤系統(tǒng)，根據(jù)市場(chǎng)信號(hào)快速調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從“生產(chǎn)什么賣(mài)什么”轉(zhuǎn)向“市場(chǎng)要什么產(chǎn)什么”。

運(yùn)維響應(yīng)敏捷化是關(guān)鍵保障。在關(guān)鍵設(shè)備上布置振動(dòng)器、溫度傳感器，依托機(jī)器學(xué)習(xí)建立故障預(yù)警模型，變被動(dòng)維修為預(yù)測(cè)性維護(hù)。對(duì)易損件實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化快換設(shè)計(jì)，最大限度縮短停機(jī)時(shí)間。

面向“十五五”，如何推動(dòng)柔性選煤廠落地?

要修訂設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。將原煤緩沖容量、產(chǎn)品調(diào)配能力、系統(tǒng)可重構(gòu)性等指標(biāo)納入《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》強(qiáng)制性要求，為柔性設(shè)計(jì)提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

要提升產(chǎn)業(yè)定位。推動(dòng)選煤廠從煤礦配套車(chē)間轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立運(yùn)營(yíng)的利潤(rùn)中心，賦予其生產(chǎn)管理、成本核算、效益考核自主權(quán)，建立“以效定產(chǎn)”的敏捷經(jīng)營(yíng)機(jī)制。

要攻關(guān)關(guān)鍵裝備。重點(diǎn)研發(fā)單臺(tái)處理能力在1000噸/時(shí)以上的混煤干法分選機(jī)、重介淺槽分選機(jī)、三產(chǎn)品重介旋流器以及處理能力在2500立方米/時(shí)以上的射流微泡浮選機(jī)，推廣大型臥式振動(dòng)離心機(jī)和磁選機(jī)，補(bǔ)齊設(shè)備短板。

要建設(shè)巨型智能化選煤廠。在主要礦區(qū)規(guī)劃單廠規(guī)模突破5000萬(wàn)噸/年的區(qū)域性煤炭清潔加工與儲(chǔ)配調(diào)運(yùn)中心，匯集多礦源實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配洗，成為柔性設(shè)計(jì)、技術(shù)集成和模式創(chuàng)新的示范基地。

有人說(shuō)，搞柔性設(shè)計(jì)意味著增加投資、抬高成本。筆者認(rèn)為，這個(gè)賬要算清楚。剛性系統(tǒng)在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的確省錢(qián)，但一旦遇到波動(dòng)，停機(jī)、改造、質(zhì)量超標(biāo)、合同違約等帶來(lái)的損失，遠(yuǎn)大于前期投入。柔性不是奢侈，而是面對(duì)不確定性時(shí)的理性選擇。

“十五五”時(shí)期，選煤廠不再是煤礦的簡(jiǎn)單配套，而是煤炭清潔高效利用的關(guān)鍵樞紐，是連接開(kāi)采與市場(chǎng)的價(jià)值節(jié)點(diǎn)。煤炭洗選行業(yè)是繼續(xù)抱著“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的老黃歷，還是主動(dòng)擁抱柔性變革、重構(gòu)設(shè)計(jì)范式?答案不言自明。讓選煤廠建設(shè)從剛性走向柔性，將成為煤炭工業(yè)從規(guī)模導(dǎo)向轉(zhuǎn)向價(jià)值導(dǎo)向的必經(jīng)之路。

(作者：中煤天津設(shè)計(jì)公司總經(jīng)理顧建軍，中國(guó)中煤煤炭事業(yè)部生產(chǎn)經(jīng)理吳波)