A鐵礦深部開采自動化系統(tǒng)研究

張福鋒

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A鐵礦深部開采自動化系統(tǒng)研究

張福鋒

（西安建筑科技大學 陜西 西安 710055；豐寧萬隆礦業(yè)發(fā)展有限公司 河北 承德 068350）

本文以A鐵礦為例展開研究，針對其深部開采自動化系統(tǒng)展開相應的分析與研究，最終使得礦山的優(yōu)質資源得到更加合理的利用，降低選比，提高礦山的經(jīng)濟效益。

鐵礦；深部開采；自動化系統(tǒng)

隨著信息技術的不斷發(fā)展，各個生產(chǎn)領域中對信息技術的應用也日益廣泛，為各行業(yè)的發(fā)展帶來了強大的動力。礦產(chǎn)開采作為傳統(tǒng)的行業(yè)，其在技術上本就與新興產(chǎn)業(yè)有著明顯的差距，對新技術的應用也難以與新興產(chǎn)業(yè)相比，因此從其生產(chǎn)技術上入手，進行技術提升，是礦業(yè)生產(chǎn)活動中最為直接有效的方式。

1 A鐵礦概述

A鐵礦鐵礦石地質儲量552.68萬噸，磁性鐵品位18.86%，經(jīng)過三年建設，地面供電系統(tǒng)、井下排水系統(tǒng)、主副井提升系統(tǒng)、井下運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等八大系統(tǒng)均已形成。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)及通訊聯(lián)絡系統(tǒng)等井下安全避險六大系統(tǒng)建設工程于2012年9月份全部施工完成，通過驗收，進入運行階段。

2 A鐵礦自動化集中控制現(xiàn)狀

全礦區(qū)自動化遠程監(jiān)控的現(xiàn)狀是：

第一，集中控制中心的建設在前期的項目中已經(jīng)基本完成，其中包括了顯示大屏、操作臺、數(shù)據(jù)交換機、數(shù)據(jù)庫服務器、發(fā)布服務器、OPC服務器、UPS和視頻監(jiān)測平臺等遠程監(jiān)控信息基礎設施。

第二，提升機主副井、空壓機、-320水泵、-320風機、35KV、-320中央變電、水源熱泵、選礦廠、人員定位、-352破碎站等自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)完成，上位機已完成現(xiàn)有設備的監(jiān)視與控制。

第三，原有的-320水泵房為水箱式水泵充水自動控制，-320水平水泵房系統(tǒng)接入井下變電所控制系統(tǒng)，變電綜保系統(tǒng)將逐步更改為北京德威特繼保自動化科技股份有限公司產(chǎn)品。其制定了IEC60870-5-104協(xié)議，還沒有連接入集控系統(tǒng)。

第四，破碎機原有的額口料位傳感器采用PHT990，現(xiàn)場反應采集速度慢無法快速的配合控制破碎機的頻率。

第五，原有的主副井提升機液壓站沒有油溫、油位報警檢測，副井井口、-220、-320及374裝載站的液壓站沒有油溫、油位報警檢測。

第六，深度開拓部分。405：中央變電所、1#、2#采區(qū)變、牽引整流系統(tǒng)正在建設中。其中中央變電所的高壓柜采用上海聚仁電力科技有限公司RGP501系列綜保，此綜保具有RS-485通訊接口，MUDBUS-RTU協(xié)議，用于組網(wǎng)通訊。

中央變電所還包括405水泵兩套，采用軟啟動器控制啟動，閥組兩套通過繼電控制正反轉，進對線電壓、直流屏、儀表電源、信號箱電源、照明等。軟啟動器型號JJR8000系列上海雷諾爾，通訊接口為RS485的硬件方式，軟件協(xié)議有Modbus_RTU。

1#采區(qū)變包括有進線電源、配電箱電源、牽引成套、2個動力配電箱、照明等。動力箱中可以對局扇、電動鏟運機、電耙、震動給料機、照明等進行控制。2#采區(qū)變和1#基本相同，只是少了牽引成套。

405：水泵房（2臺）即將完成。

405：主溜井完成。

416：416破碎變電所、破碎機、板式給礦機及416皮帶機尾水泵系統(tǒng)建設中。

416-352：1#皮帶、2#皮帶及計量系統(tǒng)即將完成。

409：409井底2臺水泵沒有實現(xiàn)遠程控制。

第七，調(diào)度集控中心鍵盤、鼠標及顯示器對應太多，控制臺上擺放不下，需優(yōu)化處理。

第八，現(xiàn)場攝像頭已涉及到提升系統(tǒng)現(xiàn)場、空壓機房、-320水泵房、35KV、-320中央變電、水源熱泵、選礦廠、-352破碎站及地表全礦區(qū)范圍。

3 A鐵礦深部開拓工程自動化集中控制及應用

3.1 自動化遠程集中控制

根據(jù)目前礦區(qū)自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，對其深部開拓系統(tǒng)部分采取自動化遠程集中控制。在A礦區(qū)原有的數(shù)字化礦山基礎上，依據(jù)公司的數(shù)字化監(jiān)控開拓要求及礦山設備安全性和高效性的要求，結合當前礦山控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及公司多年來積累的工程經(jīng)驗，本方案主要采用開放性的TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)技術、安全的現(xiàn)場總線技術、標準的計算機組態(tài)技術、可靠的檢測技術、智能的專家策略系統(tǒng)等。本項目的成功實施將使公司的礦區(qū)控制系統(tǒng)，技術更加先進，功能更加強大、在國內(nèi)處于領先水平，進一步推動全國礦山行業(yè)的科技水平。

3.2 自動化遠程監(jiān)控

集中管理控制系統(tǒng)網(wǎng)絡具有以下特點，第一，全系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡構架；輕松實現(xiàn)系統(tǒng)的擴容；第二，保證數(shù)據(jù)傳送的快速性，使用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性；第三，所有的監(jiān)控設備集中在調(diào)度室，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度，集中監(jiān)控。在保持原有的集控系統(tǒng)不變的情況下，現(xiàn)場增加405中央變電所及水泵房控制柜、416破碎及皮帶PLC控制柜等。

3.3 深部開拓視頻監(jiān)控

采用ZJSMIS安防綜合中心管理平臺。整個系統(tǒng)由攝像機、計算機、視頻服務器、硬盤存儲器、網(wǎng)絡交換機（包括接口設備）、系統(tǒng)軟件、各種應用軟件等組成。系統(tǒng)應將模擬視頻圖像信號在被采集之前或在采集的同時，轉換成數(shù)字信號，并進行壓縮處理，即視頻圖像的采集、顯示、控制、存儲和網(wǎng)絡傳輸?shù)雀鞑糠志捎脭?shù)字系統(tǒng)方案。

3.4 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

通過增加完成的視頻設備配合原有的主控平臺，來實現(xiàn)以下功能：

（1）遠程參數(shù)設置（2）存儲功能（3）錄像回放功能（4）用戶權限管理（5）云臺控制（6）報警日志查詢（7）操作日志查詢（8）鎖定功能

4 小結

構建自動化的礦山深部開拓系統(tǒng)對提升礦體開采效率、提高企業(yè)經(jīng)濟效益有著非常重要的意義，是提升企業(yè)抗風險能力的重要途徑。由于A鐵礦的開發(fā)面臨著復雜的地質條件，開發(fā)難度普遍較大，實現(xiàn)高效、高經(jīng)濟價值的開發(fā)就更難，因此礦產(chǎn)生產(chǎn)亟需從技術上進行提升，以適應新時期的市場發(fā)展需求。運用自動化系統(tǒng)實現(xiàn)對深部開拓工程的控制與運用，通過技術創(chuàng)新手段提高系統(tǒng)自動化運行的平穩(wěn)性，能夠為深部礦體的開采提供更加高效的技術支持，同時也能夠為其它同類型礦山的深部開拓工程自動化控制及應用提供一定的數(shù)據(jù)及實例參考。

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[2]鄭明正霍柳行淺談接地技術在井下供電中的應用 [J] 山西煤炭 2011（2）：78-79

this article takes a iron ore as an example to carry out the research, carries on the corresponding analysis and the research to its deep mining automation system, finally makes the high quality resources of the mine get more reasonable utilization, reduces the selection ratio, improves the mine economic benefit.

iron ore; Deep mining; Automated systems

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.154

P618.31

A

1672-9129(2017)10-0129-02

張福鋒,男,漢族,山東省鄒城市,工程碩士,工程師,學習單位：西安建筑科技大學，工作單位：豐寧萬隆礦業(yè)發(fā)展有限公司，研究方向：礦業(yè)工程。