淺談選礦技術的科學化發展

邵，殷鵬飛，葉凡，雷汪

（武漢科技大學，湖北 武漢 430081）

目前選礦的技術是較為成熟的，因此其在礦山開采當中應用廣泛，但是通過對其結構進行分析和探討后認為對其進行優化可以使得其采礦效果得到有效的提升，目前在某些地區存在著參數設計不夠合理的情況，使得礦石的貧化率較高，影響到采礦的進行，如果這個問題遲遲得不到解決，就會使得選礦的結構參數受到影響，因此我們必須對于參數進行優化，對于選礦的爆破參數進行研究。要加強可靠性試驗和仿真試驗、電子技術、系統和運用工程、計算機應用技術、機械設備、控制技術等業務，在相關專業得到顯著性成果，并且保持國內先進水平。

1 選礦控制技術的發展分析

1.1 破碎過程控制

破碎機是生產過程中的重要設備，具有粒度均勻、耗能少、產量高和破碎比高的特征，經過多年的改進與發展，破碎系統和設備取得了長足的發展。國內外很多廠商都對設備進行了完善和改進，取得了良好的效果，推出了節能、可靠和高效的產品。在破碎設備上配置了自動控制裝備和檢測儀表，從而達到了提高產量、穩定操作和設備保護的目的。我國礦山現有破碎機以20世紀70年代老設備居多，并一直在生產中發揮著重要的作用。若對這些老設備進行自動化改造，實現自動控制，具有現實意義。

1.2 磨礦過程控制

在選礦工藝中，磨礦作業是一個必不可少的重要工藝環節，其工作狀態的好壞對選礦工藝指標、能源消耗以及生產成本的影響至關重要，直接關系到選礦生產的處理能力、磨礦產品的質量，對后續作業的指標乃至整個選礦廠的經濟技術指標有很大的影響。為了充分挖掘磨礦分級作業的內在潛力，尋求高效的有效途徑，對磨礦分級自動控制的試驗研究具有十分重要的意義。磨礦系統有4個主要的技術的指標：球磨機臺時處理量、磨礦粒度、磨礦濃度和溢流濃度。影響這些技術指標除了原礦性質以外，還與排礦水量、返砂水量、磨機充填率等因素有關。磨礦作業是一個十分繁瑣的過程中，具有很強的耦合性，只依據單輸出和單輸入的PID很難對回路進行有效的控制，因此，應該使用模糊控制器，保證回路能夠協調的工作，最終實現整個系統的自動化操作。

1.3 爆破過程控制

炮孔的布置形式就是指在爆破參數的條件規定下如何對于炮孔進行相對位置的指定，使得其能夠更好的發揮出爆破效應來，主要遵循的原則是，第一保證邊孔是有效爆破的，第二在邊界約束條件下來確定孔底的深度，第三是要使得邊孔要相等，為了使得炸藥的能量得到有效的釋放，排和排之間要按照交錯的炮孔布置模式。同時要進行動態調整，從后臺對炮孔排布提供建議，從而達到節約能源，降低損耗的目的。同時這樣可以使管理者也能及時的了解到爆破情況，為下一步有效配置打下堅實的基礎。

起爆方式對于最后的爆破效果有著非常重要的影響，我們在對于爆破的孔網參數進行設定的時候，采用的是不同的起爆方式，實驗證明，爆破的效果是有著較大的差異的。在我們進行投產的最開始的階段，主要是利用傳統的扇形方式來進行的起爆，但是經過我們多年的生產實踐表明，在孔口進行起爆的效果是較差的，其大塊率比較高。因此我們主要對于起爆方式進行了大規模的改進，不再采用傳統的孔口起爆方式而利用微差毫秒起爆技術，利用雷管的聚能效應來進行反向起爆，這樣就使得孔口起爆的弊端得到避免。因為起爆點的前方進行了裝藥，因此使得爆轟的氣體產物可以向介質進行做功，爆轟氣體可以使得孔洞內的氣體進行相對的膨脹，使得介質的靜態作用變大，可以讓炸藥的能量利用率大大提升，使得大塊的巖石得到了充分的破碎，有利于實現高精度放礦。

1.4 浮選過程控制

我們在浮選的時候一直采用的是截止品位的方式，但是這樣的方式存在一定的弊端，一般來說其出礦主要分為兩大階段，第一階段放出的礦石主要是純礦，在一起放至數量達到一定值時就要出現廢石。第二個階段是礦石和廢石進行摻雜放出，因此又叫其為貧化放出，在貧化放出的這個階段，在浮選進行當中，沸石的含量不斷增大，在其達到截止品味的時候，我們要進行停止浮選，這樣利用截止品位的方式可以使得單步距的礦石量得到有效的提升，但是在每個步距都會放出大量的廢石，使得最終的廢石混入量是較大的，使得最終我們得到的礦石貧化率較高，因此我們必須要解決廢石混入率高這個問題，這樣才能使得截止品位浮選得到優化與改進。

2 選礦自動化控制系統的進展探討

2.1 總線控制

目前我國的能源浪費的情況比較嚴重，使得供需不夠平衡而引起嚴重的經濟損失，解決這些問題的主要方法就是通過合理有效的PLC算法來對于負荷進行優化，為了使得發電負荷和損耗之間能夠保持動態平衡，需要建立更加科學的模型，以此來使得用戶的需求得到滿足。所以在PLC總線設備的普及率不同時，設備對于配礦場有著不同的影響，在PLC總線設備普及率較低的時候，設備進行充電可以將線路的運行效率提升，總損耗也較少，但是如果PLC總線設備普及率比較高時，就會使得整條線路上的電流過大，也會相應的影響損耗，變壓器和線路的時候都會較高，這樣整條線路的運行成本非常高，同時也會影響到礦場正常的供電，所以對于PLC總線設備要進行控制，使其不會威脅到整個配礦場的運行。在發電和輸電的過程當中，能夠對于礦場進行資源的調配，使其進行動態化的智能管理，有利于我們克服當前所面臨的一些困難與挑戰，實現電廠設備的自動化運行，提升供求的平衡性。但是目前來說，PLC總線設備的研究還沒有進行系統化，因此，各路專家正在抓緊對其進行研究和探討，希望利用更加先進的技術使得各設備之間可以實現高速通信，既能獨立工作也能集中控制，這樣就可以實現總線系統的科學化管理，PLC總線可以指揮一個很大的系統，每個部分對于其中相關技術的發展都有著極為重要的影響，比如說信息通訊技術就對于其管理產生了極為重要的影響，在全球范圍內PLC總線技術越來越受到重視。

PLC現場總線接線較為簡便，通過雙絞線就可以進行多設備的連接，在進行新設備的加入時可以直接進行添加。PLC可以連接礦場的各種傳感器與控制器，同時其還可以很方便地實現觸摸屏的程序編寫，這樣就可以使得控制更加簡便，通過交換機來實現多個PLC節點的連接，最終實現優化高效的控制。同時我們也可以看出來，在礦場當中，PLC和DCS進行結合可以有效的解決礦場控制系統中遇到的一些問題，目前來說，PLC有逐漸代替DCS系統的趨勢。

2.2 煤礦通信

目前煤礦通信系統在礦場應用是極為廣泛的，因為其和PLC進行相關通訊可以盡量的減少人為的控制，實現自動化操作，同時對于礦場內的一些關鍵性的設備，比如除塵設備和輸煤設備等可以有效的實現控制，減小控制室的面積，降低成本，同時使得維修維護的次數較少。利用分布式的設備進行控制與監測有著極為重要的現實意義，在過去的發電系統中，主要采用發電機的功率調整來實現負荷的平衡運轉，但是在現代化的礦場中這樣是無法進行的，因為分布式的電源過多，它對于環境的因素變化是非常敏感的，如果系統無法做到它們之間的相互平衡，就可能會導致嚴重的事故，引起電機燒毀或者是大區域的停電。這就需要電力系統供電的設備有一定的電能儲存量，但是如果電儲存量較大，不僅在技術上有難度，也會使得整個礦場的運行效率降低，最好方法就是采用一些分布式的控制管理元件對電能進行存儲，隨時可以進行放出，解決供需之間的不平衡關系，實現資源的合理優化調配。

為了避免這樣的設備對于礦場的運行造成較大的波動，管理人員可以利用自適應的方式來進行煤礦通信設備的啟動停止控制，結合不同設備的相應參數進行分層優化來使得企業的各種設備運行更加的科學高效，它可以根據儲能設備的充電信息，進行動態調整，從后臺對供電提供建議，從而達到節約能源、降低損耗的目的。同時這樣可以使管理者也能及時的了解到礦場供電的情況，為礦場進行下一步有效配置打下堅實的基礎。

3 結語

在選礦技術改進中，各種錯誤數據需要認真的比對和分析，從而對其進行評估，因此作為工程師應當具有一定的建模能力，使得測量效率提升，能夠將相應工具在精確測量中應用，這樣有利于實現選礦方式的科學規劃與合理布局，其配合技術對于施工的發展來說具有極為重要的意義，因此需要對其技術進行進一步的優化。

參考文獻：

[1]韓躍新,孫永升,李艷軍,高鵬.我國鐵礦選礦技術最新進展[J].金屬礦山,2015，(02):1-11.

[2]唐雪峰.難處理赤鐵礦選礦技術研究現狀及發展趨勢[J].現代礦業,2014,30(03):14-19.

[3]田嘉印,劉保平,陳占金,景建華,李維兵.我國紅鐵礦選礦高效節能技術及設備評述[J].金屬礦山,2005，(09):4-10.