某鎢礦山粗選智能選礦機的電氣原理探討與應用優化

陳嘉輝

摘 要：本文首先描述了兩類初選智能選礦機電氣原理，其次對鎢礦粗選系統安裝應用背景、后期改進進行了介紹。項目應用后，對選廠選礦技術指標提高，增大處理量，降低工人勞動強度等具有顯著效果。后期機器的改進完善，對機器穩定運行、提高效率等具有很好的借鑒意義。

中圖分類號：TD952 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0276-01

引 言

國內大多鎢礦山多是以人工手選進行人工丟廢，隨著經濟的發展，鎢礦山品位降低，人工成本的提高等因素，人工手選工藝的落后，不僅遠遠不能滿足生產力的要求，也違背了鎢選礦“早收多收、早丟多丟”的選礦原則。智能選礦機的應用替代了人工分選，是老礦山向數字化礦山邁進的重大成果，是密集型重體力勞動者的解放，符合國家《安全監管總局關于開展“機器換人、自動化減人”科技強安專項行動的通知》（安監總科技（2015）63號）生產安全生產趨勢[1]。

1 應用背景

中國鎢礦以白鎢、黑白鎢共生、共伴生為主，其中，鎢礦晶體在圖像特征上具有顏色呈淡褐黑、葉片狀、粒狀和致密狀等特征，品位低，大多難以回收利用[2]。

某選廠采用典型的“三段一閉路破碎”選礦流程，礦石經翻車器、振給機、老虎口、皮帶、重型篩后到人工手選，分為4#、5#、6#、7#四根皮帶，粒度分別為200～60mm，60～40mm，40～26mm，26～18mm，處理量達3000t原礦/d，1d兩班共16h作業。原礦品位1.5，單班共60個手選女工作業，廠房是1984年選廠建設投產的老舊廠房，不能進入工程機械。

經礦技術會議研究決定采用吊裝機器，進入搭建鐵軌后滑入手選搭建鐵板平臺上，5#皮帶安裝了贛州某研究所研制的IVS-1200-02型智能視覺選礦機，6#、7#皮帶安裝了贛州某公司生產的AWS100-C2S1型智能圖像選礦機，最終是保時保質保量的完成了安裝任務。

2 機器電氣原理

（1）兩類機器從電氣原理上看，硬件的執行分類上分成四部分：輸送模塊、圖像采集與分析模塊、分類輸出與控制模塊、其余輔助設施。

輸送模塊：兩臺振動給料機組成的振動斗，可通過變頻器調節給礦頻率，通過調節振動電機偏心間隙調節給礦激振力，完成攤平的鎢礦石進入照明室，為攝像頭采集到完整的產品圖像奠定基礎。

圖像采集與分析模塊：經過圖像處理技術的分析，針對鎢礦的特有特征，基于數學形態學和改進的SUSAN算子的邊緣提取算法，以達到解決鎢礦石初選環節礦苗精確分選問題[3]，主要由相機、光源、工控主機等組成。

分類輸出與控制模塊：噴閥、顯示屏、噴閥驅動卡等。

其余輔助設施：背景光源、背景板、壓力傳感器等。

當給料皮帶進行給礦，經過振動斗后，給礦趨于均勻，礦石默認從振動斗邊緣落下速度為零，從而開始做理想狀態y軸初速度為零自由落體運動。

在礦石自由落體軌道的前部，通過高速攝像機完成圖像采集和分析，計算并處理計算機圖像采集分析模塊，然后輸出分類輸出和控制模塊的輸出。分離通過由噴射閥包含靜脈結石的快速氣流射流實現。

（2）IVS-1200-02型智能視覺選礦機電氣柜（除輸送模塊外）單獨配置在機體前端，柜內依次配置了工控主機、西門子PLC、模塊電源、UPS電源、照明燈、小型空調。西門子PLC可進行一鍵啟停；UPS電源最大限度的保護了工控主機的穩定性；小型空調進行降溫、隔塵。電控柜放置在機子本體之外，減少了對機體電氣元件的振動。

（3）AWS100-C2S1型智能圖像選礦機將電控柜配置在機體上方與本體連在一起，依次通過熔斷器、接觸器、隔離變壓器、多個開關模塊、浪涌保護器進行保護、通斷，通過多級模塊電源的控制通斷，對相對應模塊電源本級的電氣元件進行了通斷、保護。開發了手機APP軟件，將藍牙通信模塊與主機連接，當部分輔助設施如顯示屏、相機、光源等故障時可以進行無線開機。

3 機器安裝、后期機器的改進完善

（1）設備安裝牢固可靠：工控主機等應與各類線束接插可靠；對電器件的安裝使用要符合安裝要求，對各電器需調試和線路檢查無誤后才可使用。

（2）給AWS100-C2S1型智能圖像選礦機振動斗配置獨立電控系統。當機器在故障維修時，可以進行處理量小的人工手選作業。

（3）受振動影響，對部分電氣元件進行機械緊固、加固處理，如內存、顯卡、驅動卡等。

（4）將電控箱與機子本體脫離，通過獨立懸掛的軟性連接配置，增強機子運行穩定性。

（5）為集中器選擇一個獨立的防雷接地體，選擇合適的浪涌保護器。礦井大多是雷區。基于（JGJ/T16-92）《民用建筑電氣設計規范》第十四章，增加接地體、接地體接地和安全性：第十四條7.5.3條規定：機房接地時，接地電阻應小于1Ω。保護系統。因此，對于機艙接地，同一接地裝置應與建筑物防雷接地共用，接地電阻要求小于1？贅。

（6）其余改進

給振動斗增設角鐵片利于分礦；給漏礦漏斗增設耐磨鋼板；給噴閥制作合適的工具利于定期清潔噴閥等。

4 結 語

（1）本文對鎢礦山粗選智能選礦機的電氣原理進行了簡單探討。

（2）項目應用后，對選廠選礦技術指標提高，增大處理量，降低工人勞動強度等具有顯著效果。

（3）后期機器的改進完善，對機器穩定運行、提高效率等具有很好的借鑒意義。

（4）提出為系統整體研制及解決鎢礦粗選環節的高效化，企業收益最大化提供了經過實踐檢驗的現實依據。

參考文獻

[1]劉烈文.智能選礦機在黑鎢礦山預選中的應用[J].百度文庫，2016，08.

[2]中國鎢業/中國有色金屬工業協會主編.（第一版）北京：冶金工業出版社，2012，8.

[3]趙秀鳥.基于機器視覺技術的鎢礦初選工藝研究.科技廣場，2012，7.

收稿日期：2018-9-15