《洁净煤技术》中国矿业大学赵跃民院士文章集锦

来源：洁净煤技术

赵跃民教授是我国矿物加工工程领域专家，在煤炭干法分选和筛分领域做出了创造性贡献。创立了潮湿细粒煤炭深度筛分理论，发明了高性能大型振动筛关键技术和难筛分矿物高效筛分技术，在我国煤炭、冶金和化工领域广泛应用，解决了大型振动筛可靠性差、筛面堵孔的关键技术难题。开发了煤炭高效干法分选关键技术，在国际上首创了模块式高效干法选煤工艺系统，为我国西部干旱缺水地区煤炭分选提供了一条有效途径。

赵跃民教授承担了国家自然科学基金创新研究群体项目、国家自然科学基金杰出青年基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金重点国际合作研究项目、国家“863”项目、“973”课题等科研项目。以第一完成人获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项、教育部科技进步特等奖1项、中国高等学校十大科技进展1项、省部级/行业协会科学技术一等奖8项。获国家教学成果二等奖2项、江苏省教学成果特等奖2项、一等奖2项。获国外专利27件，中国发明专利80件，出版著作7部，发表论文300余篇。获国家教学名师奖、教育部长江学者特聘教授、全国创新争先奖状、匹兹堡煤炭转化创新奖、中国青年科技奖、国家有突出贡献的中青年专家、江苏省333高层次人才培养工程第一层次人选等。

近年来，学校大力实施“人才强校”战略，不断加强师资队伍建设和高层次人才培育工作，培育了包括院士、国家教学名师、国家重大人才工程项目入选者及青年项目入选者等一大批优秀高层次人才。学校将以此为契机，再接再厉，以高水平师资队伍和人才队伍带动学校高质量发展，努力建成能源资源特色世界一流大学。

行业视野: 院士
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黑山露天矿薄煤层煤炭干法分选

作者(Author)：陈建强, 李功民, 夏云凯, 张博, 陈增强, 闫光辉, 盛成, 赵跃民, 段晨龙

摘要：基于黑山露天煤矿气候环境采用干法分选工艺对该地区煤炭进行提质。为明晰原煤可选性，对黑山露天矿薄煤层进行了煤质资料分析，确定了煤种及原煤质量，分析了原煤浮沉特征。同时对80～0 mm原煤进行了分选试验，通过床层颗粒能量分布确定了分选过程中床层密度分布规律，采用响应面交互试验分析了各因素对灰分离析度的影响，确定了最佳分选条件，并用分选试验验证了该分选技术的可行性。结果表明，黑山露天矿薄煤层原煤属中等可选，随频率、振幅和气速的增加（均会引起能量增加），密度分布差异和灰分离析度呈先增加后减小的趋势，合适的床层能量输入有利于颗粒按密度离析分层。响应面分析表明灰分离析度对各因素变化敏感性较高，在频率32 Hz，振幅2.8 mm，气速0.6 m/s时，灰分离析度最大为0.98。在最佳分选条件下，80～0 mm原煤分选密度为1.97 g/cm3，可能偏差E为0.22 g/cm3，精煤产率为74.92%，精煤灰分为21.77%；对13～0 mm精煤再选后，灰分较主选精煤降低6.79%，80～0 mm精煤综合产率为66.99%，灰分为17.91%，干法分选工艺可有效提高黑山矿薄煤层的产品煤质量。

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2021年第05期

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基于机器学习的气固流化床最小流化速度预测

作者(Author)：包国强, 顾维根, 穆维国, 周南, 崔森, 李志强, 李妍娇, 周恩会, 赵跃民, 董良

摘要：气固流化床以其高效、可灵活操作等优点广泛应用于煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域。最小流化速度作为气固流化床最主要的操作参数之一，与流化床的操作设计紧密相关。现有的最小流化速度预测模型大多为经验或半经验公式，其准确性和便捷性还存在较大问题。为准确预测气固流化床最小流化速度，基于机器学习建立气固流化床最小流化速度预测模型，并探索模型的内部信息。从颗粒性质与设备条件等方面综合考虑，研究气固流化床的最小流化速度，以系统评估对最小流化速度的综合影响。采用随机森林模型验证了其预测最小流化速度的可行性，并考察了设备参数、颗粒密度和颗粒粒度3个影响因素在预测最小流化速度时的相对重要性。结果表明，最小流化速度与颗粒粒径、颗粒密度和床体直径均呈正相关，皮尔逊相关系数分别为0.79、0.31、0.14，颗粒粒径与最小流化速度相关性最强。随机森林能够根据颗粒性质(密度、粒度)与床体直径准确预测最小流化速度，模型的决定系数达到0.875。特征相关性分析揭示了各特征因素对目标变量的影响方式，颗粒粒度与最小流化速度相关性最强，为预测气固流化床最小流化速度提供借鉴。

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2021年第05期

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煤炭干法分选的发展与挑战

作者(Author)：李思维, 常博, 刘昆轮, 周晨阳, 董良, 段晨龙, 赵跃民

摘要：煤炭作为一种不可再生的国家型战略资源，依然是全球最重要的基础能源之一。低品质煤潜在储量可观，已成为实现我国能源保障不可或缺的能源资源。选煤是实现煤炭高效、洁净利用的源头技术，传统的湿法选煤技术严重依赖水资源，干法选煤技术因其不用水、成本低、无污染等特点，为煤炭资源的清洁高效分选提质和煤炭工业转型发展提供了有效方法。详细分析了风力分选、复合式干法分选、光电分选、重介干法分选技术的工作原理、研究现状和工业应用进展，并对国内外煤炭干法分选技术的进展进行梳理。在理解分选技术进展的基础上，指出了现有干法分选技术入料粒级窄、水分要求高、智能化程度不高等局限性，对煤炭干法分选技术发展的趋势进行展望，指出了下一步研究重点，包括突破细粒煤分选的理论瓶颈，实现全粒级煤炭的干法分选、开发高效的煤炭分选与干燥协同技术，破解原煤水分限制的难题、加快干法精选技术攻关，降低炼焦煤等高品质煤的加工成本、开展分选机放大的理论研究，实现分选设备的持续大型化及煤系共伴生矿物、煤系固废资源化利用等，为干法选煤技术的研究提供借鉴。

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2021年第05期

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刚柔耦合弹性筛分机理与动力煤3mm分级试验

作者(Author)：潘淼, 段晨龙, 石巍, 周治国, 江海深, 赵跃民

摘要：动力煤广泛应用于电力、冶金，建材以及化工等领域，筛分是动力煤加工利用的关键环节。随着采煤机械化的发展，其细粒含量逐渐增加，当物料水分较高时易造成颗粒团聚，筛分作业难以进行，因此开展黏湿动力煤高效干法深度筛分至关重要。传统干法筛分过程多为6 mm分级、甚至13 mm以上分级，原煤入选比例低，造成资源浪费和环境污染等问题，降低其分级下限是目前亟待解决的技术难题。传统筛面为刚性筛面和弹性筛面，前者容易造成物料卡堵，后者在筛分过程中筛面局部易发热老化，大大降低筛分效率和筛机处理能力。为提高黏湿动力煤3 mm干法高效筛分效果，笔者提出了刚柔耦合弹性筛分方法。采用振动测试手段研究了刚柔耦合弹性筛面运动学特性，阐明了筛面的运动行为与弹性区域形变规律，揭示了刚柔耦合弹性筛分机理。采用多因素逐项试验方法，探究了处理能力与外水含量对动力煤3 mm刚柔耦合弹性筛分过程的影响规律与机制。结果表明:弹性区域较刚性区域位移幅值增加87.69%，加速度幅值增加98.08%;随处理能力的增加，综合分离指数呈先升高后降低的趋势，处理能力为2.00 kg/s、物料外水含量为6.13%时，综合分离指数在89.00%以上;外水含量的增加导致综合分离指数降低，外水含量升至11.01%时，综合分离指数达78.92%，表明刚柔耦合弹性筛面可实现黏湿动力煤3 mm的干法高效筛分。

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2019年第03期

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干法重介质分选机对宽沟矿超低灰煤的分选

作者(Author)：于晓东, 李功民, 赵跃民, 李美菊

摘要：阐述了干法重介质分选机的工作原理,并对神华集团新疆宽沟矿原煤性质进行了分析,发现其为极难选煤。在阐述干法重介质分选系统的基础上,分别对新疆宽沟矿80～3,50～6,30～13 mm粒级原煤进行分选,以确定分选后的精煤产品质量是否满足活性炭用煤要求,同时对干法重介质分选机分选各粒级原煤时的分选精度进行了对比。结果表明:干法重介质分选机及分选工艺对新疆宽沟矿原煤分选制备超低灰活性炭用煤完全可行;3种粒级原煤选后产品灰分分别为3.94%,3.92%和3.71%,分选可能偏差Ep分别为0.080,0.060和0.045,可见30～13 mm原煤选后精煤产品灰分、可能偏差均最低,分选精度最高,是最佳的活性炭用煤原料。

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洁净煤技术

2012年第06期

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不同参数对振动流化床分选细粒褐煤的影响

作者(Author)：石丁丁, 赵跃民, 张振华, 陈彩静, 秦云飞

摘要：阐述了振动流化床的结构及作用机理。对6～3,3～1 mm褐煤分别进行了浮沉实验,说明当分选密度为1.7 kg/L时,褐煤属中等可选煤。在振动强度大于1的情况下,利用振动流化床模型机对6～3 mm和3～1 mm褐煤分别进行分选实验,研究流化气速、振动强度、床层高度、煤炭水分等对褐煤分选效果的影响。结果表明:当流化数N为0.3,振动强度为1.5时,褐煤分选效果最好。从上至下将床层按体积分数7∶3的比例分为精煤和矸石时,可能偏差E值分别为0.202(6～3 mm)和0.225(3～1 mm)。随着外水含量的增加,褐煤分选效果逐渐变差,当外水含量分别小于4.5%(6～3 mm)和2.0%(3～1 mm)时对褐煤分选几乎没有影响。当床层高度低于70 mm时,床层高度对褐煤分选影响甚微,当床层高度高于70 mm时,褐煤分选效果急剧变差,床层高度的选择应考虑分选效果与处理量2个因素。

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洁净煤技术

2013年第03期

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