金川選礦廠智慧生產的探索實踐

智慧工廠是有色金屬行業進行數字化轉型，實現產業結構調整升級和技術創新驅動發展的必由之路。2020年，《有色金屬行業智能工廠“礦山”建設指南（試行）》，明確了我國有色金屬行業智能升級、數字化轉型的建設目標：在現有信息化基礎設施水平的基礎上，通過使用物聯網、大數據、人工智能、5G+技術、邊緣計算、虛擬現實等新一代信息技術，實現傳統礦山、冶煉廠逐步向安全、綠色、環保、節能、協同高效、快速響應的綠色智慧礦山、環保智能工廠的轉型發展

。近年來，智能化礦山建設伴隨著互聯網、大數據、人工智能技術孕育而生，并得到了快速的發展

。

1 現狀分析

金川選礦廠為金川集團公司唯一的選礦生產單元，是承前啟后的生產環節之一，也是采、選、冶生產線上關鍵技術的“承接點”，廠內共設有三個選礦車間,一個精礦車間和一個尾礦車間，承擔著每年1100萬噸金川自產礦石的處理任務。

目前該廠主要存在的問題有：

（1）礦石品位越來越低、對工藝技術、設備參數控制要求越來越高，但企業的精細化管控手段較落后、生產過程中人的因素仍占據主導地位，因操作人員技術水平不一，控制精度達不到技術要求、生產效率較低。表現為系統處理量與設計值存在差距，精礦氧化鎂含量高，鎳、銅回收率低。

（2）生產系統各廠房跨度大、皮帶系統運輸距離長，重點設備參數、設備的運行狀態不能實時掌握，崗位人員在主控室進行設備控制時需頻繁對現場的各類數據進行電話溝通，工作壓力大，有時出現了皮帶壓死、打滑故障也有可能沒有立即發現。

（3）崗位人員必須定時進行巡檢，每次巡檢所負責的崗位都要長達1-2小時，不僅勞動強度大，而且從安全角度看，崗位人員巡檢線路較長，特別在皮帶廊上上下下，存在有安全隱患。

本次入選的50例患者有35例存在脊柱骨病變現象、有16例存在肋骨部位病變現象、有17例存在骨盆處病變現象、有8例存在顱骨處病變現象、分別有10例患者股骨和胸骨處均存在病變，此外1例脛腓骨部位有病變、7例肱骨部位有病變。

為了解決上述問題，選礦廠結合對技術指標要求及碎礦、磨礦、浮選各作業工藝特點，將智慧生產理念引入選礦生產操作系統，通過建立碎礦全系統“一鍵啟停”式集中控制系統、關鍵設備參數的三區變量控制系統、5G+智慧視覺分析、生產系統協同作業平臺，最大限度地優化礦石選別指標,提高選礦效率與選礦質量。

（4）個別崗位粉塵較大，崗位人員操作小車進行布料時還需崗位人員在現場操作，職工的健康也存在嚴重的威脅。

2 系統概述

該廠碎礦采用三段（粗碎在井下）一閉路工藝，礦山自礦石經預先篩分后篩上產物進入中碎，中碎產品進入檢查篩分作業，篩上物料進入細碎，細碎產品返回檢查篩分，預先篩分與檢查篩分作業的篩下產品進入磨礦作業。破碎產品粒度為-10mm。

在磨礦分級系統中采用壓力傳感器連續檢測旋流器入口壓力，在渣漿泵泵池處安裝液位檢測裝置，采用變頻器調節渣漿泵轉速，改變旋流器給礦壓力與泵池液位，同時監視渣漿泵輸送及旋流器工作狀態是否正常。

3 智能控制技術在系統中的應用

3.1 碎礦全系統“一鍵啟停”式集中控制

但是，任何事物都存在矛盾體，即“福兮禍所伏”，要想得之先于與之，好東西的獲得通常會要求一定的付出。經濟的急速發展，伴隨而至的是環境被破壞、河水被污染、生態失衡、氣候變暖等等，人類終于為了現代化生活而付出了慘痛的代價。中國人民的幸福生活一半是痛苦的，生態破壞、環境惡化給人們帶來的痛心的教訓。

系統開車前首先發出30s的聲光啟動信號提醒現場人員盡快撤離，然后按設備啟動連鎖流程，從進入磨浮粉礦倉的輸送帶至原礦受礦倉卸礦設備逐臺啟動設備。運行過程中當系統中的除塵器、輸送帶除鐵裝置等設備發生故障跳閘時，只向主控室發出故障信號，通過信號燈的閃爍在上位機上顯示出來，可以不中斷系統的運行；而當帶式輸送機、振動篩、圓錐破碎機中任一設備發生故障時，立即停止來料方向設備的運行，送料方向上的設備根據情況按生產要求停機。

基于培養學生英語核心素養的初中英語課堂教學，能夠促進學生語言能力的發展，拓展學生文化意識，構建英語思維模式，提高學習能力。不管是哪一種途徑，教師都緊緊圍繞著英語學科核心素養的四個內涵設計課堂教學。很多教師在實際工作中做了許多探索，都值得我們借鑒。除了課堂設計，課外活動也是提高學生核心素養的重要途徑。外國語學校經常組織舉辦一些英語相關活動，比如英語配音比賽、英語戲劇比賽、英語演講比賽等，對學生英語能力的提高和核心素養的培養有非常重要的作用。

3.2 關鍵設備參數的三區變量控制

在控制系統中組態關鍵設備、關鍵測點設置綠、黃、紅三區變量和設備運行狀態，實現關鍵參數的預警和報警。確保當設備狀態出現異常時，崗位人員能第一時間發現。檢測點主要有：皮帶的電流、轉速；振動給礦電機的電流；破碎機給礦的電流；振動篩給礦皮帶的電流；破碎機的電流、油流、油壓、油溫；礦倉料位；球磨機同步機繞組溫度、軸瓦溫度、進（出）料端油流；旋流器壓力；泵池液位；浮選大藥箱液位；浮選機液位等。

3.3 5G+智慧視覺分析

針對生產系統各崗位的不同監控需求，建立滿足選礦信息化、自動化管控的視頻系統，做到全方無死角覆蓋、24小時監控。通過大量生產數據的采集與實時更新，根據現場檢測要求及條件變化等對現場檢測結果進行反饋，對自動布料小車運行狀態、電振給料機等設備下料口狀態進行以及人員進入狀態進行監測，對異常人、車、事件實時提出預警并控制現場設備進行處理。

3.4 系統生產協同作業平臺

利用自動化控制技術，全面實時在線收集生產運行、設備狀態、能源消耗等數據，構建數據智能分析與分層管控、信息查詢和檢索、數據定期推送等集成化管理功能的智能化應用平臺。平臺業務功能涵蓋工藝、設備、安全、生產計劃、技術指標、產品質量、成本核算等各業務環節。

采用PLC控制，通過電磁閥精確控制各類選礦藥劑添加量，實現定點、定時、定量加藥。達到提升選礦技術指標、減少藥劑浪費、降低崗位職工勞動強度的目的。

3.5 生產設備及工藝參數控制過程的智能化升級

3.5.1 圓錐破碎機自動控制

當下，珠航局正在全力構造珠江水運的“四梁八柱”，通過建設“干支銜接區域成網的高等級航道體系、江海聯動功能互補的港口服務體系、功能完善優質高效的現代航運體系、生態優先示范帶動的綠色發展體系、職責清晰保障有力的安全預控體系、協調有力運轉有效的水運治理體系”6大體系，推動珠江水運實現“一流的設施、一流的技術、一流的管理、一流的服務”發展目標，為交通強國建設助力。

改造前的圓錐形破碎機采用了固定排礦口的結構，生產過程中不能根據礦石粒度進行動態的調整，只能通過人為介入來完成礦石粒度的調整。改造升級后，可根據每臺破碎機檢測的負荷值和排礦口尺寸大小，自動調整相應的排礦口及給礦量，最終產品粒度和破碎效率都達到工藝要求的條件下，每臺破碎機都滿負荷運行。

3.5.6 渣漿泵泵池液位的檢測與控制

3.5.2 礦倉料位自動控制及自動布料模式

在原礦受礦倉、粉礦倉及破碎篩分緩沖倉內加裝料位檢測裝置、自動分礦裝置和給礦裝置，將料位檢測數據顯示并主控室電腦上，同時設上下限料位報警，將信號發送至倉底卸礦設備。操作人員可同步了解礦各礦倉的來料和料位情況，靈活調整生產進度，完成下料設備的自動控制。

卸料小車自動布料系統包含：重型單側式卸料小車自動布料系統、頂端式卸料小車自動布料系統、以原礦倉漏斗直接給料為代表的自動倒倉布料系統。該系統能夠通過將料倉內的料位實時監測信息傳輸到PLC處，當料位低于設定值時，通過PLC控制布料車進行布料，這個過程人工參與程度低，粉塵外露量少，環保快捷。

實施舒適護理以后，主要對兩組患者的臨床效果以及患者護理滿意度進行觀察。臨床效果主要由專業人員對兩組患者的實際治愈情況進行觀察。患者護理滿意度由專業人員結合兩組患者護理的實際情況進行記錄。

3.5.3 皮帶運輸機保護與控制

在所有皮帶處安裝雙向拉繩開關、防跑偏開關；在碎礦給礦皮帶處增加自動除鐵裝置，避免因礦石中夾雜鐵器等異物造成皮帶運輸機損壞；在磨礦給礦皮帶處加裝礦石計量設備，對入選的礦量進行瞬時顯示及累計。

身負重任，于是私下我建議大家主動與秦風交往，但注意不要總問他關于以前在農村學校的事情，也不要在他面前表現出優越感，讓他難堪……其實我也不知道要如何做才好，但總覺得，人與人之間相處，還是得互相尊重，真誠相待。

3.5.4 球磨機磨礦濃度控制

根據碎礦流程特點，將其分為分成原礦、破碎、篩分三段，并對這三個分段進行局部的連鎖保護，各分段按照逆序開車、順序停車的規律實現全局的連鎖啟停。

在球磨機給礦皮帶處安裝電子皮帶秤，直觀統計處理礦量，為生產任務及生產計劃提供可靠依據；在球磨機前后水補加處及在分旋流器返砂口安裝流量計及礦漿濃度檢測裝置，實時監測給水量。根據皮帶給礦量及旋流器返砂濃度計算出球磨機前、后水添加量，并通過主控室電腦觀察并及時調整球磨機給水量，使磨礦濃度控制在工藝要求范圍內。

3.5.5 旋流器壓力測量與控制

磨浮系統采用兩段磨礦、兩段浮選工藝流程，礦石經一段兩次磨礦分級后，旋流器溢流進入一段粗選、兩次精選組成的一段浮選回路，旋流器沉砂返回磨礦構成閉路循環。一段浮選的尾礦進入二段磨礦分級回路，二段磨礦分級溢流進入二段粗選、兩次掃選作業，掃選的尾礦為最終尾礦。二段粗選泡沫經二次精選后，產出的精礦與一段二次精選作業的精礦混合作為最終精礦。

在潤滑系統和破碎機自動運行及參數調整監控系統，還可對油溫、油壓、電動機功率、回油油流、主軸位置等參數進行監測，自動調整破碎機的運行方式，使破碎機在設定的模式下正常運行。

用超聲液位計連續檢測泵池液位的高度，測量值經PID模塊進行數據運算后，將信號輸送給渣漿泵變頻器，通過改變渣漿泵電動機的轉速，調節礦漿的流量，達到穩定泵池液位的目的。同時還為泵池液位設置上下限，用于液位報警。當液位高于上限并持續一段時間后減少泵池的補加水和球磨機給礦量，避免泵池冒礦。當液位低于下限并持續一段時間后增加泵池加水量，使液位回升，避免泵池抽空。

3.5.7 浮選藥劑添量加自動控制

首先，培育經營主體的扶持政策不到位。目前，基層政府對土地流轉的專項補貼配套往往跟不上，在農業園區建設、農業科技投入上缺乏政策導向與扶持力度。

3.5.8 浮選機液位自動控制

采用超聲波傳感器測量浮選機內礦漿液位，采用消除氣泡和礦漿波裝置降低槽內的礦漿波動及因其含有大量的泡沫，對液位測量造成的不利的影響，通過液位控制裝置，實現對浮選機液位的自動調節。

墻后土體從靜止狀態到極限狀態是一個漸變的過程，墻和土之的間外摩擦角δ與填土的內摩擦角φ隨著擋土墻位移的增大逐漸發揮出來，直至達到最大值。在非極限狀態下，δ處于初始狀態外摩擦角δ0與極限狀態外摩擦角δm之間，φ也處于初始狀態內摩擦角φ0與極限內摩擦角φm之間。δ和φ都是擋土墻位移量S的函數[3]：

②寶釵在外面聽見這話，心中吃驚，想到：“……今兒我聽了他的短兒，一時人急造反，狗急跳墻，不但生事，而且我還沒趣。”(第二十七回)

4 應用效果

（1）系統生產更加穩定，大幅減少了破碎機、振動篩、皮帶等主要設備設施的維護量，降低了維護費用。

（2）智慧生產技術應用前選礦廠每個選礦車間共有磨浮、破碎生產班組8個，每班人數12—13人，共計約100人負責崗位操作和值守，應用后僅有生產班組1個，班組包含運行小組4個，每組人數12—16人，共計約50人，減少人數約50人。職工勞動生產率提高、勞動強度降低。

（3）主要設備生產效率及工藝技術參數受控率提高，優化了選礦技術指標。

（4）職工工作環境大幅改善，解決了噪聲、粉塵、浮選藥劑等有害因素對職工身心健康的影響。

本系統基于單總線EEPROM芯片DS2431設計eID方式的電子標簽，具有體積小、觸點少、可實時讀寫等優點。通過在光纖連接器上安裝eID標簽，在光纖熔配一體化托盤（以下簡稱光纖托盤）的活動連接器上安裝eID標簽插座，光纖托盤內部布放存有內部光纖連接信息的數據采集電路板，實現了對光纖托盤每路活動連接器兩端光纖信息的數據采集，從而實現了ODN的數字化和智能化管理。

5 結論

金川集團公司選礦廠將智慧生產理念引入生產系統，對磨浮、碎礦系統進行智能控制升級，不僅提高了破碎、篩分、磨礦主要過程的生產率，而且減少了循環負荷，降低了主要設備設施的維護量。同時解決了噪聲、粉塵、浮選藥劑等有害因素對職工身心健康的影響，使整個選礦生產過程處于最佳狀態,最大限度地提高選別指標,在提高選礦效率與選礦質量方面均取得了顯著效果。

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