儲礦堆存礦供礦自動分析系統在烏山銅鉬礦項目中的應用

于宏遠

（中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 滿洲里 021400）

該銅鉬礦為低品位大型斑巖銅鉬礦床，礦區面積9.8平方公里，設計利用地質資源儲量為：銅鉬礦石總量69295.59萬t，銅金屬儲量300萬t，鉬金屬儲量60萬t，為我國第四大銅鉬伴生礦床，設計總服務年限為31.8年。選礦一、二、三系列合計原礦總處理能力達到了84500t/d，年工作制度為330天，年處理礦量達2800萬t。選礦廠經過幾年的管理提升，實現降本增效，現在選礦成本遠遠低于同行業，選礦產品為銅精礦、鉬精礦。選礦廠采用先進的選礦工藝流程，碎礦采用一段開路破碎工藝流程；磨礦采用SAB磨礦工藝流程，即“半自磨+球磨”兩段兩閉路工藝流程[1]。儲礦堆是整個選礦流程中的重要組成部分，它存儲由粗碎工序輸送的礦石，密閉的結構減少露天堆放揚塵對環境的影響，確保磨礦設備給料的連續性，而準確估算儲礦堆內實時存量顯得更為重要。

本文主要介紹如何實現儲礦堆存礦供礦自動分析系統，且經過大量數據分析證明，分析結果準確，取得了良好的效果，經濟效益及社會效益顯著，具有廣泛的推廣作用。而且投入成本低，所用儀表和分析數據的軟件、硬件均為公司內現有設備，沒有額外增加投資成本。

1 儲礦堆存礦供礦自動分析系統主要內容

本系統以儲礦堆內各個下料斗的料位值、1#皮帶秤（測量儲礦堆供礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值、3#皮帶秤（測量半自磨機入礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值為主要檢測對象，將堆積角計算公式錄入編程軟件建立數字模型，并自主研發滯留礦量計算方法，對儲礦堆堆滿礦所需時間、存儲實時礦量、預估可供礦時間等數據進行準確分析計算，并利用組態畫面手段將礦量分析結果顯示在中控室操作員站上。

2 通過堆積角公式得出數字計算模型

2.1 三種物料堆積方式公式

由于儲礦堆內礦石堆積方式的多樣性，導致計算礦石的總體積難以完成。目前參照3種堆積方式進行總結分析，如圖1所示。

圖1 三類材料堆積公式

2.2 總結現場儲礦堆內礦石實時存量數字模型

以公司選礦廠一二系列為例，現場儲礦堆下方共有12臺給礦重板，每臺重板相應的下料斗上方都有對應的雷達料位計，而且每個下料斗對應料位計的量程不同，礦石堆積方式也不同，所以計算每個料斗倉礦量的計算公式數字模型不同。經過大量現場數據累計和基礎的堆積角計算公式得出主要儲礦堆存留礦量公式：

（1）IF(C3＜=6.8，(12.8+12.8+36.47＊C3)/2＊C3，IF(C 3＜=15.4,(260.8+260.8+11.93＊(C3-6.8))/2＊(C3-6.8)+884，(363.4+363.4-113.56＊(C3-15.4))/2＊(C3-15.4)+884+4726))＊1.6

（2）IF(C6＜=6.8，(12.8+12.8+36.4＊C6)/2＊C6,IF(C6＜=15.5，(260.3+260.3+11.29＊(C6-6.8))/2＊(C6-6.8)+928，(357.4+357.4-111.69＊(C6-15.4))/2＊(C6-15.4)+928+4781))＊1.6

（3）IF(C4＜=6.8，(12.8+12.8+29.38＊C4)/2＊C4，IF(C4＜=15.4，(212.6+212.6+11.74＊(C4-6.8))/2＊(C4-6.8)+766，IF(C4＜=18.6，(313.6+313.6-15.31＊(C4-15.4))/2＊(C4-15.4)+766+4073，(264.6+264.6-60.15＊(C4-18.6))/2＊(C4-18.6)+466+4073+1665)))＊1.6

3 滯留礦量計算方法

若計算儲礦堆預估可供礦時間，需用儲礦堆總實時存量、滯留礦量（即為不推礦情況下處理不掉的礦量）、3#皮帶秤（測量半自磨機入礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值等參數的數學運算關系得出[1]。目前總結出兩種滯留礦量的計算方法。

（1）第一種滯留礦量計算方法。此種呆滯礦量計算方法是通過長期積累的生產數據，將每臺重板對應下料斗每小時減少的料位值做大數據平均值計算，得出每個料斗在重板正常供礦前提下每小時減少的料位平均值，然后對每個系列選擇了8種不同情況下的料位。系統計算出的實時礦量與上述算出的可以吃掉的礦量之差即為第一種情況下計算出的滯留礦量，將8種情況做平均累計，得出總滯留礦量。

（2）第二種滯留礦量計算方法。此種滯留礦量計算方法是根據推礦時記錄的相關數據計算出來的。記錄以下數值：儲礦堆供礦皮帶停止時半自磨機入礦皮帶秤累計礦量為a，推礦時半自磨機入礦皮帶秤累計礦量為b，推礦時通過系統計算出的實時存量為c，推礦結束生產停止時半自磨機入礦皮帶秤累計礦量為d，那么呆滯礦量系數={（d-a）-[(ba)+c]}/(d-a),將此公式錄入DCS系統程序中自動計算，實現滯留礦量隨著實時總礦量的變化而變化。

（3）形成數字模型，設計組態畫面。根據上述計算出的儲礦堆實時礦量、滯留礦量以及檢測到的1#皮帶秤（測量儲礦堆供礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值、3#皮帶秤（測量半自磨機入礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值，在DCS系統中完成系統數字模型并自動分析計算出將儲礦堆堆滿礦所需時間、儲礦堆存儲實時礦量、預估可供礦時間（考慮推礦和不推礦兩種情況），然后利用Proficy HMI CIMPLICITY人機界面開發環境軟件將上述計算出的數值直觀的呈現在DCS系統和MES系統的監視畫面上，如圖2所示，供操作人員實時監控，指導生產。

圖2 數字模型構建示意圖

4 結論

在選礦企業，儲礦堆是整個選礦流程中的重要組成部分，它存儲由粗碎工序輸送的礦石，密閉的結構減少露天堆放揚塵對環境的影響，確保磨礦設備給料的連續性，而準確估算儲礦堆內實時存量顯得更為重要，這對提前預估生產情況具有重大意義。