關(guān)于尾礦輸送泄漏自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)

張志華，徐金光，鄭月濤，王光文

（1.西和縣中寶礦業(yè)有限公司，甘肅 隴南 742100；2.山東黃金集團(tuán)福建源鑫礦業(yè)有限公司，福建 南平 353600）

在礦元素的剝離過程中，會(huì)采取大量的藥劑，因此在提煉后排放的尾礦中有很多有毒、有害元素，這些有害元素一旦發(fā)生大面積泄漏對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)以及自然環(huán)境都會(huì)造成惡劣的影響[1]。在尾礦產(chǎn)生后，會(huì)通過輸送，輸送到尾礦回收處理裝置中進(jìn)行統(tǒng)一處理，在處理完成后變成有用的材料，但整個(gè)回收輸送工作主要通過管道進(jìn)行，在這過程中，難免會(huì)因?yàn)閺?fù)雜的地下環(huán)境、管道本身的質(zhì)量等原因?qū)е滦孤?，在現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過人為巡查、檢修來找到和預(yù)防泄漏的問題，但這樣費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、工作效率還不高，亟待有自動(dòng)化裝置來解決這一問題，本文我們將針對(duì)尾礦輸送過中針對(duì)泄露情況自動(dòng)預(yù)警的問題進(jìn)行探討。

1 關(guān)于尾礦

在礦山將礦體開采出后，則會(huì)送往選礦廠進(jìn)行選冶、煉化，從礦石中提取有用的礦元素，剩下的暫時(shí)無法提取的礦元素則隨礦漿一同被回收，被回收的這些則是我們所說的尾礦。尾礦是在原礦經(jīng)過破碎、選別等作業(yè)后挑選剩下的礦漿，尾礦的數(shù)量極大，以日處理量為100t的小型選礦廠為例，其每日排放的尾礦量則可達(dá)到80t～90t，選礦廠排出的尾礦漿體內(nèi)有大量的藥劑和有害物質(zhì)，氯化物、松油黑藥、砷、酚汞、氰化鈉等毒害物質(zhì)，以及銅、鉛、鋅等重金屬離子，其一旦在輸送過程中發(fā)生泄漏，給人體、動(dòng)物、田地、地下水等帶來的危害不可想象[2]。但尾礦并非完全無用的廢料，相反，其是非常重要的二次礦產(chǎn)資源，尾礦中有大量和作其他用途的組分，這也是為什么我們要將其進(jìn)行回收，將其回收處理，用來進(jìn)行礦山填埋或者作為其他的用處。不僅能減小對(duì)環(huán)境的污染，也能對(duì)能源進(jìn)行保存，等到我國技術(shù)發(fā)展到能提取后，再對(duì)尾礦進(jìn)行二次提取，因此在我們選礦后要將尾礦漿通過管道輸送進(jìn)入回收庫，以便之后的二次提取利用。

2 尾礦輸送泄漏自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的思考

目前為了解決尾礦輸送過程中泄露問題，采取的人工巡檢，工人24h對(duì)所負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的輸送管道進(jìn)行巡檢，若在此過程中發(fā)現(xiàn)有泄漏的情況，則進(jìn)行維修，為了減少這一過程中的人力、時(shí)間成本的浪費(fèi)，我們研發(fā)了尾礦輸送泄露自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方法的改變來達(dá)到自動(dòng)預(yù)警的效果，本次研究我們主要從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。

首先，在傳統(tǒng)尾礦傳輸設(shè)備上增加預(yù)警裝置，其包含輸送前容器和輸送后容器，輸送前容器上裝液位計(jì)，通過液位計(jì)對(duì)輸送前的尾礦漿液位數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，再在輸送泵的出口位置安裝流量計(jì)一，通過流量計(jì)對(duì)尾礦礦漿流量盡行計(jì)算。在尾款漿通過傳輸軌道后，進(jìn)入輸送后容器前安裝第二個(gè)流量計(jì)，對(duì)進(jìn)入回收裝置的尾礦漿流量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)在輸送后（即回收容器）上安裝液位計(jì)二，對(duì)進(jìn)入輸送后容器尾礦漿的液位進(jìn)行計(jì)算。（整套系統(tǒng)機(jī)構(gòu)如下圖1所示）。

其次，我們將流量計(jì)一（圖中字符8所示）測(cè)定的流量與流量計(jì)二測(cè)定的流量（圖中字符9所示）進(jìn)行比較,當(dāng)兩組數(shù)據(jù)之間的差額大于正常損耗流量時(shí)，則輸送管道必然有出現(xiàn)泄漏。當(dāng)然為了更好判斷泄露險(xiǎn)情，本方案我們還考慮了通過液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控：即，分別通過輸送前容器和輸送后容器各自的底面積和液位監(jiān)控其內(nèi)物質(zhì)的量，在同樣時(shí)間內(nèi)輸送前容器出去的量和輸送后容器增加的量二者之間相差大于正常損耗的時(shí)候，則也可判定出現(xiàn)泄漏。我們?cè)趯?shí)際實(shí)施過程中，無論是流量計(jì)之間的數(shù)據(jù)差大于正常損耗值還是液位計(jì)的數(shù)據(jù)差大于損耗值都是判斷為泄露，但當(dāng)發(fā)現(xiàn)液位計(jì)和流量計(jì)所計(jì)算的數(shù)據(jù)都存在泄露的問題時(shí)，則表示情況緊急，需立即對(duì)出現(xiàn)問題的連著流量計(jì)之間的管道進(jìn)行排查。

圖1 檢控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

除此，圖中流量計(jì)一和流量計(jì)二、以及兩個(gè)液位計(jì)還通過通信終端分別連接中控系統(tǒng)；可以通過中控系統(tǒng)的觸摸屏直接收集，中控系統(tǒng)能夠收集都兩個(gè)流量計(jì)和兩個(gè)液位計(jì)的數(shù)據(jù)信息，若計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)任一數(shù)據(jù)超過正常損耗，則會(huì)通過相關(guān)程序觸發(fā)終端報(bào)警系統(tǒng)，這時(shí)候工作人員可以與針對(duì)性的對(duì)出現(xiàn)非正常數(shù)據(jù)差的兩個(gè)液位計(jì)或流量計(jì)之間的管道進(jìn)行巡查/檢修。這樣一來極大的節(jié)約了人力盲目巡檢的工作，只需要直接有針對(duì)性的進(jìn)行檢修。

3 采取預(yù)警方式帶來的有益效果

本文所描述的系統(tǒng)和方法，在研究完成后，我們?cè)诠ぷ髦羞M(jìn)行了實(shí)際試工作，試點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，整體系統(tǒng)實(shí)用性非常好，且運(yùn)作平穩(wěn)，預(yù)警迅速，能快速的反映出問題管道所在，克服了現(xiàn)在普遍使用的自動(dòng)化程度低、過分依賴人員監(jiān)管等問題。并且系統(tǒng)采用了簡單的計(jì)算程序，使其能自動(dòng)分析輸送泵的運(yùn)行狀況，并且通過計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，極大的提高了礦山工作的自動(dòng)化程度，也能滿足非煤礦山尾礦輸送管路高原與高揚(yáng)程工藝要求，適用性極強(qiáng)，可適合任何涉及非煤礦山的企業(yè)。相比較傳統(tǒng)的傳輸設(shè)備，增加了流量計(jì)、液位計(jì)、觸摸屏、PLC模塊（指令模塊用于通訊，通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息采集和輸送泵控制）、通訊模塊（微信傳送、天線傳送或者有線傳送中的任意一種，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互）、開關(guān)電源、電纜、指示燈、電鈴、報(bào)警燈等物料支出，但其能實(shí)現(xiàn)無人看值守、自動(dòng)預(yù)警，相比巡查、監(jiān)管的人工成本，總的成本下降了80%以上，其有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效果。

4 結(jié)語

本次研究的輸送監(jiān)控自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不僅僅適用于礦山尾礦輸送，還適用于原油等其他漿體輸送，通過精密的計(jì)量、計(jì)位對(duì)比，減去正常損耗，簡單的方法和設(shè)備卻能實(shí)現(xiàn)高精度保準(zhǔn)，且通過這種方式能準(zhǔn)確定位到是“哪一段”管道出現(xiàn)泄漏，實(shí)用效果極其顯著。