礦業(yè)新形勢下選礦自動化技術(shù)應用及建議

王子亮 麥強

丹東東方測控技術(shù)股份有限公司 遼寧丹東 118000

為了進一步提高礦產(chǎn)企業(yè)核心競爭力，各大企業(yè)采用新工藝、新技術(shù)、新方法對當前生產(chǎn)線進行改造，讓礦產(chǎn)企業(yè)朝著生產(chǎn)過程自動化、日常管理信息化、設(shè)備設(shè)施智能化的目標發(fā)展。但是在選礦自動化應用的過程中，由于技術(shù)方面的不成熟，還存在很多問題。因此，有必要加強選礦自動化技術(shù)相關(guān)的研究。

1 選礦現(xiàn)狀分析

1.1 礦山的采礦設(shè)計缺乏完整性

誠信是各行各業(yè)和各種工程基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計中存在的基本概念。可以說，相關(guān)完整性的構(gòu)建反映了帶頭和移動整個身體的想法。采礦設(shè)計的每個部分按照一定的順序分為采礦。但是當所有小鏈接完成后，這些部分將有機地組合成一個。缺乏完整性在當?shù)夭傻V設(shè)計中很常見，這意味著缺乏對采礦總體設(shè)計的思考。極大地限制了企業(yè)利益的獲得和行業(yè)的發(fā)展。

1.2 缺乏足夠的地理環(huán)境了解

中國幅員遼闊，地形條件多樣。設(shè)計最適合地理位置的解決方案。但是，目前很多設(shè)計師缺乏與現(xiàn)實的結(jié)合，缺乏走向礦山實踐基本水平的精神。難以進行相關(guān)的設(shè)計工作，或難以與實際設(shè)計和化學反應相結(jié)合。

1.3 設(shè)計在根本上存在缺陷

除了采礦挖掘后期的不規(guī)則工程和礦山維護不足等問題外，以前的采礦設(shè)計也存在許多問題。這些問題大概分為以下幾個方面：首先是設(shè)計師沒有進行實地考察，而是在紙上設(shè)計論文，使設(shè)計的采礦計劃無法正常使用。難以適應基本的采礦環(huán)境不僅浪費了相關(guān)礦業(yè)公司的大量資金，而且還消耗了不必要的資源。那么礦化預測的計算模型是不合理的，會產(chǎn)生嚴重的后果。

1.4 開采前缺少技術(shù)安全評估

由于采礦業(yè)占當前采礦業(yè)的很大一部分，因此應用范圍非常廣泛。因此，采礦技術(shù)的安全性非常重要，它與是否可以投入正常使用有關(guān)，也就是說，采礦項目結(jié)束后采礦時的安全性和礦井的損壞最小化。因此，在正式開采之前，需要相關(guān)技術(shù)人員進行反復檢查，并評估每個選定的采礦地點和具體應用采礦技術(shù)的安全性能。

2 礦業(yè)新形勢下選礦自動化技術(shù)應用要點

2.1 礦石粒度檢測與分析

礦石粒度是選礦工藝中的重要參數(shù)類型，其具體的檢測對象包括粗碎、細碎的給礦石等，借助圖像分割技術(shù)，實現(xiàn)圖像對象捕捉，完成帶式輸送機礦石粒徑的測定。測量完成后，由自動化分析部分將具體礦石粒徑與設(shè)計和標準進行比較，判斷其是否達到目標碎磨水平，如果不達碎磨水平，則對其進行調(diào)整，重新展開碎磨，達到控碎磨程度的效果，減少礦石粒度不合格帶來的不良影響，保障工序的整體質(zhì)量。

2.2 濃密機負荷檢測與分析

針對濃密機在負荷檢驗的基本情況，展開對具體的濃密機情況進行研究，具體的濃密機使檢測選擇超聲波物位計、侵入式紅外濁度儀，可完成對濃密機基本狀態(tài)參數(shù)的獲取，為自動化分析提供基礎(chǔ)。但是，這兩種方法的耗時，人工成本較高，需要檢測人員付出較強的勞動強度，且容易造成多種誤差。在此基礎(chǔ)上，可采用軟測量技術(shù)，該檢測技術(shù)可自動完成輸入輸出物料、濃密機電路信號，并完成泥床厚度的檢測。由自動化分析部分對泥層厚度進行邏輯判斷，如果泥層厚度超出標準，則自動采取泥層厚度調(diào)整工作，發(fā)出泥層厚度的報警信號，便于工作人員提升工作效率。

2.3 浮選過程電氣自動化應用與新進展

浮選泡沫狀態(tài)檢測與分析，主要是以浮選泡沫的表面視覺特征檢測為主，該檢測項目的分析與控制效果直接影響浮選工藝的整體質(zhì)量。傳統(tǒng)的浮選泡沫狀態(tài)檢測與分析，主要是借助人工觀測的方式，分析具體泡沫的顏色、流速和大小等。但其結(jié)果顯而易見，容易受觀測者主觀因素的影響，造成分析結(jié)果不夠理想，從而導致后續(xù)的工序調(diào)整不夠明顯，嚴重影響浮選工藝的回收率。在這種環(huán)境下，基于機器視覺的浮選泡沫表面特征檢測與分析，可用于浮選泡沫檢驗與分析中。例如中南大學所研究的基于機械視覺的礦物浮選過程檢測與分析，可用于鋁土、銅礦等礦物浮選過程的檢測。該技術(shù)主要是借助視覺機器，獲取泡沫圖像，再由自動化分析系統(tǒng)，完成對泡沫圖像的篩選，并從中取得泡沫具體顏色、大小等具體參數(shù)。借助這些技術(shù)參數(shù)，自動化分析系統(tǒng)，可生成相關(guān)特征曲線與工藝參數(shù)曲線，并完成對浮選工藝的基本評價，相關(guān)現(xiàn)場操作人員可根據(jù)這些具體的圖像和分析結(jié)果，完成對浮選工藝的調(diào)整與控制，保障浮選工藝的整體質(zhì)量。

2.4 PLC的選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)采用西門子S7-300PLC控制，通過重介質(zhì)分級選煤的方式實現(xiàn)選煤過程。利用工業(yè)以太網(wǎng)和光纖連接了選煤終端PLC和監(jiān)控系統(tǒng)，建立了整個選煤廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。并采用KingSCADA組態(tài)，完成了選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)人機界面的設(shè)計。

一般而言，對選煤廠的控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，需要考慮到礦區(qū)的煤質(zhì)特征，了解不同煤質(zhì)分選的難易程度，從而選擇合適的選煤方法。根據(jù)煤粒的密度不同，可以對其進行分層選煤。實際中常采用重懸浮液和重液作為選煤介質(zhì)對不同的煤粒進行分選。重懸浮液在一定較長時間內(nèi)不能保持自身物理性質(zhì)的物質(zhì)成為不穩(wěn)定物質(zhì)，主要由水和固體粒子混合而成，放置后其中粒子會下沉，使得溶液密度上、下不均勻。重液是穩(wěn)定介質(zhì)，包括無機鹽類和有機類兩種溶液。但重液不易回收，其中一些具有毒性且價格過高，在工業(yè)中使用較少，一般應用在實驗室中。重介質(zhì)選煤法可代替手工撿矸石，具有較好的分選效果、較高的生產(chǎn)率。該方法的廣泛使用，解放了體力勞動。采用部分重介選流程或者全部重介選，能夠使得比較難選的煤提高精煤產(chǎn)率。

重介質(zhì)選煤法使用范圍廣，可代替人工作業(yè)，實現(xiàn)選煤自動化。且重介質(zhì)選煤較其他選煤工藝適用性強，分選一些難選煤和極難選煤，可以提高精煤產(chǎn)率。中煤通過旋流器進行再次選洗后，煤的產(chǎn)量和質(zhì)量均會得到進一步得到增產(chǎn)。

3 結(jié)語

選礦的工藝流程中，自動檢測與自動化分析的應用效果明顯，且全部應用到選礦工藝流程中，對各項參數(shù)控制與改進具有直接的影響，對提升選礦效率具有推動作用。