金川選礦廠智慧生產(chǎn)的探索實(shí)踐

智慧工廠是有色金屬行業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級和技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的必由之路。2020年，《有色金屬行業(yè)智能工廠“礦山”建設(shè)指南（試行）》，明確了我國有色金屬行業(yè)智能升級、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的建設(shè)目標(biāo)：在現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)設(shè)施水平的基礎(chǔ)上，通過使用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G+技術(shù)、邊緣計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)礦山、冶煉廠逐步向安全、綠色、環(huán)保、節(jié)能、協(xié)同高效、快速響應(yīng)的綠色智慧礦山、環(huán)保智能工廠的轉(zhuǎn)型發(fā)展

。近年來，智能化礦山建設(shè)伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)孕育而生，并得到了快速的發(fā)展

。

1 現(xiàn)狀分析

金川選礦廠為金川集團(tuán)公司唯一的選礦生產(chǎn)單元，是承前啟后的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，也是采、選、冶生產(chǎn)線上關(guān)鍵技術(shù)的“承接點(diǎn)”，廠內(nèi)共設(shè)有三個選礦車間,一個精礦車間和一個尾礦車間，承擔(dān)著每年1100萬噸金川自產(chǎn)礦石的處理任務(wù)。

目前該廠主要存在的問題有：

（1）礦石品位越來越低、對工藝技術(shù)、設(shè)備參數(shù)控制要求越來越高，但企業(yè)的精細(xì)化管控手段較落后、生產(chǎn)過程中人的因素仍占據(jù)主導(dǎo)地位，因操作人員技術(shù)水平不一，控制精度達(dá)不到技術(shù)要求、生產(chǎn)效率較低。表現(xiàn)為系統(tǒng)處理量與設(shè)計(jì)值存在差距，精礦氧化鎂含量高，鎳、銅回收率低。

（2）生產(chǎn)系統(tǒng)各廠房跨度大、皮帶系統(tǒng)運(yùn)輸距離長，重點(diǎn)設(shè)備參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不能實(shí)時掌握，崗位人員在主控室進(jìn)行設(shè)備控制時需頻繁對現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行電話溝通，工作壓力大，有時出現(xiàn)了皮帶壓死、打滑故障也有可能沒有立即發(fā)現(xiàn)。

（3）崗位人員必須定時進(jìn)行巡檢，每次巡檢所負(fù)責(zé)的崗位都要長達(dá)1-2小時，不僅勞動強(qiáng)度大，而且從安全角度看，崗位人員巡檢線路較長，特別在皮帶廊上上下下，存在有安全隱患。

本次入選的50例患者有35例存在脊柱骨病變現(xiàn)象、有16例存在肋骨部位病變現(xiàn)象、有17例存在骨盆處病變現(xiàn)象、有8例存在顱骨處病變現(xiàn)象、分別有10例患者股骨和胸骨處均存在病變，此外1例脛腓骨部位有病變、7例肱骨部位有病變。

為了解決上述問題，選礦廠結(jié)合對技術(shù)指標(biāo)要求及碎礦、磨礦、浮選各作業(yè)工藝特點(diǎn)，將智慧生產(chǎn)理念引入選礦生產(chǎn)操作系統(tǒng)，通過建立碎礦全系統(tǒng)“一鍵啟?！笔郊锌刂葡到y(tǒng)、關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)的三區(qū)變量控制系統(tǒng)、5G+智慧視覺分析、生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)平臺，最大限度地優(yōu)化礦石選別指標(biāo),提高選礦效率與選礦質(zhì)量。

（4）個別崗位粉塵較大，崗位人員操作小車進(jìn)行布料時還需崗位人員在現(xiàn)場操作，職工的健康也存在嚴(yán)重的威脅。

2 系統(tǒng)概述

該廠碎礦采用三段（粗碎在井下）一閉路工藝，礦山自礦石經(jīng)預(yù)先篩分后篩上產(chǎn)物進(jìn)入中碎，中碎產(chǎn)品進(jìn)入檢查篩分作業(yè)，篩上物料進(jìn)入細(xì)碎，細(xì)碎產(chǎn)品返回檢查篩分，預(yù)先篩分與檢查篩分作業(yè)的篩下產(chǎn)品進(jìn)入磨礦作業(yè)。破碎產(chǎn)品粒度為-10mm。

在磨礦分級系統(tǒng)中采用壓力傳感器連續(xù)檢測旋流器入口壓力，在渣漿泵泵池處安裝液位檢測裝置，采用變頻器調(diào)節(jié)渣漿泵轉(zhuǎn)速，改變旋流器給礦壓力與泵池液位，同時監(jiān)視渣漿泵輸送及旋流器工作狀態(tài)是否正常。

3 智能控制技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 碎礦全系統(tǒng)“一鍵啟?！笔郊锌刂?/h3>

但是，任何事物都存在矛盾體，即“福兮禍所伏”，要想得之先于與之，好東西的獲得通常會要求一定的付出。經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展，伴隨而至的是環(huán)境被破壞、河水被污染、生態(tài)失衡、氣候變暖等等，人類終于為了現(xiàn)代化生活而付出了慘痛的代價。中國人民的幸福生活一半是痛苦的，生態(tài)破壞、環(huán)境惡化給人們帶來的痛心的教訓(xùn)。

系統(tǒng)開車前首先發(fā)出30s的聲光啟動信號提醒現(xiàn)場人員盡快撤離，然后按設(shè)備啟動連鎖流程，從進(jìn)入磨浮粉礦倉的輸送帶至原礦受礦倉卸礦設(shè)備逐臺啟動設(shè)備。運(yùn)行過程中當(dāng)系統(tǒng)中的除塵器、輸送帶除鐵裝置等設(shè)備發(fā)生故障跳閘時，只向主控室發(fā)出故障信號，通過信號燈的閃爍在上位機(jī)上顯示出來，可以不中斷系統(tǒng)的運(yùn)行；而當(dāng)帶式輸送機(jī)、振動篩、圓錐破碎機(jī)中任一設(shè)備發(fā)生故障時，立即停止來料方向設(shè)備的運(yùn)行，送料方向上的設(shè)備根據(jù)情況按生產(chǎn)要求停機(jī)。

基于培養(yǎng)學(xué)生英語核心素養(yǎng)的初中英語課堂教學(xué)，能夠促進(jìn)學(xué)生語言能力的發(fā)展，拓展學(xué)生文化意識，構(gòu)建英語思維模式，提高學(xué)習(xí)能力。不管是哪一種途徑，教師都緊緊圍繞著英語學(xué)科核心素養(yǎng)的四個內(nèi)涵設(shè)計(jì)課堂教學(xué)。很多教師在實(shí)際工作中做了許多探索，都值得我們借鑒。除了課堂設(shè)計(jì)，課外活動也是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。外國語學(xué)校經(jīng)常組織舉辦一些英語相關(guān)活動，比如英語配音比賽、英語戲劇比賽、英語演講比賽等，對學(xué)生英語能力的提高和核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有非常重要的作用。

3.2 關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)的三區(qū)變量控制

在控制系統(tǒng)中組態(tài)關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵測點(diǎn)設(shè)置綠、黃、紅三區(qū)變量和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)的預(yù)警和報(bào)警。確保當(dāng)設(shè)備狀態(tài)出現(xiàn)異常時，崗位人員能第一時間發(fā)現(xiàn)。檢測點(diǎn)主要有：皮帶的電流、轉(zhuǎn)速；振動給礦電機(jī)的電流；破碎機(jī)給礦的電流；振動篩給礦皮帶的電流；破碎機(jī)的電流、油流、油壓、油溫；礦倉料位；球磨機(jī)同步機(jī)繞組溫度、軸瓦溫度、進(jìn)（出）料端油流；旋流器壓力；泵池液位；浮選大藥箱液位；浮選機(jī)液位等。

3.3 5G+智慧視覺分析

針對生產(chǎn)系統(tǒng)各崗位的不同監(jiān)控需求，建立滿足選礦信息化、自動化管控的視頻系統(tǒng)，做到全方無死角覆蓋、24小時監(jiān)控。通過大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時更新，根據(jù)現(xiàn)場檢測要求及條件變化等對現(xiàn)場檢測結(jié)果進(jìn)行反饋，對自動布料小車運(yùn)行狀態(tài)、電振給料機(jī)等設(shè)備下料口狀態(tài)進(jìn)行以及人員進(jìn)入狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對異常人、車、事件實(shí)時提出預(yù)警并控制現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行處理。

3.4 系統(tǒng)生產(chǎn)協(xié)同作業(yè)平臺

利用自動化控制技術(shù)，全面實(shí)時在線收集生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗等數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)智能分析與分層管控、信息查詢和檢索、數(shù)據(jù)定期推送等集成化管理功能的智能化應(yīng)用平臺。平臺業(yè)務(wù)功能涵蓋工藝、設(shè)備、安全、生產(chǎn)計(jì)劃、技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量、成本核算等各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。

采用PLC控制，通過電磁閥精確控制各類選礦藥劑添加量，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、定時、定量加藥。達(dá)到提升選礦技術(shù)指標(biāo)、減少藥劑浪費(fèi)、降低崗位職工勞動強(qiáng)度的目的。

3.5 生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)控制過程的智能化升級

3.5.1 圓錐破碎機(jī)自動控制

當(dāng)下，珠航局正在全力構(gòu)造珠江水運(yùn)的“四梁八柱”，通過建設(shè)“干支銜接區(qū)域成網(wǎng)的高等級航道體系、江海聯(lián)動功能互補(bǔ)的港口服務(wù)體系、功能完善優(yōu)質(zhì)高效的現(xiàn)代航運(yùn)體系、生態(tài)優(yōu)先示范帶動的綠色發(fā)展體系、職責(zé)清晰保障有力的安全預(yù)控體系、協(xié)調(diào)有力運(yùn)轉(zhuǎn)有效的水運(yùn)治理體系”6大體系，推動珠江水運(yùn)實(shí)現(xiàn)“一流的設(shè)施、一流的技術(shù)、一流的管理、一流的服務(wù)”發(fā)展目標(biāo)，為交通強(qiáng)國建設(shè)助力。

改造前的圓錐形破碎機(jī)采用了固定排礦口的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)過程中不能根據(jù)礦石粒度進(jìn)行動態(tài)的調(diào)整，只能通過人為介入來完成礦石粒度的調(diào)整。改造升級后，可根據(jù)每臺破碎機(jī)檢測的負(fù)荷值和排礦口尺寸大小，自動調(diào)整相應(yīng)的排礦口及給礦量，最終產(chǎn)品粒度和破碎效率都達(dá)到工藝要求的條件下，每臺破碎機(jī)都滿負(fù)荷運(yùn)行。

3.5.6 渣漿泵泵池液位的檢測與控制

3.5.2 礦倉料位自動控制及自動布料模式

在原礦受礦倉、粉礦倉及破碎篩分緩沖倉內(nèi)加裝料位檢測裝置、自動分礦裝置和給礦裝置，將料位檢測數(shù)據(jù)顯示并主控室電腦上，同時設(shè)上下限料位報(bào)警，將信號發(fā)送至倉底卸礦設(shè)備。操作人員可同步了解礦各礦倉的來料和料位情況，靈活調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度，完成下料設(shè)備的自動控制。

卸料小車自動布料系統(tǒng)包含：重型單側(cè)式卸料小車自動布料系統(tǒng)、頂端式卸料小車自動布料系統(tǒng)、以原礦倉漏斗直接給料為代表的自動倒倉布料系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠通過將料倉內(nèi)的料位實(shí)時監(jiān)測信息傳輸?shù)絇LC處，當(dāng)料位低于設(shè)定值時，通過PLC控制布料車進(jìn)行布料，這個過程人工參與程度低，粉塵外露量少，環(huán)保快捷。

實(shí)施舒適護(hù)理以后，主要對兩組患者的臨床效果以及患者護(hù)理滿意度進(jìn)行觀察。臨床效果主要由專業(yè)人員對兩組患者的實(shí)際治愈情況進(jìn)行觀察?；颊咦o(hù)理滿意度由專業(yè)人員結(jié)合兩組患者護(hù)理的實(shí)際情況進(jìn)行記錄。

3.5.3 皮帶運(yùn)輸機(jī)保護(hù)與控制

在所有皮帶處安裝雙向拉繩開關(guān)、防跑偏開關(guān)；在碎礦給礦皮帶處增加自動除鐵裝置，避免因礦石中夾雜鐵器等異物造成皮帶運(yùn)輸機(jī)損壞；在磨礦給礦皮帶處加裝礦石計(jì)量設(shè)備，對入選的礦量進(jìn)行瞬時顯示及累計(jì)。

身負(fù)重任，于是私下我建議大家主動與秦風(fēng)交往，但注意不要總問他關(guān)于以前在農(nóng)村學(xué)校的事情，也不要在他面前表現(xiàn)出優(yōu)越感，讓他難堪……其實(shí)我也不知道要如何做才好，但總覺得，人與人之間相處，還是得互相尊重，真誠相待。

3.5.4 球磨機(jī)磨礦濃度控制

根據(jù)碎礦流程特點(diǎn)，將其分為分成原礦、破碎、篩分三段，并對這三個分段進(jìn)行局部的連鎖保護(hù)，各分段按照逆序開車、順序停車的規(guī)律實(shí)現(xiàn)全局的連鎖啟停。

在球磨機(jī)給礦皮帶處安裝電子皮帶秤，直觀統(tǒng)計(jì)處理礦量，為生產(chǎn)任務(wù)及生產(chǎn)計(jì)劃提供可靠依據(jù)；在球磨機(jī)前后水補(bǔ)加處及在分旋流器返砂口安裝流量計(jì)及礦漿濃度檢測裝置，實(shí)時監(jiān)測給水量。根據(jù)皮帶給礦量及旋流器返砂濃度計(jì)算出球磨機(jī)前、后水添加量，并通過主控室電腦觀察并及時調(diào)整球磨機(jī)給水量，使磨礦濃度控制在工藝要求范圍內(nèi)。

3.5.5 旋流器壓力測量與控制

磨浮系統(tǒng)采用兩段磨礦、兩段浮選工藝流程，礦石經(jīng)一段兩次磨礦分級后，旋流器溢流進(jìn)入一段粗選、兩次精選組成的一段浮選回路，旋流器沉砂返回磨礦構(gòu)成閉路循環(huán)。一段浮選的尾礦進(jìn)入二段磨礦分級回路，二段磨礦分級溢流進(jìn)入二段粗選、兩次掃選作業(yè)，掃選的尾礦為最終尾礦。二段粗選泡沫經(jīng)二次精選后，產(chǎn)出的精礦與一段二次精選作業(yè)的精礦混合作為最終精礦。

在潤滑系統(tǒng)和破碎機(jī)自動運(yùn)行及參數(shù)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)，還可對油溫、油壓、電動機(jī)功率、回油油流、主軸位置等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，自動調(diào)整破碎機(jī)的運(yùn)行方式，使破碎機(jī)在設(shè)定的模式下正常運(yùn)行。

用超聲液位計(jì)連續(xù)檢測泵池液位的高度，測量值經(jīng)PID模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算后，將信號輸送給渣漿泵變頻器，通過改變渣漿泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)礦漿的流量，達(dá)到穩(wěn)定泵池液位的目的。同時還為泵池液位設(shè)置上下限，用于液位報(bào)警。當(dāng)液位高于上限并持續(xù)一段時間后減少泵池的補(bǔ)加水和球磨機(jī)給礦量，避免泵池冒礦。當(dāng)液位低于下限并持續(xù)一段時間后增加泵池加水量，使液位回升，避免泵池抽空。

3.5.7 浮選藥劑添量加自動控制

首先，培育經(jīng)營主體的扶持政策不到位。目前，基層政府對土地流轉(zhuǎn)的專項(xiàng)補(bǔ)貼配套往往跟不上，在農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)、農(nóng)業(yè)科技投入上缺乏政策導(dǎo)向與扶持力度。

3.5.8 浮選機(jī)液位自動控制

采用超聲波傳感器測量浮選機(jī)內(nèi)礦漿液位，采用消除氣泡和礦漿波裝置降低槽內(nèi)的礦漿波動及因其含有大量的泡沫，對液位測量造成的不利的影響，通過液位控制裝置，實(shí)現(xiàn)對浮選機(jī)液位的自動調(diào)節(jié)。

墻后土體從靜止?fàn)顟B(tài)到極限狀態(tài)是一個漸變的過程，墻和土之的間外摩擦角δ與填土的內(nèi)摩擦角φ隨著擋土墻位移的增大逐漸發(fā)揮出來，直至達(dá)到最大值。在非極限狀態(tài)下，δ處于初始狀態(tài)外摩擦角δ0與極限狀態(tài)外摩擦角δm之間，φ也處于初始狀態(tài)內(nèi)摩擦角φ0與極限內(nèi)摩擦角φm之間。δ和φ都是擋土墻位移量S的函數(shù)[3]：

②寶釵在外面聽見這話，心中吃驚，想到：“……今兒我聽了他的短兒，一時人急造反，狗急跳墻，不但生事，而且我還沒趣?！?第二十七回)

4 應(yīng)用效果

（1）系統(tǒng)生產(chǎn)更加穩(wěn)定，大幅減少了破碎機(jī)、振動篩、皮帶等主要設(shè)備設(shè)施的維護(hù)量，降低了維護(hù)費(fèi)用。

（2）智慧生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用前選礦廠每個選礦車間共有磨浮、破碎生產(chǎn)班組8個，每班人數(shù)12—13人，共計(jì)約100人負(fù)責(zé)崗位操作和值守，應(yīng)用后僅有生產(chǎn)班組1個，班組包含運(yùn)行小組4個，每組人數(shù)12—16人，共計(jì)約50人，減少人數(shù)約50人。職工勞動生產(chǎn)率提高、勞動強(qiáng)度降低。

（3）主要設(shè)備生產(chǎn)效率及工藝技術(shù)參數(shù)受控率提高，優(yōu)化了選礦技術(shù)指標(biāo)。

（4）職工工作環(huán)境大幅改善，解決了噪聲、粉塵、浮選藥劑等有害因素對職工身心健康的影響。

本系統(tǒng)基于單總線EEPROM芯片DS2431設(shè)計(jì)eID方式的電子標(biāo)簽，具有體積小、觸點(diǎn)少、可實(shí)時讀寫等優(yōu)點(diǎn)。通過在光纖連接器上安裝eID標(biāo)簽，在光纖熔配一體化托盤（以下簡稱光纖托盤）的活動連接器上安裝eID標(biāo)簽插座，光纖托盤內(nèi)部布放存有內(nèi)部光纖連接信息的數(shù)據(jù)采集電路板，實(shí)現(xiàn)了對光纖托盤每路活動連接器兩端光纖信息的數(shù)據(jù)采集，從而實(shí)現(xiàn)了ODN的數(shù)字化和智能化管理。

5 結(jié)論

金川集團(tuán)公司選礦廠將智慧生產(chǎn)理念引入生產(chǎn)系統(tǒng)，對磨浮、碎礦系統(tǒng)進(jìn)行智能控制升級，不僅提高了破碎、篩分、磨礦主要過程的生產(chǎn)率，而且減少了循環(huán)負(fù)荷，降低了主要設(shè)備設(shè)施的維護(hù)量。同時解決了噪聲、粉塵、浮選藥劑等有害因素對職工身心健康的影響，使整個選礦生產(chǎn)過程處于最佳狀態(tài),最大限度地提高選別指標(biāo),在提高選礦效率與選礦質(zhì)量方面均取得了顯著效果。

[1]工業(yè)和信息化部,國家發(fā)展改革委,自然資源部．有色金屬行業(yè)智能工廠“礦山”建設(shè)指南（試行）[EB/OL]．[2020-04-28]．http：//www．gov．cn/zhengce/zhengceku/2020-05/08/content-5509729．Htm ；

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