關于尾礦輸送泄漏自動預警系統

張志華，徐金光，鄭月濤，王光文

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

在礦元素的剝離過程中，會采取大量的藥劑，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生大面積泄漏對人們的生命財產以及自然環境都會造成惡劣的影響[1]。在尾礦產生后，會通過輸送，輸送到尾礦回收處理裝置中進行統一處理，在處理完成后變成有用的材料，但整個回收輸送工作主要通過管道進行，在這過程中，難免會因為復雜的地下環境、管道本身的質量等原因導致泄漏，在現有技術中，主要通過人為巡查、檢修來找到和預防泄漏的問題，但這樣費時、費力、工作效率還不高，亟待有自動化裝置來解決這一問題，本文我們將針對尾礦輸送過中針對泄露情況自動預警的問題進行探討。

1 關于尾礦

在礦山將礦體開采出后，則會送往選礦廠進行選冶、煉化，從礦石中提取有用的礦元素，剩下的暫時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。尾礦是在原礦經過破碎、選別等作業后挑選剩下的礦漿，尾礦的數量極大，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到80t～90t，選礦廠排出的尾礦漿體內有大量的藥劑和有害物質，氯化物、松油黑藥、砷、酚汞、氰化鈉等毒害物質，以及銅、鉛、鋅等重金屬離子，其一旦在輸送過程中發生泄漏，給人體、動物、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行回收，將其回收處理，用來進行礦山填埋或者作為其他的用處。不僅能減小對環境的污染，也能對能源進行保存，等到我國技術發展到能提取后，再對尾礦進行二次提取，因此在我們選礦后要將尾礦漿通過管道輸送進入回收庫，以便之后的二次提取利用。

2 尾礦輸送泄漏自動預警系統的思考

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對所負責區域內的輸送管道進行巡檢，若在此過程中發現有泄漏的情況，則進行維修，為了減少這一過程中的人力、時間成本的浪費，我們研發了尾礦輸送泄露自動預警系統，通過系統結構和方法的改變來達到自動預警的效果，本次研究我們主要從以下幾方面進行改進。

首先，在傳統尾礦傳輸設備上增加預警裝置，其包含輸送前容器和輸送后容器，輸送前容器上裝液位計，通過液位計對輸送前的尾礦漿液位數據進行收集，再在輸送泵的出口位置安裝流量計一，通過流量計對尾礦礦漿流量盡行計算。在尾款漿通過傳輸軌道后，進入輸送后容器前安裝第二個流量計，對進入回收裝置的尾礦漿流量進行計算，同時在輸送后（即回收容器）上安裝液位計二，對進入輸送后容器尾礦漿的液位進行計算。（整套系統機構如下圖1所示）。

其次，我們將流量計一（圖中字符8所示）測定的流量與流量計二測定的流量（圖中字符9所示）進行比較,當兩組數據之間的差額大于正常損耗流量時，則輸送管道必然有出現泄漏。當然為了更好判斷泄露險情，本方案我們還考慮了通過液位計進行監控：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控其內物質的量，在同樣時間內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候，則也可判定出現泄漏。我們在實際實施過程中，無論是流量計之間的數據差大于正常損耗值還是液位計的數據差大于損耗值都是判斷為泄露，但當發現液位計和流量計所計算的數據都存在泄露的問題時，則表示情況緊急，需立即對出現問題的連著流量計之間的管道進行排查。

圖1 檢控系統結構示意圖

除此，圖中流量計一和流量計二、以及兩個液位計還通過通信終端分別連接中控系統；可以通過中控系統的觸摸屏直接收集，中控系統能夠收集都兩個流量計和兩個液位計的數據信息，若計算結果發現任一數據超過正常損耗，則會通過相關程序觸發終端報警系統，這時候工作人員可以與針對性的對出現非正常數據差的兩個液位計或流量計之間的管道進行巡查/檢修。這樣一來極大的節約了人力盲目巡檢的工作，只需要直接有針對性的進行檢修。

3 采取預警方式帶來的有益效果

本文所描述的系統和方法，在研究完成后，我們在工作中進行了實際試工作，試點發現，整體系統實用性非常好，且運作平穩，預警迅速，能快速的反映出問題管道所在，克服了現在普遍使用的自動化程度低、過分依賴人員監管等問題。并且系統采用了簡單的計算程序，使其能自動分析輸送泵的運行狀況，并且通過計算機管理系統，極大的提高了礦山工作的自動化程度，也能滿足非煤礦山尾礦輸送管路高原與高揚程工藝要求，適用性極強，可適合任何涉及非煤礦山的企業。相比較傳統的傳輸設備，增加了流量計、液位計、觸摸屏、PLC模塊（指令模塊用于通訊，通過觸摸屏實現現場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，實現人機交互）、開關電源、電纜、指示燈、電鈴、報警燈等物料支出，但其能實現無人看值守、自動預警，相比巡查、監管的人工成本，總的成本下降了80%以上，其有很好的經濟效益和社會效果。

4 結語

本次研究的輸送監控自動報警系統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，通過精密的計量、計位對比，減去正常損耗，簡單的方法和設備卻能實現高精度保準，且通過這種方式能準確定位到是“哪一段”管道出現泄漏，實用效果極其顯著。