主井計量漏斗粘礦的處理方法

李賓，董禮禮，梁福平，金有良，王存利，許有國，陳學義

巴彥淖爾西部銅業有限公司 內蒙古烏拉特后旗 015599

獲 各琦銅礦 2 號主井提升系統于 2021 年從手動改造為全自動運行，提升機采用雙箕斗提升方式，提升容器為 12 m3底卸式箕斗，有效載質量為 19.5 t/次，提升高度為 740 m。礦石破碎后灌入溜井，由輸送帶輸送至計量漏斗，定重裝載至主箕斗，提升機上行箕斗進入卸礦曲軌自動卸礦并停機。副箕斗同時完成裝礦，提升至地面卸載站卸礦[1]，如此往復循環提升。

1 計量漏斗改造前工作狀況

主箕斗到達裝載位置后，裝載站自動運行振動放礦機、裝礦輸送帶、計量漏斗翻板、斗舌和斗門等設備，按照 PLC 控制順序啟動/停止或打開/關閉。待計量漏斗將礦石卸入箕斗后，發指令收回斗舌、關閉斗門，PLC 接到斗門關閉信號，提升機自動運行。在生產作業中，計量漏斗下部里側拐角處發生粘礦，最多時達 6 t，此時裝載站巡檢工要將系統切換到手動模式，停止提升，用石塊砸堆積在計量漏斗內的粘礦，或從井筒爬梯子下至斗舌處用撬杠疏通。該處理方式危及巡檢工安全，且提升系統中斷，降低了生產效率。

2 計量漏斗粘礦改造思路

立井提升系統裝載站計量漏斗粘礦是有色金屬礦山的一大頑疾，國內其他礦山也存在類似問題。獲各琦銅礦設備能源部電氣技術人員根據 2 號主井提升機集中控制組態畫面數據和視頻監控畫面發現，礦石細碎潮濕易形成粘礦，少則 3～4 t，多則達 6 t。

根據操作工利用輸送帶上的少量礦石的沖擊力將粘礦沖入箕斗的原理，獲各琦銅礦設備能源部電氣技術人員開發編寫了模擬操作工用砸礦方法清理計量漏斗粘礦的程序[2]。

3 計量漏斗粘礦改造步驟

3.1 裝載站判斷計量漏斗粘礦程序研究

依據監控上位機數據實測，斗門打開 7 s 后計量漏斗內礦石全部卸入箕斗，此時漏斗內剩礦就是粘礦。因此，粘礦的判斷條件：斗門打開 9 s 后，如果計量漏斗內剩余礦量超過 1 t，則判定為粘礦[3]。根據上述數據開發判斷粘礦程序，改造硬件系統，在裝載站 1 號計量漏斗和 2 號計量漏斗底部安裝稱重傳感器，稱重傳感器由原系統裝載站 3209 A+09 FA 控制柜供電，反饋質量為 4～20 mA 電流信號，引入控制柜 PLC 的模擬量輸入模塊，裝載站判斷粘礦程序如圖 1 所示。

圖1 裝載站系統判斷粘礦程序

裝載站定量斗 1 滿標志條件滿足后，M2260.1 的信號狀態為 1，SR 觸發器 M2226.7 置位，輸出Q 的信號狀態為 1，裝載站斗門開 1 次 M2222.2 的信號狀態為 1，裝載站自動標志 M2220.1 的信號狀態為1，定時器 T154 延時 9 s 后置位，輸出 Q 為 1，此時CMP ≥ R 實數比較器 MD2324 輸入 IN1 定量斗 1 礦石質量 (噸) 和 IN2 的設定值進行比較，大于設定值 1 t 時判定為粘礦，該比較器置位，M2224.0 的信號狀態變為 1，程序回路將會通過能流[4]，此時 PLC 程序判定計量漏斗粘礦。

3.2 裝載站計量漏斗粘礦后自動清理方案研究

計量漏斗粘礦后，PLC 程序發出自動清理粘礦指令，啟動輸送帶向計量斗裝礦，輸送帶運行 4 s 后停止裝礦。4 s 運輸 0.4 t 礦石用來處理粘礦，防止運礦量大造成過載提升，根據上述數據與邏輯編制計量漏斗粘礦自動清理程序。裝載站計量漏斗粘礦自動清理程序如圖 2 所示。

圖2 裝載站計量漏斗粘礦自動清理程序

裝載站定量漏斗粘礦 M2224.0 的信號狀態為1 后，箕斗 1 位置標志 M2220.3、斗門 1 打開反饋M2205.0、翻板倉 1 位置反饋的自動標志 M2220.1、運行標志 M30.0、裝礦只砸礦一次 M2224.3 的信號狀態均為 1，此時程序回路將會通過能流，將SR 觸發器M2224.2 置位，Q 輸出為 1，將SR 觸發器 M2224.3 置位，裝礦只能啟動一次砸礦程序；M2224.2 常開觸點的信號狀態為 1，啟動輸送帶、向計量漏斗裝礦石，4 s 后停止輸送帶，利用礦石的沖擊力將粘礦沖入箕斗，同時 M2224.2 常閉觸點串聯至啟動放礦機程序里，信號狀態為 0，防止清理粘礦啟動輸送帶的同時啟動振動放礦機導致輸送帶尾部堆礦[5]。改造后運行效果良好，96% 的粘礦得到清理，完善了裝礦流程自動化，提高了設備運行效率。

4 經濟效益

改造后，計量漏斗粘礦不需要工人現場處理。若發生粘礦 PLC 程序自動感知，并啟動清理粘礦程序，壓縮裝礦時間 9 s。

改造前提升機箕斗裝卸載提升循環時間為 180 s，改造后提升循環時間為 171 s，按每天運行 17 h 可多提50 斗礦，全年可以多提升礦石 19.5 t×50 斗×300 d=29.3 萬 t 礦巖[6]，折合成金屬價約為 937 萬元。

5 結語

自動清理計量漏斗粘礦項目投運后，使2 號主井提升機全自動集中控制運行的可靠性得到進一步提高，解決了裝載站巡檢工手動處理計量漏斗粘礦問題，提高了設備運行可靠性和安全性，提高了設備的運行效率。該技術可為提升系統裝載站計量漏斗粘礦處理提供經驗借鑒。