蒙庫鐵礦卸礦站礦石品位自動檢測技術的研究與應用

陳 真

(富蘊蒙庫鐵礦有限責任公司)

概況

原礦質量是衡量采選生產的重要技術經濟指標。 及時、準確反映原礦質量不僅有利于對原礦生產單位的考核,而且可以更有效地指導采選生產,提高生產效率和經濟效益。 尤其是隨著經營管理的不斷深化和管理水平日益提高,原礦質量作為考核原礦生產單位的經營指標,其客觀性、準確性和科學性就變得更為重要。 找到一種快速在線檢測的方法,及時反映采場發礦品位,可快速指導礦山技術人員調整發礦位置有效控制原礦質量。 確保礦石品位均衡、達標也是后續選礦的迫切要求。

1 礦石品位監測現狀

蒙庫鐵礦地下礦采出原礦全部通過有軌電機車運輸至884m 水平地表卸礦站,是礦山出礦重要場地。 日常生產中,運礦電機車在卸礦站過磅后,將礦石堆存在卸礦站,技術人員每日定期對礦堆進行大量采樣化驗,來確保礦石品位。 采用人工采樣具有較大的隨機性,從而會導致對礦石品位整體把握不準確,且采樣分析結果具有一定滯后性,不能有效指導生產。

建立卸礦站品位測定對蒙庫鐵礦生產有著重要的現實意義,一方面,884 電機車運輸是全礦出礦通道,礦山地下礦山的出礦量、出礦品位不僅僅涉及到與外協隊伍之間的結算,更是對地下采礦-運輸生產調度有著直接影響。

目前,卸礦站位置的礦石品位測定存在兩個比較突出的問題:

(1)隨機性。 現下采礦車間出礦品位通過在卸礦站堆場位置通過人工采樣進行品位測定,采樣具有隨機性,人為參與影響因素較大。

(2)時效性。 當下采樣—制樣—化驗分析鏈條較長,通常有至少幾小時的延遲。 等化驗結果出來后,該檢驗批次礦石與后續多個班次礦石又進行了混合,難以及時把握出礦的平均品位,更是難以指導井下出礦。

2 自動監測系統組成

卸礦站礦石品位自動檢測系統建設內容包括:系統由數據采集單元、控制單元、數據存儲管理單元三部分構成,系統組成圖,如圖1 所示。 系統建設范圍覆蓋了礦石溜井RFID 識別系統、礦車車皮FRID 識別系統、礦車體積精準檢測系統、軌道衡接口以及品位自動檢測系統,布置圖如圖2 所示。

圖1 卸礦站礦石品位自動檢測系統組成圖

圖2 卸礦站礦石品位自動檢測系統布置圖

3 自動檢測系統實施

通過在884m 水平礦石過磅環節通過智能化改造,實現礦石品位自動、及時檢測,用于把控進入卸礦站礦石噸位和全鐵元素品位,實現出礦品位快速識別,利用自動化、信息化、智能化技術,降低人員工作強度,提高生產效率。

采用激光掃描技術、無線電射頻識別技術、傳感器技術及網絡技術,開發針對鐵礦石體積精準測量系統,通過建立鐵礦石品位與比重模型,構建智能化的礦石品位自動檢測系統。 系統開發的目標如下:

(1)收發貨單位準確識別每一趟運輸礦石的信息;

(2)車廂在運動狀態下,自動實時測量車廂內礦石的體積,并根據已有度量衡稱出的重量求出礦石比重;

(3)根據該礦點現場采樣實驗建立的礦石品位與礦石比重之間的數學模型計算出礦石品位;

(4)數據匯總儲存于數據庫中,生成相關的報表,并且發送到指定的服務器;

(5)與采礦智能管理平臺進行信息交互,反饋溜井品位情況;

(6)集成至三維可視化模塊,進行可視化呈現、自動報表輸出;

(7)與礦山電機車無人駕駛系統通訊、聯動;

(8)系統自動化程度高、穩定、可靠。

4 實施效果

通過采用LMS 激光掃描儀及傳感器等,搭建礦石品位自動檢測系統,與現有指標對比,完成前期制定實施目標。 實施礦石品位智能自動檢測系統實現過磅車輛噸位抓取、空車和重車車廂識別與體積檢測,結合實現獲取的體重品位關系數據模型,快速獲得出礦平均品位信息,提高礦石品位準確性、及時性,有效指導生產。

4.1 提升無人化指數及自動化水平

該品位監測系統主要解決鐵礦石品位快速檢測,與傳統堆場采樣分析相比,系統時效性高,在列車空車、重車過磅后,即可推算準確的出礦品位。而實驗室化驗需采樣、制樣、化驗滴定等,具有一定延遲。 采用本系統可提高數據時效性,有利于生產運轉效率提升。

本系統運行不需人員在現場,能夠完成自動運行與遠程控制,提升礦山在過磅環節品位識別自動化程度,節省部分化驗人工工作量和費用。

假設為了進一步提高生產,指導生產,采用人工取樣來實現每車品位。 假設每4 小時列車采一綜合樣品來計,日采樣量約為6 件,按化驗分析的市場價格240 元估算(人工費用+化驗直接費用+間接費用),在忽略延遲性問題前提下,為了達到同樣優化生產目的,需要每年多投入47.5 萬元。 而采用該系統后,不僅能夠達到預定目標,而且能夠過磅后即獲取品位信息,快速指導井下協調生產。

化驗節約成本=6 件/天×240 元/件×330 天=47.5 萬/年

4.2 提升安全性能

系統實施后,可節約現場一部分人工工作量,并且避免人員在現場取樣、過磅等危險源接觸,安全系數大大提高。 由于安全成本難以直接量化,但安全在實際生產中作用無可替代,任何安全事故的發生對礦山都有著重大影響的。 系統實施后,對比同類型項目,實施后節約金額約為10 萬元/年。

4.3 效率提升、優化管理

卸礦站是對外結算的重要環節,以往常通過人工采樣和過磅來確定出礦質量和數量,系統建設后,降低了人為因素在其中的參與程度。 同時,快速獲取品位后,可以很好的指導前端生產采礦和出礦調度。 對比同類型地下礦山,通過效率提升的經濟效益額度約為80 萬元/年。

結果表明,通過品位監測系統技術應用,主要解決鐵礦石品位快速檢測,與傳統堆場采樣分析相比,系統時效性高,在列車空車、重車過磅后,即可推算準確的出礦品位。 而實驗室化驗需采樣、制樣、化驗滴定等,具有一定延遲。 采用本系統可提高數據時效性,有利于生產運轉效率提升。

5 結論

綜合上述,在卸礦站位置建立快速、穩健的品位測定系統,利用傳感設備、開發智能化軟硬件系統,實現出礦品位、礦石量的快速與量化評價。

本系統運行不需人員在現場,能夠完成自動運行與遠程控制,提升礦山在過磅環節品位識別自動化程度,節省部分化驗人工工作量和費用。 可行性強,安全可靠,前景廣闊。 為生產采礦和后續選礦提供指導,提高礦山運轉效率,有著重要意義。