礦山選礦作業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及其創(chuàng)新發(fā)展

楊永亮 朱玉良

摘要：進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外選礦工業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，根據(jù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，到2020年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值翻一番，這對(duì)全球資源的利用開(kāi)發(fā)提出了更多的挑戰(zhàn)，且礦產(chǎn)是不可再生資源，全球現(xiàn)有礦產(chǎn)資源均無(wú)法避免地存在資源枯竭、礦石質(zhì)量下降等問(wèn)題，這就迫切需要發(fā)展自動(dòng)化選礦技術(shù)，提高產(chǎn)能，降低能耗，提高選礦質(zhì)量。本文主要從當(dāng)前我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采的現(xiàn)狀及特點(diǎn)出發(fā)，闡述了選礦企業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)分析了電氣自動(dòng)化技術(shù)在選礦過(guò)程中的應(yīng)用情況，最后，對(duì)選礦生產(chǎn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展方向進(jìn)行探討分析，以期促進(jìn)礦山企業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：選礦企業(yè);電氣自動(dòng)化;應(yīng)用分析

1我國(guó)礦資源開(kāi)采現(xiàn)狀和特點(diǎn)

1.1選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展概況

上世紀(jì)40年代初，我國(guó)一些礦山企業(yè)率先采用選礦自動(dòng)化技術(shù)，但由于當(dāng)時(shí)科技短板有限，選礦自動(dòng)化技術(shù)的推廣難度很大。20世紀(jì)50年代，該時(shí)期科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，相應(yīng)的技術(shù)也日趨完善，不過(guò)其主要依靠模擬儀表的控制技術(shù)，運(yùn)行穩(wěn)定性方便還不夠。20世紀(jì)60年代，隨著金屬檢測(cè)器、礦漿濃度計(jì)、礦漿酸堿度計(jì)等新型自動(dòng)檢測(cè)儀器的創(chuàng)新應(yīng)用，礦山企業(yè)中自動(dòng)選礦的效果日益突出。20世紀(jì)70年代，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)展現(xiàn)出了很高的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也得到了礦山企業(yè)的高度關(guān)注，隨后，隨著微處理器的快速發(fā)展，提出了新的控制思路和策略，推動(dòng)了選礦自動(dòng)化向集成化方向發(fā)展。

1.2現(xiàn)階段我國(guó)選礦現(xiàn)狀

礦產(chǎn)資源是我國(guó)最重要的能源之一，在保障國(guó)家綜合實(shí)力，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展方面具有不可替代的作用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)礦產(chǎn)資源總量居世界前列，約5.6萬(wàn)億噸，但由于我國(guó)人口眾多，因此人均礦產(chǎn)資源量遠(yuǎn)低于世界其他國(guó)家，而且在礦產(chǎn)資源總量中可開(kāi)采礦產(chǎn)資源量約為總量的20%。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)專業(yè)的礦產(chǎn)加工機(jī)構(gòu)仍然比較稀缺，也逐漸無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。而且，國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)企業(yè)中非專業(yè)人員較多，技術(shù)人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)不高，因?qū)е略谧鳂I(yè)過(guò)程中存在著許多安全隱患。其次，許多礦山企業(yè)缺乏足夠的保護(hù)意識(shí)，缺乏對(duì)礦產(chǎn)資源屬于不可再生能源的危機(jī)意識(shí);而且礦產(chǎn)加工企業(yè)自身也存在著許多污染，特別是一些企業(yè)為了節(jié)約成本獲得經(jīng)濟(jì)利益，在節(jié)能減排方面做得不到位，導(dǎo)致污染物的泄漏對(duì)周圍空氣和環(huán)境污染影響嚴(yán)重。因此，為了更好地加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，有必要進(jìn)行全面的發(fā)展，不斷提高工作效率，改善不足之處，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)礦產(chǎn)資料的合理開(kāi)發(fā)有著重要意義。

2選礦企業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1簡(jiǎn)化選礦企業(yè)的工作流程

由于傳統(tǒng)的電氣技術(shù)作業(yè)程序十分復(fù)雜，即機(jī)器設(shè)備不足，許多作業(yè)程序需要人工完成。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，這一現(xiàn)狀的有效改善，將降低企業(yè)的經(jīng)營(yíng)流程。

2.2降低人工成本

隨著科學(xué)時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)物質(zhì)基礎(chǔ)的追求日益提高。但今天，我們追求的礦石質(zhì)量已經(jīng)超越了過(guò)去采礦技術(shù)的范疇。為此，礦山企業(yè)加大了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用力度，進(jìn)入機(jī)械時(shí)代，用機(jī)械代替手工作業(yè)，盡量減少人員投入，大大減少了對(duì)人員的要求，也節(jié)省了人力成本。

2.3提高生產(chǎn)率，并降低了損耗

電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有效改進(jìn)了傳統(tǒng)電氣技術(shù)的許多問(wèn)題，自動(dòng)化技術(shù)和相應(yīng)的儀器在生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用，有效提高了礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)效率和礦山質(zhì)量。但由于地球資源有限，過(guò)去一直浪費(fèi)能源，因此必須能夠節(jié)約能源，減少浪費(fèi)。

3電氣自動(dòng)化技術(shù)在選礦過(guò)程中的應(yīng)用

3.1微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)

目前，隨著社會(huì)需求的不斷上升，礦山企業(yè)開(kāi)采力度越來(lái)越大，電氣自動(dòng)化水平也在不斷提高，微機(jī)繼電保護(hù)在礦山企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。首先，繼電保護(hù)是基于單片機(jī)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的智能保護(hù)技術(shù)完成繼電保護(hù)性能的裝置是繼電保護(hù)裝置，主要包括四個(gè)步驟：①信號(hào)采集;②信號(hào)分析;③識(shí)別步驟;④影響信號(hào)運(yùn)行。所有程序必須從電力系統(tǒng)中執(zhí)行，探索每一次事故的原因，采取有效措施解決不同事故的原因，保證自動(dòng)化措施的有效運(yùn)行。

3.2電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

由于礦業(yè)企業(yè)本身是能源損耗大戶，存在著電耗高、節(jié)能措施缺乏、節(jié)能技術(shù)落后等問(wèn)題。加大電力節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于進(jìn)一步提高礦山企業(yè)的電力節(jié)能技術(shù)水平和節(jié)能減排具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。下面就分析其在無(wú)功補(bǔ)償節(jié)能方面的應(yīng)用。在礦山電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)、變壓器和部分大功率電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行將產(chǎn)生無(wú)功功率，給電力線路和變壓器造成功率損失。采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可降低電網(wǎng)和變壓器的無(wú)功功率?？梢?jiàn)，在礦山供電系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)中配置無(wú)功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)，節(jié)約能源消耗，為企業(yè)節(jié)約大量資金，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.3電氣自動(dòng)化技術(shù)在磨礦過(guò)程中運(yùn)用

磨礦是一門非常復(fù)雜工藝，同時(shí)也是整個(gè)礦石企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響著礦石的品質(zhì)和質(zhì)量，?，F(xiàn)階段，我國(guó)在這一領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績(jī)，可以有效的結(jié)合人工勞動(dòng)與機(jī)械勞動(dòng)相結(jié)合，有效的提高各環(huán)節(jié)的監(jiān)督職能，增強(qiáng)程序的穩(wěn)定性。

3.4電氣自動(dòng)化技術(shù)在浮選過(guò)程中的運(yùn)用

目前，浮選工藝仍處于傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，但對(duì)一些選礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，板閥和錐閥的控制仍然是手動(dòng)操作，沒(méi)有過(guò)度使用自動(dòng)化技術(shù)。雖然這一環(huán)節(jié)的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但也可以非常精確地控制添加劑的用量，也可以通過(guò)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。儲(chǔ)罐的位置以及上升液體和氣泡的厚度需要由傳送器操作。然后利用超聲波技術(shù)對(duì)浮選位置進(jìn)行測(cè)量，以保證浮選位置受超聲波技術(shù)的控制，從而使攪拌的振動(dòng)頻率降到最低。

4選礦生產(chǎn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展方向

4.1創(chuàng)新方向

選礦過(guò)程具有耦合性、不確定性、多變量等特點(diǎn)。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在選礦生產(chǎn)中具有創(chuàng)新發(fā)展的潛力。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，提出了創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略。①硬件創(chuàng)新，朝著簡(jiǎn)化方便的方向發(fā)展，降低氣體自動(dòng)控制硬件的復(fù)雜性，提高硬件使用的靈活性，從而減少硬件造成的技術(shù)故障，提高硬件操作水平;②軟件創(chuàng)新，軟件確定了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的功能，滿足了控制任務(wù)。根據(jù)選礦生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)軟件編程，并將其應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制中。③系統(tǒng)創(chuàng)新，完善電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)施控制技術(shù)在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過(guò)系統(tǒng)創(chuàng)新提高電氣自動(dòng)化控制水平，完善其在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，確保選礦生產(chǎn)的高質(zhì)量。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，滿足選礦安全、自動(dòng)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2發(fā)展方向

①模型預(yù)測(cè)控制。針對(duì)選礦過(guò)程中難以建立精確的數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了模型預(yù)測(cè)控制來(lái)解決這一問(wèn)題，這也是選礦過(guò)程中一種重要的自動(dòng)控制方法。②智能化控制。與常規(guī)控制系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)更加人性化、智能化。③優(yōu)化型控制。優(yōu)化控制系統(tǒng)的主要目的是對(duì)集散控制系統(tǒng)的整定值進(jìn)行優(yōu)化和控制，也是以最少的資源實(shí)現(xiàn)效益最大化為基礎(chǔ)，也是今后選礦自動(dòng)化控制的一個(gè)重要方向。

5結(jié)語(yǔ)

總之，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)于促進(jìn)礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的提升有很大的促進(jìn)作用，因此，選礦企業(yè)要全方位的加強(qiáng)改革，應(yīng)當(dāng)從多方面出發(fā)，科學(xué)、合理的進(jìn)行操作，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)工作人員的工作效率，提高企業(yè)的生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)降成本的目標(biāo)。

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[2] 阿對(duì)星沙藏.試論電氣自動(dòng)化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用[J].科技資訊，2016，（15）

（作者單位：鄯善寶地礦業(yè)有限責(zé)任公司）