張福鋒

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A鐵礦深部開采自動(dòng)化系統(tǒng)研究

張福鋒

（西安建筑科技大學(xué) 陜西 西安 710055；豐寧萬隆礦業(yè)發(fā)展有限公司 河北 承德 068350）

本文以A鐵礦為例展開研究，針對(duì)其深部開采自動(dòng)化系統(tǒng)展開相應(yīng)的分析與研究，最終使得礦山的優(yōu)質(zhì)資源得到更加合理的利用，降低選比，提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

鐵礦；深部開采；自動(dòng)化系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛，為各行業(yè)的發(fā)展帶來了強(qiáng)大的動(dòng)力。礦產(chǎn)開采作為傳統(tǒng)的行業(yè)，其在技術(shù)上本就與新興產(chǎn)業(yè)有著明顯的差距，對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用也難以與新興產(chǎn)業(yè)相比，因此從其生產(chǎn)技術(shù)上入手，進(jìn)行技術(shù)提升，是礦業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中最為直接有效的方式。

1 A鐵礦概述

A鐵礦鐵礦石地質(zhì)儲(chǔ)量552.68萬噸，磁性鐵品位18.86%，經(jīng)過三年建設(shè)，地面供電系統(tǒng)、井下排水系統(tǒng)、主副井提升系統(tǒng)、井下運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等八大系統(tǒng)均已形成。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)及通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)等井下安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)建設(shè)工程于2012年9月份全部施工完成，通過驗(yàn)收，進(jìn)入運(yùn)行階段。

2 A鐵礦自動(dòng)化集中控制現(xiàn)狀

全礦區(qū)自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控的現(xiàn)狀是：

第一，集中控制中心的建設(shè)在前期的項(xiàng)目中已經(jīng)基本完成，其中包括了顯示大屏、操作臺(tái)、數(shù)據(jù)交換機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、發(fā)布服務(wù)器、OPC服務(wù)器、UPS和視頻監(jiān)測(cè)平臺(tái)等遠(yuǎn)程監(jiān)控信息基礎(chǔ)設(shè)施。

第二，提升機(jī)主副井、空壓機(jī)、-320水泵、-320風(fēng)機(jī)、35KV、-320中央變電、水源熱泵、選礦廠、人員定位、-352破碎站等自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)完成，上位機(jī)已完成現(xiàn)有設(shè)備的監(jiān)視與控制。

第三，原有的-320水泵房為水箱式水泵充水自動(dòng)控制，-320水平水泵房系統(tǒng)接入井下變電所控制系統(tǒng)，變電綜保系統(tǒng)將逐步更改為北京德威特繼保自動(dòng)化科技股份有限公司產(chǎn)品。其制定了IEC60870-5-104協(xié)議，還沒有連接入集控系統(tǒng)。

第四，破碎機(jī)原有的額口料位傳感器采用PHT990，現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)采集速度慢無法快速的配合控制破碎機(jī)的頻率。

第五，原有的主副井提升機(jī)液壓站沒有油溫、油位報(bào)警檢測(cè)，副井井口、-220、-320及374裝載站的液壓站沒有油溫、油位報(bào)警檢測(cè)。

第六，深度開拓部分。405：中央變電所、1#、2#采區(qū)變、牽引整流系統(tǒng)正在建設(shè)中。其中中央變電所的高壓柜采用上海聚仁電力科技有限公司RGP501系列綜保，此綜保具有RS-485通訊接口，MUDBUS-RTU協(xié)議，用于組網(wǎng)通訊。

中央變電所還包括405水泵兩套，采用軟啟動(dòng)器控制啟動(dòng)，閥組兩套通過繼電控制正反轉(zhuǎn)，進(jìn)對(duì)線電壓、直流屏、儀表電源、信號(hào)箱電源、照明等。軟啟動(dòng)器型號(hào)JJR8000系列上海雷諾爾，通訊接口為RS485的硬件方式，軟件協(xié)議有Modbus_RTU。

1#采區(qū)變包括有進(jìn)線電源、配電箱電源、牽引成套、2個(gè)動(dòng)力配電箱、照明等。動(dòng)力箱中可以對(duì)局扇、電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)、電耙、震動(dòng)給料機(jī)、照明等進(jìn)行控制。2#采區(qū)變和1#基本相同，只是少了牽引成套。

405：水泵房（2臺(tái)）即將完成。

405：主溜井完成。

416：416破碎變電所、破碎機(jī)、板式給礦機(jī)及416皮帶機(jī)尾水泵系統(tǒng)建設(shè)中。

416-352：1#皮帶、2#皮帶及計(jì)量系統(tǒng)即將完成。

409：409井底2臺(tái)水泵沒有實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

第七，調(diào)度集控中心鍵盤、鼠標(biāo)及顯示器對(duì)應(yīng)太多，控制臺(tái)上擺放不下，需優(yōu)化處理。

第八，現(xiàn)場(chǎng)攝像頭已涉及到提升系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)、空壓機(jī)房、-320水泵房、35KV、-320中央變電、水源熱泵、選礦廠、-352破碎站及地表全礦區(qū)范圍。

3 A鐵礦深部開拓工程自動(dòng)化集中控制及應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化遠(yuǎn)程集中控制

根據(jù)目前礦區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，對(duì)其深部開拓系統(tǒng)部分采取自動(dòng)化遠(yuǎn)程集中控制。在A礦區(qū)原有的數(shù)字化礦山基礎(chǔ)上，依據(jù)公司的數(shù)字化監(jiān)控開拓要求及礦山設(shè)備安全性和高效性的要求，結(jié)合當(dāng)前礦山控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及公司多年來積累的工程經(jīng)驗(yàn)，本方案主要采用開放性的TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、安全的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)組態(tài)技術(shù)、可靠的檢測(cè)技術(shù)、智能的專家策略系統(tǒng)等。本項(xiàng)目的成功實(shí)施將使公司的礦區(qū)控制系統(tǒng)，技術(shù)更加先進(jìn)，功能更加強(qiáng)大、在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，進(jìn)一步推動(dòng)全國(guó)礦山行業(yè)的科技水平。

3.2 自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控

集中管理控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)，第一，全系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架；輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容；第二，保證數(shù)據(jù)傳送的快速性，使用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；第三，所有的監(jiān)控設(shè)備集中在調(diào)度室，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度，集中監(jiān)控。在保持原有的集控系統(tǒng)不變的情況下，現(xiàn)場(chǎng)增加405中央變電所及水泵房控制柜、416破碎及皮帶PLC控制柜等。

3.3 深部開拓視頻監(jiān)控

采用ZJSMIS安防綜合中心管理平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)由攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)、視頻服務(wù)器、硬盤存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（包括接口設(shè)備）、系統(tǒng)軟件、各種應(yīng)用軟件等組成。系統(tǒng)應(yīng)將模擬視頻圖像信號(hào)在被采集之前或在采集的同時(shí)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行壓縮處理，即視頻圖像的采集、顯示、控制、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)雀鞑糠志捎脭?shù)字系統(tǒng)方案。

3.4 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

通過增加完成的視頻設(shè)備配合原有的主控平臺(tái)，來實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置（2）存儲(chǔ)功能（3）錄像回放功能（4）用戶權(quán)限管理（5）云臺(tái)控制（6）報(bào)警日志查詢（7）操作日志查詢（8）鎖定功能

4 小結(jié)

構(gòu)建自動(dòng)化的礦山深部開拓系統(tǒng)對(duì)提升礦體開采效率、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著非常重要的意義，是提升企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力的重要途徑。由于A鐵礦的開發(fā)面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件，開發(fā)難度普遍較大，實(shí)現(xiàn)高效、高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的開發(fā)就更難，因此礦產(chǎn)生產(chǎn)亟需從技術(shù)上進(jìn)行提升，以適應(yīng)新時(shí)期的市場(chǎng)發(fā)展需求。運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)深部開拓工程的控制與運(yùn)用，通過技術(shù)創(chuàng)新手段提高系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的平穩(wěn)性，能夠?yàn)樯畈康V體的開采提供更加高效的技術(shù)支持，同時(shí)也能夠?yàn)槠渌愋偷V山的深部開拓工程自動(dòng)化控制及應(yīng)用提供一定的數(shù)據(jù)及實(shí)例參考。

[1]孫鵬. 對(duì)礦山提升機(jī)自動(dòng)化控制趨勢(shì)的探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2014（8）:109-110

[2]鄭明正霍柳行淺談接地技術(shù)在井下供電中的應(yīng)用 [J] 山西煤炭 2011（2）：78-79

this article takes a iron ore as an example to carry out the research, carries on the corresponding analysis and the research to its deep mining automation system, finally makes the high quality resources of the mine get more reasonable utilization, reduces the selection ratio, improves the mine economic benefit.

iron ore; Deep mining; Automated systems

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.154

P618.31

A

1672-9129(2017)10-0129-02

張福鋒,男,漢族,山東省鄒城市,工程碩士,工程師,學(xué)習(xí)單位：西安建筑科技大學(xué)，工作單位：豐寧萬隆礦業(yè)發(fā)展有限公司，研究方向：礦業(yè)工程。