礦業(yè)新形勢(shì)下選礦自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用及建議

王子亮 麥強(qiáng)

丹東東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司 遼寧丹東 118000

為了進(jìn)一步提高礦產(chǎn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，各大企業(yè)采用新工藝、新技術(shù)、新方法對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)線進(jìn)行改造，讓礦產(chǎn)企業(yè)朝著生產(chǎn)過程自動(dòng)化、日常管理信息化、設(shè)備設(shè)施智能化的目標(biāo)發(fā)展。但是在選礦自動(dòng)化應(yīng)用的過程中，由于技術(shù)方面的不成熟，還存在很多問題。因此，有必要加強(qiáng)選礦自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)的研究。

1 選礦現(xiàn)狀分析

1.1 礦山的采礦設(shè)計(jì)缺乏完整性

誠信是各行各業(yè)和各種工程基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)中存在的基本概念。可以說，相關(guān)完整性的構(gòu)建反映了帶頭和移動(dòng)整個(gè)身體的想法。采礦設(shè)計(jì)的每個(gè)部分按照一定的順序分為采礦。但是當(dāng)所有小鏈接完成后，這些部分將有機(jī)地組合成一個(gè)。缺乏完整性在當(dāng)?shù)夭傻V設(shè)計(jì)中很常見，這意味著缺乏對(duì)采礦總體設(shè)計(jì)的思考。極大地限制了企業(yè)利益的獲得和行業(yè)的發(fā)展。

1.2 缺乏足夠的地理環(huán)境了解

中國幅員遼闊，地形條件多樣。設(shè)計(jì)最適合地理位置的解決方案。但是，目前很多設(shè)計(jì)師缺乏與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，缺乏走向礦山實(shí)踐基本水平的精神。難以進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，或難以與實(shí)際設(shè)計(jì)和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合。

1.3 設(shè)計(jì)在根本上存在缺陷

除了采礦挖掘后期的不規(guī)則工程和礦山維護(hù)不足等問題外，以前的采礦設(shè)計(jì)也存在許多問題。這些問題大概分為以下幾個(gè)方面：首先是設(shè)計(jì)師沒有進(jìn)行實(shí)地考察，而是在紙上設(shè)計(jì)論文，使設(shè)計(jì)的采礦計(jì)劃無法正常使用。難以適應(yīng)基本的采礦環(huán)境不僅浪費(fèi)了相關(guān)礦業(yè)公司的大量資金，而且還消耗了不必要的資源。那么礦化預(yù)測(cè)的計(jì)算模型是不合理的，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

1.4 開采前缺少技術(shù)安全評(píng)估

由于采礦業(yè)占當(dāng)前采礦業(yè)的很大一部分，因此應(yīng)用范圍非常廣泛。因此，采礦技術(shù)的安全性非常重要，它與是否可以投入正常使用有關(guān)，也就是說，采礦項(xiàng)目結(jié)束后采礦時(shí)的安全性和礦井的損壞最小化。因此，在正式開采之前，需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行反復(fù)檢查，并評(píng)估每個(gè)選定的采礦地點(diǎn)和具體應(yīng)用采礦技術(shù)的安全性能。

2 礦業(yè)新形勢(shì)下選礦自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 礦石粒度檢測(cè)與分析

礦石粒度是選礦工藝中的重要參數(shù)類型，其具體的檢測(cè)對(duì)象包括粗碎、細(xì)碎的給礦石等，借助圖像分割技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像對(duì)象捕捉，完成帶式輸送機(jī)礦石粒徑的測(cè)定。測(cè)量完成后，由自動(dòng)化分析部分將具體礦石粒徑與設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判斷其是否達(dá)到目標(biāo)碎磨水平，如果不達(dá)碎磨水平，則對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，重新展開碎磨，達(dá)到控碎磨程度的效果，減少礦石粒度不合格帶來的不良影響，保障工序的整體質(zhì)量。

2.2 濃密機(jī)負(fù)荷檢測(cè)與分析

針對(duì)濃密機(jī)在負(fù)荷檢驗(yàn)的基本情況，展開對(duì)具體的濃密機(jī)情況進(jìn)行研究，具體的濃密機(jī)使檢測(cè)選擇超聲波物位計(jì)、侵入式紅外濁度儀，可完成對(duì)濃密機(jī)基本狀態(tài)參數(shù)的獲取，為自動(dòng)化分析提供基礎(chǔ)。但是，這兩種方法的耗時(shí)，人工成本較高，需要檢測(cè)人員付出較強(qiáng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，且容易造成多種誤差。在此基礎(chǔ)上，可采用軟測(cè)量技術(shù)，該檢測(cè)技術(shù)可自動(dòng)完成輸入輸出物料、濃密機(jī)電路信號(hào)，并完成泥床厚度的檢測(cè)。由自動(dòng)化分析部分對(duì)泥層厚度進(jìn)行邏輯判斷，如果泥層厚度超出標(biāo)準(zhǔn)，則自動(dòng)采取泥層厚度調(diào)整工作，發(fā)出泥層厚度的報(bào)警信號(hào)，便于工作人員提升工作效率。

2.3 浮選過程電氣自動(dòng)化應(yīng)用與新進(jìn)展

浮選泡沫狀態(tài)檢測(cè)與分析，主要是以浮選泡沫的表面視覺特征檢測(cè)為主，該檢測(cè)項(xiàng)目的分析與控制效果直接影響浮選工藝的整體質(zhì)量。傳統(tǒng)的浮選泡沫狀態(tài)檢測(cè)與分析，主要是借助人工觀測(cè)的方式，分析具體泡沫的顏色、流速和大小等。但其結(jié)果顯而易見，容易受觀測(cè)者主觀因素的影響，造成分析結(jié)果不夠理想，從而導(dǎo)致后續(xù)的工序調(diào)整不夠明顯，嚴(yán)重影響浮選工藝的回收率。在這種環(huán)境下，基于機(jī)器視覺的浮選泡沫表面特征檢測(cè)與分析，可用于浮選泡沫檢驗(yàn)與分析中。例如中南大學(xué)所研究的基于機(jī)械視覺的礦物浮選過程檢測(cè)與分析，可用于鋁土、銅礦等礦物浮選過程的檢測(cè)。該技術(shù)主要是借助視覺機(jī)器，獲取泡沫圖像，再由自動(dòng)化分析系統(tǒng)，完成對(duì)泡沫圖像的篩選，并從中取得泡沫具體顏色、大小等具體參數(shù)。借助這些技術(shù)參數(shù)，自動(dòng)化分析系統(tǒng)，可生成相關(guān)特征曲線與工藝參數(shù)曲線，并完成對(duì)浮選工藝的基本評(píng)價(jià)，相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)操作人員可根據(jù)這些具體的圖像和分析結(jié)果，完成對(duì)浮選工藝的調(diào)整與控制，保障浮選工藝的整體質(zhì)量。

2.4 PLC的選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)采用西門子S7-300PLC控制，通過重介質(zhì)分級(jí)選煤的方式實(shí)現(xiàn)選煤過程。利用工業(yè)以太網(wǎng)和光纖連接了選煤終端PLC和監(jiān)控系統(tǒng)，建立了整個(gè)選煤廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。并采用KingSCADA組態(tài)，完成了選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。

一般而言，對(duì)選煤廠的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到礦區(qū)的煤質(zhì)特征，了解不同煤質(zhì)分選的難易程度，從而選擇合適的選煤方法。根據(jù)煤粒的密度不同，可以對(duì)其進(jìn)行分層選煤。實(shí)際中常采用重懸浮液和重液作為選煤介質(zhì)對(duì)不同的煤粒進(jìn)行分選。重懸浮液在一定較長時(shí)間內(nèi)不能保持自身物理性質(zhì)的物質(zhì)成為不穩(wěn)定物質(zhì)，主要由水和固體粒子混合而成，放置后其中粒子會(huì)下沉，使得溶液密度上、下不均勻。重液是穩(wěn)定介質(zhì)，包括無機(jī)鹽類和有機(jī)類兩種溶液。但重液不易回收，其中一些具有毒性且價(jià)格過高，在工業(yè)中使用較少，一般應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室中。重介質(zhì)選煤法可代替手工撿矸石，具有較好的分選效果、較高的生產(chǎn)率。該方法的廣泛使用，解放了體力勞動(dòng)。采用部分重介選流程或者全部重介選，能夠使得比較難選的煤提高精煤產(chǎn)率。

重介質(zhì)選煤法使用范圍廣，可代替人工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)選煤自動(dòng)化。且重介質(zhì)選煤較其他選煤工藝適用性強(qiáng)，分選一些難選煤和極難選煤，可以提高精煤產(chǎn)率。中煤通過旋流器進(jìn)行再次選洗后，煤的產(chǎn)量和質(zhì)量均會(huì)得到進(jìn)一步得到增產(chǎn)。

3 結(jié)語

選礦的工藝流程中，自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)化分析的應(yīng)用效果明顯，且全部應(yīng)用到選礦工藝流程中，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)控制與改進(jìn)具有直接的影響，對(duì)提升選礦效率具有推動(dòng)作用。