自動化控制在礦山膠結充填站的運用研究

楊海勇

山東工大中能科技有限公司 山東 濟南 250101

材料充填的過程是整個礦上生產當中極其重要的一項內容。材料充填的強度能夠直接反映出充填的效率和效果。傳統的礦山膠結充填控制方法為人工控制，這種控制方法的工作強度較大，而且工作模式單一、枯燥，數據出現錯誤的頻率較高，導致充填效果較差。

1 自動控制技術的功能

1.1 測控水泥攪拌桶當中的水泥量

通過計量裝置和螺旋給料機將水泥送到攪拌桶當中，再通過控制給料機的旋轉速度來控制下料量。在水管當中裝流量計來計量水量，通過控制調節閥的大小來控制水量的大小，最后將水泥和水按照一定的比例放入到攪拌桶當中，再制成水泥漿。

1.2 測控水泥攪拌桶的液位

通過攪拌桶上部的液位，能夠對攪拌桶內的液位進行檢測，并且通過對放料閥門的控制來使攪拌桶的液位維持在一定的位置上，這樣不僅能夠有效提高攪拌桶的效率，還能夠確保攪拌桶內泥漿的均勻性，使攪拌桶內的排料和進料維持一個平衡的狀態，也就是排出的泥漿和新加入的水泥質量相等。

1.3 測控充填料在攪拌桶內的料位

通過攪拌桶上部的料位計能夠對桶內的料位進行檢測，通過對放料閥門的控制，來使攪拌桶內的料位維持在一個固定的高度上，這樣不僅能夠提高攪拌桶的工作效率，還能夠使攪拌筒內的充填料具有一定的均勻性，使攪拌同類的排料和進料達到一個平衡的狀態。

1.4 測控充填料的流量和濃度

根據攪拌桶的料位能夠計算出沖天料的濃度。由于棒磨砂的存放時間、溫度、環境和含水量等都能夠影響充填料的濃度，所以需要將按照配比計算的濃度值和實際測量的濃度值相比較，根據實際情況對水和棒磨砂的比例做出一定的調整，使充填料達到理想濃度[1]。填充料的流量是決定其是否堵管的直接信號，在流量減小時，相關工作人員應該及時開啟管道，并對其進行清理。

1.5 測控攪拌桶內棒磨砂和水量

在應用自動化控制系統后，在水管部位和緩沖倉的底部都安裝了測量裝置，分別測量水量和下料量，以確保水和棒磨砂能夠以科學合理的比例進入到攪拌桶當中，提高攪拌桶的工作效率，也能夠提高充填料的質量[2]。緩沖倉底部的計量裝置用來控制給料機圓盤，以此來達到控制下料量的目的。水管當中的計量裝置是用來測量水管內的水量，自動化控制系統能夠根據水量來自動控制調節閥，使攪拌桶內的水量控制在合理的范圍內。

2 自動化控制在礦山膠結充填站的運用

2.1 選擇合適的儀表

為了能夠使礦山膠結充填站順利運行和工作，在運用自動化控制技術的同時還需要選擇合適的儀表，以提高控制的效果。一般情況下，在選擇儀表時應該主要以實用和可靠兩點為主要選擇依據。但是礦山膠結充填站當中的工作流程極其復雜，根據不同的工作流程要選擇不同的儀表。例如，在選擇測量水泥料位的儀表時，為了提高水泥量的準確性，首先就需要確保料位的準確，要求儀表能夠隨時準確監測到水泥料位的變化，給出相應的反饋信息，只有這樣工作人員才能夠根據料位判斷是否存在異常情況[3]。又例如，將水泥放入到礦山膠結充填站以后，需要及時對其進行攪拌，以確保水泥的質量。在自動化控制系統當中，氣動滑板閥主要是用來攪拌水泥的儀器。自動化系統正常運行當中，會立即向氣動滑板閥發送相應的指令，使氣動滑板閥開始運行。水泥流到氣動滑板閥附近，就會開啟攪拌工作。大部分的氣動滑板閥都會采用刀鋒式設計，這種設計的密封性較強，而且有一定的調節作用，在實際工作當中具有較大的優勢和作用。

2.2 合理設置參數

有色金屬礦山膠結充填站，在充填體上方會添加一定的物料，但是在爆破過程當中，仍然會對填充體產生一定的傷害。由于受到自身重量、物件重量和爆破的影響，充填體必須達到一定的強度，才能夠盡量減少事故和危險的發生。運用自動化控制技術來控制和測量充填體的強度，就能夠有效解決上述問題。例如，某個礦山充填體在不同時間內的強度參數存在差異。第1d，充填體的抗壓強度需要超過1.5MPa，而第7d和第28d抗壓強度需要增加到2.5MPa以上或者5.0MPa以上，為了使充填體的強度達到需求，就需要采用自動化控制系統來持續監測充填體的強度，而這一礦山充填體的抗壓強度指標分別為1.8MPa、2.9MPa和6.0MPa,所以并未采取相應措施，而且也未見事故發生。

2.3 控制工藝

礦山膠結充填站在運行過程中，可以將棒磨砂用火車運送到廠房中，放在倉庫當中。棒磨砂運送到倉庫以后，相關工作人員可以運用抓斗來將其運送到砂倉部位，并篩除大塊的棒磨砂，將其他的送入到運輸機當中。棒磨砂進入運輸機以后，自動控制系統能夠立刻感知，并向輸送機發送指令，開始輸送，將棒磨砂運輸至緩沖區域。

3 結束語

總體而言，自動化控制系統在礦山膠結充填站當中的運用，不僅提高了其工作效率和工作質量，還能夠有效促進礦山的開采和發展。自動化控制系統具有測控水泥攪拌桶當中的水泥量、測控水泥攪拌桶的液位、測控充填料在攪拌桶內的料位、測控充填料的流量和濃度、測控攪拌桶內棒磨砂和水量等作用和功能，在礦山膠結充填站中運用自動化控制系統能夠選擇合適的儀表、科學合理地設置參數以及控制工藝等。自動化控制系統在膠結充填站當中是否能夠正常運用主要取決于兩點內容，一是設計的充填料制備工藝方案是否可行，第二是所選擇的設備和儀表是否合理，是否實用和可靠。當前我國很多自動化控制系統在礦山充填站應用效率不高，主要都是這兩方面的問題，因此我國眾多學者和科研人員還需要針對這一問題進行更多地研究和探討，以促進我國礦山行業的發展。