推进自动化是将来矿山企业竞争力的重点

成本是企业生存和发展的永恒主题,在国际矿业步入寒冬、矿产品价格大幅下滑的背景下,提升成本竞争力对矿山企业尤为重要,甚至是唯一出路。贯彻集团“信息化、自动化、设备大型化”方针,努力应用先进的矿山自动化技术,是集团实现国际化发展战略的重要举措。

何为先进技术?先进技术就是能降低成本的技术。国内外矿山的大量实践证明,在强化绿色环保和可持续发展理念、尊重生命和关注职业健康、劳动力成本不断提升的大环境下,通过广泛应用自动化和信息化技术是实现增产节约、节能降耗、减员增效从而有效降低矿山运营成本、提高HSE保障水平的最直接、最有效手段。

矿山自动化,具体包括供配电、电气传动、光电系统、计量检斤、过程控制、检验监测仪表、生产计划和控制、设备检测和维护、调度指挥、“六大系统”等系统,需要推广的技术包括:

一、采矿方面。成熟的自动化技术包括露天矿卡车调度系统、露天矿钻孔精确定位系统、车辆运输综合管理系统、变电所远程监控系统、胶带运输远程集中控制系统、通风机远程在线监控、压风\供水管路远程监测系统、自动化排水系统等。

露天矿钻孔精确定位系统以GIS为基础,精确定位真实孔位,可视呈现钻孔深度和相应水平数据,远程查看一手信息,测量炮孔,调整药量,实现火药添加的现场化、数据采集自动化。

露天矿卡车调度系统通过使用GPS等技术,实时掌握车辆位置,监控车辆运行全过程,可以实现实时计算、及时分派车辆到相应装卸点、优化车铲比、提升运输能力;可以实现对车辆的精确定位、越界报警、轨迹回放、实现超速检测和防碰撞预警,提升安全作业水平。

车辆运输综合管理系统通过加装油箱液位计和无线传输设备将位置和油量信息实时传输、存储到服务器。可以直观反映出油量的正常消耗与非正常消耗,实现对运输油耗的监控,堵塞燃油管理的漏洞。

井下斜坡道交通灯管理系统,用于指挥、调度井下各种车辆的运行,运用RFID、传感器等技术,对各车辆进行实时的定位,依据车辆的类型、位置变化,得到路况信息,给出红绿灯的指示。

胶带输送机的安全、高效运行,直接决定着产量和效率。老式胶带机控制系统一般单条皮带独立控制开停,系统分散,控制的灵活性差,通过胶带输送机的远程集中控制可实现对全部胶带机及设备的集中监测监控,实现胶带跑偏保护、速度检测、打滑和超速保护、急停闭锁、温度检测、纵向撕裂保护、自动洒水、语音提示等完善的检测和保护功能,对提高生产效率,降低事故率,减少故障处理时间、减少现场操作人员、提高经济效益有重要意义,建议有条件的矿山应用。

提升机自动化控制系统,对提升设备的主轴、提升速度、限速装置实现实时监控,异常情况及时预警,对运行过程中的超载、欠压运行、制动力矩实现自动检测,对液压站等辅助系统实施控制,最终确保提升设备运行状态的稳定,保障提升设备和运送人员、物资的安全。

变电所远程监控系统实现地面调度中心对供电设备的遥测、遥调和遥控,并可生成多种记录和统计报表,以达到减人增效的目的。通过烟感和电缆温度检测系统可以有效提高安全生产水平,可使高压、低压供电管理实现无人值守,提高供电智能化调度和信息化管理水平。

矿井主通风机是向井下送风的重要设备,也是大型耗能设备,通过变频改造实现低中压驱动,对其实现在线监测监控,按需调速、使之始终运行在良好状态,对于保障安全生产,降低风机能耗具有重要意义。

采用矿井压风、供水管路远程监测系统,能够对压风、供水系统的各管路状态进行自动监测、自动控制和故障自动报警功能。

自动排水系统可以自动检测水仓水位并控制某一水泵的开停,检测运行参数、分析差数进行对设备的保护。目前,在矿井泵房的排水系统设计中,一般设置多台多级离心水泵,一组工作、一组备用,并设置了用于轮换检修的水泵。这些水泵电压高、功率大、运行工况复杂,人工很难做到实时监控。另外对于水泵启动前吸水管路的充水(抽真空)、水仓水位监测、泵房内设备的运行与管理等工作,普遍采用人工操作方式。通过自动化控制能改变传统模式操作过程繁琐、劳动强度大、人为因素多、启泵时间长等问题,对提高安全生产有重要意义。

有条件矿山可以逐步探索遥控(视距内或视距外)采矿技术应用(包括装药、爆破、掘进、铲运等作业),这对于提高本质安全生产水平、降低成本(一线工人甚至可以在远离矿山几百公里的城市远程操控采矿,人工成本大大降低)。

二、选矿自动化是矿山自动化的重点。选矿厂作业一般可以分为物料准备作业、分选作业和脱水作业,不同阶段的生产设备的处理能力不同,因此需要实现选矿厂全流程的协调控制,使生产稳定进行,避免有价金属的流失。新建选矿厂一般都采用全流程自动化控制系统,包括:

1、破碎自动化控制系统

破碎自动化控制系统通过对油温、油压的检测,实施对破碎机安全工作状态的分析和报警;通过对破碎机负荷的检测和分析,实施破碎机优化给矿的控制;通过对料仓、料位的检测和各破碎机能力的分析,实施自动布料和破碎机挤满给矿负荷优化平衡控制;此外还能对主要皮带的跑偏、打滑实施控制,以及对相关设备实施逻辑连锁与保护控制,实现开停车联锁、开车预警,确保整个系统安全、稳定、高效的运行,保障操作人员人身安全。

2、磨矿分级自动化控制系统

磨矿分级自动化控制系统通过对磨机优化给矿、磨矿浓度、旋流器给矿压力、旋流器给矿浓度、分级溢流浓度和粒度的优化控制,在保证磨矿分级粒度指标的前提下,实现磨机处理量的最优化。

3、选别自动化控制系统

集团目前应用的主要有重选、磁选、堆浸、炭浸、浮选、湿法冶金等选矿方法,通过自动化手段实现选别过程的稳定控制与优化控制,对降低劳动强度和生产能耗与药耗,提高回收率等具有重要意义。

浮选自动化控制系统主要包括浮选自动加药系统、石灰自动配置和添加系统、和磨机自动补水系统;对浮选过程中矿浆浓度、pH值、流量、充气量等参数的检测和控制;浮选槽矿浆液面的检测和控制;浮选矿浆品位的及时检测和控制;絮凝剂自动制备与添加;浮选效果的自动分析等。

尾矿输送自动化控制系统主要包括压力、流量等信号的检测以及连锁控制等,回水控制自动化控制系统主要是监控回水流量、高位水池液位检测以及连锁控制等。

4、湿法冶金

金湿法选矿自动控制系统主要包括堆浸控制系统、炭浸氰化(补充溶解氧和氰根浓度检测系统)和炭浆氰化控制系统、贵液中金的吸附控制系统等;铜湿法冶金自动控制系统包括堆浸控制系统、萃取—电积控制系统等。

三、计量自动化

1、地磅称重

通过视频监控和地磅数据自动采集上传等信息技术,实现无人值守或集中值守,减员增效,同时避免商业违规事件发生。计量系统预留MES数据通信接口,可向MES系统发送产量、销量等数据。

2、胶带运输计量

矿石胶带传输计量数据,是矿山生产管理的重要数据,推荐采用核子秤同时预留MES数据通信接口,可向MES系统发送数据信息。核子秤和矿石无接触,维护量很低,皮带秤对安装、维护和工作环境的要求高,要保证皮带张力恒定、皮带不跑偏、秤架不积灰、托辊校准好,并要求精心维护并定期进行模拟校验或实物校验。在维护不到位的情况下,皮带秤误差甚至可能高达20%,两相比较,核子秤具有明显优势。

3、能源计量自动化

应用风、水、电、气等系统采用远程操控和自动抄表系统,实现减员增效。系统通过通信接口将数据给MES系统,照明系统采用LED灯冷光源,同时具备自动开关以及运程遥控功能。

4、料场激光三维测量系统

利用激光扫描、多传感器集成、无线、计算机图形等综合技术实现料场测量数据的实时自动采集传输和智能数据处理以及数据管理。

5、基于激光三维技术的采空区测量系统

四、六大系统(通讯联络、人员定位)

井下通信采用有线通信和无线通信相结合的方式,采用视频、音频和控制信号的三网合一和全IP技术,无线通信普遍采用WI-FI技术。人员定位系统方面目前RFID技术已经落伍,目前一般使用WI-FI或ZIGBEE技术。

五、安环监测方面,主要包括工业监控电视、尾矿库安全在线监测、环保在线监测系统等

工业监控电视是强化现场管理的有效手段,目前很多矿山的监控摄像头普遍质量较差,新建的视频监控系统一般采用高清、智能IP摄像头,井下巷道推荐使用广角摄像头和变焦摄像头。在信号传输上,采用光纤或无线传输方式。

尾矿库安全在线监测系统可以实现,坝体位移(表面和内部)、浸润线、干滩长度、安全超高、库水位、降水量、库区视频影像的实时监测。并通过矿山网络系统、监测信息实时上传汇总至生产调度中心和指定手机用户,对安全生产有得要意义。

应用环保在线监测系统。实现在线监测与短信报警,提供实时数据通信接口给上层信息系统和调度指挥系统。

此外,利用雷达/GPS技术进行边坡位移监控、井下微震监测也是有效的安全监控手段。

六、调度(应急)指挥系统

为提升集团管控和突发事件处理能力,集团各矿山自动化系统应接入集团、矿山两级调度指挥中心平台。通过集中的调度指挥系统,将整个矿山所有摄像头(包括车载视频系统、单兵监测系统)整合在一个视频信息管理平台,调度可以根据需要调用如何一个或几个摄像头的视频信息实时上调度中心的电视墙;将六大系统、全矿的风、水、气、电、提升机、生产管理系统(MES)、环保在线监测、尾矿库安全在线监测系统、水文演示系统、水雨测报系统等控制与信息系统整合在一个统一的信息平台,基于GIS界面进行统一调用;预留接口,保障六大系统的接入并能够远程控制设备。

应急指挥子系统能够存储查询矿山地质资料、工程图纸、应急物资、应急人员、应急设备、周围医院等各种信息。并提供实时预警、日常调度等语音群呼功能。

七、生产管理信息系统(MES)

生产管理信息系统(MES)是采集、归集和统计生产业务的流程各类数据的重要工具、也是ERP系统进行成本核算和管理的基础工具,意义重大。现代矿山普遍建设MES系统,实现生产计划、生产调度、生产实绩、检化验、备件库、作业成本等功能。

八、设备管理自动化系统

设备密集型矿山一般需要建设设备管理系统,实现设备台账、设备技术对象(结构和位置)、设备技术标准、设备运行管理(运行记录、油脂管理、点检定修等)、维修管理、特种和测量设备管理、备件管理等功能。可以利用手持终端,提高任务下达、数据录入、设备参数监测的效率。有条件的企业,可以考虑利用物联网技术实现设备状态的在线监测和故障诊断。

九、节能新技术

风机、水泵等电气设备采用变频调速技术节约能源。通过采用无功功率因数补偿系统,提高功率因数,功率因数一般低于0.9,先进矿山应高于0.95。此外,应用照明远程操控系统也是节约照明用电的有效手段。

点赞

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注