淺談選礦技術(shù)的科學(xué)化發(fā)展

邵，殷鵬飛，葉凡，雷汪

（武漢科技大學(xué)，湖北 武漢 430081）

目前選礦的技術(shù)是較為成熟的，因此其在礦山開(kāi)采當(dāng)中應(yīng)用廣泛，但是通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和探討后認(rèn)為對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化可以使得其采礦效果得到有效的提升，目前在某些地區(qū)存在著參數(shù)設(shè)計(jì)不夠合理的情況，使得礦石的貧化率較高，影響到采礦的進(jìn)行，如果這個(gè)問(wèn)題遲遲得不到解決，就會(huì)使得選礦的結(jié)構(gòu)參數(shù)受到影響，因此我們必須對(duì)于參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于選礦的爆破參數(shù)進(jìn)行研究。要加強(qiáng)可靠性試驗(yàn)和仿真試驗(yàn)、電子技術(shù)、系統(tǒng)和運(yùn)用工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、機(jī)械設(shè)備、控制技術(shù)等業(yè)務(wù)，在相關(guān)專(zhuān)業(yè)得到顯著性成果，并且保持國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

1 選礦控制技術(shù)的發(fā)展分析

1.1 破碎過(guò)程控制

破碎機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程中的重要設(shè)備，具有粒度均勻、耗能少、產(chǎn)量高和破碎比高的特征，經(jīng)過(guò)多年的改進(jìn)與發(fā)展，破碎系統(tǒng)和設(shè)備取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外很多廠商都對(duì)設(shè)備進(jìn)行了完善和改進(jìn)，取得了良好的效果，推出了節(jié)能、可靠和高效的產(chǎn)品。在破碎設(shè)備上配置了自動(dòng)控制裝備和檢測(cè)儀表，從而達(dá)到了提高產(chǎn)量、穩(wěn)定操作和設(shè)備保護(hù)的目的。我國(guó)礦山現(xiàn)有破碎機(jī)以20世紀(jì)70年代老設(shè)備居多，并一直在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。若對(duì)這些老設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 磨礦過(guò)程控制

在選礦工藝中，磨礦作業(yè)是一個(gè)必不可少的重要工藝環(huán)節(jié)，其工作狀態(tài)的好壞對(duì)選礦工藝指標(biāo)、能源消耗以及生產(chǎn)成本的影響至關(guān)重要，直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)后續(xù)作業(yè)的指標(biāo)乃至整個(gè)選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有很大的影響。為了充分挖掘磨礦分級(jí)作業(yè)的內(nèi)在潛力，尋求高效的有效途徑，對(duì)磨礦分級(jí)自動(dòng)控制的試驗(yàn)研究具有十分重要的意義。磨礦系統(tǒng)有4個(gè)主要的技術(shù)的指標(biāo)：球磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量、磨礦粒度、磨礦濃度和溢流濃度。影響這些技術(shù)指標(biāo)除了原礦性質(zhì)以外，還與排礦水量、返砂水量、磨機(jī)充填率等因素有關(guān)。磨礦作業(yè)是一個(gè)十分繁瑣的過(guò)程中，具有很強(qiáng)的耦合性，只依據(jù)單輸出和單輸入的PID很難對(duì)回路進(jìn)行有效的控制，因此，應(yīng)該使用模糊控制器，保證回路能夠協(xié)調(diào)的工作，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化操作。

1.3 爆破過(guò)程控制

炮孔的布置形式就是指在爆破參數(shù)的條件規(guī)定下如何對(duì)于炮孔進(jìn)行相對(duì)位置的指定，使得其能夠更好的發(fā)揮出爆破效應(yīng)來(lái)，主要遵循的原則是，第一保證邊孔是有效爆破的，第二在邊界約束條件下來(lái)確定孔底的深度，第三是要使得邊孔要相等，為了使得炸藥的能量得到有效的釋放，排和排之間要按照交錯(cuò)的炮孔布置模式。同時(shí)要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從后臺(tái)對(duì)炮孔排布提供建議，從而達(dá)到節(jié)約能源，降低損耗的目的。同時(shí)這樣可以使管理者也能及時(shí)的了解到爆破情況，為下一步有效配置打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

起爆方式對(duì)于最后的爆破效果有著非常重要的影響，我們?cè)趯?duì)于爆破的孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的時(shí)候，采用的是不同的起爆方式，實(shí)驗(yàn)證明，爆破的效果是有著較大的差異的。在我們進(jìn)行投產(chǎn)的最開(kāi)始的階段，主要是利用傳統(tǒng)的扇形方式來(lái)進(jìn)行的起爆，但是經(jīng)過(guò)我們多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，在孔口進(jìn)行起爆的效果是較差的，其大塊率比較高。因此我們主要對(duì)于起爆方式進(jìn)行了大規(guī)模的改進(jìn)，不再采用傳統(tǒng)的孔口起爆方式而利用微差毫秒起爆技術(shù)，利用雷管的聚能效應(yīng)來(lái)進(jìn)行反向起爆，這樣就使得孔口起爆的弊端得到避免。因?yàn)槠鸨c(diǎn)的前方進(jìn)行了裝藥，因此使得爆轟的氣體產(chǎn)物可以向介質(zhì)進(jìn)行做功，爆轟氣體可以使得孔洞內(nèi)的氣體進(jìn)行相對(duì)的膨脹，使得介質(zhì)的靜態(tài)作用變大，可以讓炸藥的能量利用率大大提升，使得大塊的巖石得到了充分的破碎，有利于實(shí)現(xiàn)高精度放礦。

1.4 浮選過(guò)程控制

我們?cè)诟∵x的時(shí)候一直采用的是截止品位的方式，但是這樣的方式存在一定的弊端，一般來(lái)說(shuō)其出礦主要分為兩大階段，第一階段放出的礦石主要是純礦，在一起放至數(shù)量達(dá)到一定值時(shí)就要出現(xiàn)廢石。第二個(gè)階段是礦石和廢石進(jìn)行摻雜放出，因此又叫其為貧化放出，在貧化放出的這個(gè)階段，在浮選進(jìn)行當(dāng)中，沸石的含量不斷增大，在其達(dá)到截止品味的時(shí)候，我們要進(jìn)行停止浮選，這樣利用截止品位的方式可以使得單步距的礦石量得到有效的提升，但是在每個(gè)步距都會(huì)放出大量的廢石，使得最終的廢石混入量是較大的，使得最終我們得到的礦石貧化率較高，因此我們必須要解決廢石混入率高這個(gè)問(wèn)題，這樣才能使得截止品位浮選得到優(yōu)化與改進(jìn)。

2 選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)的進(jìn)展探討

2.1 總線控制

目前我國(guó)的能源浪費(fèi)的情況比較嚴(yán)重，使得供需不夠平衡而引起嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，解決這些問(wèn)題的主要方法就是通過(guò)合理有效的PLC算法來(lái)對(duì)于負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，為了使得發(fā)電負(fù)荷和損耗之間能夠保持動(dòng)態(tài)平衡，需要建立更加科學(xué)的模型，以此來(lái)使得用戶的需求得到滿足。所以在PLC總線設(shè)備的普及率不同時(shí)，設(shè)備對(duì)于配礦場(chǎng)有著不同的影響，在PLC總線設(shè)備普及率較低的時(shí)候，設(shè)備進(jìn)行充電可以將線路的運(yùn)行效率提升，總損耗也較少，但是如果PLC總線設(shè)備普及率比較高時(shí)，就會(huì)使得整條線路上的電流過(guò)大，也會(huì)相應(yīng)的影響損耗，變壓器和線路的時(shí)候都會(huì)較高，這樣整條線路的運(yùn)行成本非常高，同時(shí)也會(huì)影響到礦場(chǎng)正常的供電，所以對(duì)于PLC總線設(shè)備要進(jìn)行控制，使其不會(huì)威脅到整個(gè)配礦場(chǎng)的運(yùn)行。在發(fā)電和輸電的過(guò)程當(dāng)中，能夠?qū)τ诘V場(chǎng)進(jìn)行資源的調(diào)配，使其進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的智能管理，有利于我們克服當(dāng)前所面臨的一些困難與挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)電廠設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，提升供求的平衡性。但是目前來(lái)說(shuō)，PLC總線設(shè)備的研究還沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)化，因此，各路專(zhuān)家正在抓緊對(duì)其進(jìn)行研究和探討，希望利用更加先進(jìn)的技術(shù)使得各設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)高速通信，既能獨(dú)立工作也能集中控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)總線系統(tǒng)的科學(xué)化管理，PLC總線可以指揮一個(gè)很大的系統(tǒng)，每個(gè)部分對(duì)于其中相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都有著極為重要的影響，比如說(shuō)信息通訊技術(shù)就對(duì)于其管理產(chǎn)生了極為重要的影響，在全球范圍內(nèi)PLC總線技術(shù)越來(lái)越受到重視。

PLC現(xiàn)場(chǎng)總線接線較為簡(jiǎn)便，通過(guò)雙絞線就可以進(jìn)行多設(shè)備的連接，在進(jìn)行新設(shè)備的加入時(shí)可以直接進(jìn)行添加。PLC可以連接礦場(chǎng)的各種傳感器與控制器，同時(shí)其還可以很方便地實(shí)現(xiàn)觸摸屏的程序編寫(xiě)，這樣就可以使得控制更加簡(jiǎn)便，通過(guò)交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)PLC節(jié)點(diǎn)的連接，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化高效的控制。同時(shí)我們也可以看出來(lái)，在礦場(chǎng)當(dāng)中，PLC和DCS進(jìn)行結(jié)合可以有效的解決礦場(chǎng)控制系統(tǒng)中遇到的一些問(wèn)題，目前來(lái)說(shuō)，PLC有逐漸代替DCS系統(tǒng)的趨勢(shì)。

2.2 煤礦通信

目前煤礦通信系統(tǒng)在礦場(chǎng)應(yīng)用是極為廣泛的，因?yàn)槠浜蚉LC進(jìn)行相關(guān)通訊可以盡量的減少人為的控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，同時(shí)對(duì)于礦場(chǎng)內(nèi)的一些關(guān)鍵性的設(shè)備，比如除塵設(shè)備和輸煤設(shè)備等可以有效的實(shí)現(xiàn)控制，減小控制室的面積，降低成本，同時(shí)使得維修維護(hù)的次數(shù)較少。利用分布式的設(shè)備進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè)有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義，在過(guò)去的發(fā)電系統(tǒng)中，主要采用發(fā)電機(jī)的功率調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，但是在現(xiàn)代化的礦場(chǎng)中這樣是無(wú)法進(jìn)行的，因?yàn)榉植际降碾娫催^(guò)多，它對(duì)于環(huán)境的因素變化是非常敏感的，如果系統(tǒng)無(wú)法做到它們之間的相互平衡，就可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，引起電機(jī)燒毀或者是大區(qū)域的停電。這就需要電力系統(tǒng)供電的設(shè)備有一定的電能儲(chǔ)存量，但是如果電儲(chǔ)存量較大，不僅在技術(shù)上有難度，也會(huì)使得整個(gè)礦場(chǎng)的運(yùn)行效率降低，最好方法就是采用一些分布式的控制管理元件對(duì)電能進(jìn)行存儲(chǔ)，隨時(shí)可以進(jìn)行放出，解決供需之間的不平衡關(guān)系，實(shí)現(xiàn)資源的合理優(yōu)化調(diào)配。

為了避免這樣的設(shè)備對(duì)于礦場(chǎng)的運(yùn)行造成較大的波動(dòng)，管理人員可以利用自適應(yīng)的方式來(lái)進(jìn)行煤礦通信設(shè)備的啟動(dòng)停止控制，結(jié)合不同設(shè)備的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行分層優(yōu)化來(lái)使得企業(yè)的各種設(shè)備運(yùn)行更加的科學(xué)高效，它可以根據(jù)儲(chǔ)能設(shè)備的充電信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從后臺(tái)對(duì)供電提供建議，從而達(dá)到節(jié)約能源、降低損耗的目的。同時(shí)這樣可以使管理者也能及時(shí)的了解到礦場(chǎng)供電的情況，為礦場(chǎng)進(jìn)行下一步有效配置打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

在選礦技術(shù)改進(jìn)中，各種錯(cuò)誤數(shù)據(jù)需要認(rèn)真的比對(duì)和分析，從而對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，因此作為工程師應(yīng)當(dāng)具有一定的建模能力，使得測(cè)量效率提升，能夠?qū)⑾鄳?yīng)工具在精確測(cè)量中應(yīng)用，這樣有利于實(shí)現(xiàn)選礦方式的科學(xué)規(guī)劃與合理布局，其配合技術(shù)對(duì)于施工的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有極為重要的意義，因此需要對(duì)其技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

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