淺談仙人橋銅礦充填自動化控制技術的實踐

2015-11-04 06:37:46于海清

建材與裝飾 2015年38期

于海清

（仙人橋礦業有限公司　江蘇句容市　211131）

淺談仙人橋銅礦充填自動化控制技術的實踐

于海清

（仙人橋礦業有限公司江蘇句容市211131）

膏體制備濃度的穩定性是決定能否順利實現自流輸送的核心參數，而充填料配比及準確性決定充填體強度，所以充填站設置較為完善的自動檢測及控制系統是保證充填體質量的重要環節。

檢測；控制；灰砂比；流量；濃度

前言

仙人橋銅礦充填站自動化控制系統是由銅陵有色設計院設計的，本系統在運行過程中通過微機控制，將各類先進的自動化儀表得其準確的應用和計量，有效的保證了充填體質量，我們知道膏體制備濃度的穩定性是決定能否順利實現自流輸送的核心參數，而充填料配比及準確性決定充填體強度，所以充填站設置較為完善的自動檢測及控制系統是保證充填質量降低膠結充填成本的關鍵。

1　重錘料位計的設定和安裝位置是保證充填濃度的關鍵

我們知道充填濃度是由壓力場、沉降濃宿時間、砂位等多種內、外因素決定的，而濃度的高低又與流量的大小、灰砂比等技術經濟指標相關聯，因此，在充填過程中對砂倉砂位實施控制，掌握其砂位變化規律是非常必要的。在眾多料位計或界面儀中，如雷達料位計、超聲波粒位計對于連續充填的砂倉的界面測定都是不適合的，因為超聲波料位計只能用在靜態條件下，而在動態條件下由于尾礦料漿有一定的泡沫和流動過程中的聲響，其波的信號不反饋，而雷達料位計也由于上述原因在進料過程中信號失真或不反饋。重錘料位計卻可以通過重錘測得較為準確的界面，且可以隨料砂位的升降準確的測得砂位。

2　流量計的安裝位置是準確測定流量和灰砂比的重要因素

電磁流量計的安裝：

要保證電磁流量計的測量精度，正確的安裝是很重要的：①傳感器應安裝在室內干燥通風處，避免安裝在環境溫度過高的地方，不應受強烈振動，盡量避開具有強烈磁場的設備，如大電機，變壓器等。避免安裝在有腐蝕性氣體的場合，安裝地點便于檢修.這是保證變送器正常運行的環境條件；②為了保證傳感器測量管內充滿被測介質，變迭器最好垂直安裝，流向自下而上，尤其是對于液固兩相流，必須垂直安裝.若現場只允許水平安裝，則必須保證兩電極在同一水平面；③傳感器兩端應裝閥門和旁路；④電磁流量傳感器的電極所測出的幾毫伏交流電勢，是以傳感器內液體電位為基礎的，為了使液體電位穩定并與傳感器與流體保持等電位，以保證穩定地進行測量，傳感器外殼與金屬管兩端應有良好的接地，轉換器外殼也應接地，接地電阻不能大于10Ω，不能與其它電器設備的接地線共用。如果不能保證傳感器外殼與金屬管道良好接觸，應用金屬導線將它們連接起來，再可靠接地；⑤為了避免干擾信號，變送器和轉換器之間的信號必須用屏蔽導線傳輸，不允許把信號電纜和電源線平行放在同一電纜鋼管內，信號電纜長度一般不得超過30m；⑥轉換器安裝地點應避免交、直流強磁場和振動，環境溫度為-20～50℃，不含有腐蝕性氣體，相對濕度不大于80%；⑦為了避免流速分相對測量的影響，流量調節閥應設置在傳感器下游。流量計上游應有5D以上的直管段，下游一般直管段要求應有3D。

圖1

圖2　電磁流量計

但在充填過程中流量的大小是一個動態的變化過程，其流量一般在40～120m3/h，因此，要準確的測定料漿流量必須保證相對穩定的砂位，同時要保證料漿的滿管流，應盡量安裝在遠離砂倉風水造漿區域，防止流量波動。在控制系統中流量的準確性至關重要，因為它是計算膠結劑和充填能力的重要數據。這里要說的是放砂流量計和沖板流量計以及電子稱、轉子稱等都對灰砂比準確性和充填體的強度有著重要的影響。需檢測控制的參數、所用儀表及調節方式有：

全尾砂漿給料計量檢測及調節：通過放砂閥向攪拌機輸送的全尾砂漿流量由電磁流量計檢測，流量的調節則通過改變電動夾管閥及手動調節閥的開度來實現。

水泥給料量檢測及調節：水泥給料量由螺旋電子秤檢測，通過變頻調速器改變雙管螺旋給料機轉速進行調節。同時為了隨時測量水泥倉內水泥量，在水泥倉頂設置雷達料位計。

灰砂比控制：采用定量控制方式。即按設計灰砂比計算出全尾砂料漿給料量及水泥給料量，在充填過程中，分別使全尾砂給料量及雙管螺旋轉速設定為設定值即可。

設計的自控系統如圖1所示。

2.1示意圖

圖3

2.2攪拌槽液位控制

現場安裝單回路調節器。單回路調節器根據超聲波液位計的液位信號自動調節攪拌槽排料管道上的電動管夾閥的開度。確保攪拌槽液位穩定，使尾砂與水泥有充分的時間攪拌。

圖4　超聲波液位計安裝要求

充填料漿濃度控制：充填料漿濃度的高低取決于全尾砂料漿供料濃度及添加水泥比例。為了保證充填料漿濃度的穩定，設置濃度調節裝置。向雙臥軸攪拌機設置一條供水線路，供水線設置閘閥、電磁流量計、電動調節閥。當充填料漿濃度過大而難于實現自流輸送時，可通過電動調節閥的開度進行調節，從而向攪拌機添加適量的水，使充填料漿制備濃度得到適時控制。

充填料漿流量及濃度檢測分別采用電磁流量計（8）及γ射線濃度計（9）。

為了及時采集、記錄、分析充填系統運行參數，配置一臺無紙記錄儀。

2.3超聲波液位計、電動管夾閥選型參數表（見表1）

3　膠凝材料計量儀表的選擇

在膠結充填過程中，其膠凝材料的計量儀表選擇有多種，如沖板流量計、轉子稱、電子稱，根據使用儀表的工況條件，由于特定的條件限制，在計量儀表的選擇中，計量準確是基本條件，同時要兼顧到封閉和除塵，在深井大規模礦山中，由于充填系統數量較大，膠凝材料的輸送過程中產生大量的粉塵，如除塵系統不完備將會影響工作環境和工作員工的健康，因此在現代膠凝材料的計量儀表中選擇轉子稱的較多。