陳 真

(富蘊蒙庫鐵礦有限責(zé)任公司)

概況

原礦質(zhì)量是衡量采選生產(chǎn)的重要技術(shù)經(jīng)濟指標。 及時、準確反映原礦質(zhì)量不僅有利于對原礦生產(chǎn)單位的考核,而且可以更有效地指導(dǎo)采選生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 尤其是隨著經(jīng)營管理的不斷深化和管理水平日益提高,原礦質(zhì)量作為考核原礦生產(chǎn)單位的經(jīng)營指標,其客觀性、準確性和科學(xué)性就變得更為重要。 找到一種快速在線檢測的方法,及時反映采場發(fā)礦品位,可快速指導(dǎo)礦山技術(shù)人員調(diào)整發(fā)礦位置有效控制原礦質(zhì)量。 確保礦石品位均衡、達標也是后續(xù)選礦的迫切要求。

1 礦石品位監(jiān)測現(xiàn)狀

蒙庫鐵礦地下礦采出原礦全部通過有軌電機車運輸至884m 水平地表卸礦站,是礦山出礦重要場地。 日常生產(chǎn)中,運礦電機車在卸礦站過磅后,將礦石堆存在卸礦站,技術(shù)人員每日定期對礦堆進行大量采樣化驗,來確保礦石品位。 采用人工采樣具有較大的隨機性,從而會導(dǎo)致對礦石品位整體把握不準確,且采樣分析結(jié)果具有一定滯后性,不能有效指導(dǎo)生產(chǎn)。

建立卸礦站品位測定對蒙庫鐵礦生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實意義,一方面,884 電機車運輸是全礦出礦通道,礦山地下礦山的出礦量、出礦品位不僅僅涉及到與外協(xié)隊伍之間的結(jié)算,更是對地下采礦-運輸生產(chǎn)調(diào)度有著直接影響。

目前,卸礦站位置的礦石品位測定存在兩個比較突出的問題:

(1)隨機性。 現(xiàn)下采礦車間出礦品位通過在卸礦站堆場位置通過人工采樣進行品位測定,采樣具有隨機性,人為參與影響因素較大。

(2)時效性。 當(dāng)下采樣—制樣—化驗分析鏈條較長,通常有至少幾小時的延遲。 等化驗結(jié)果出來后,該檢驗批次礦石與后續(xù)多個班次礦石又進行了混合,難以及時把握出礦的平均品位,更是難以指導(dǎo)井下出礦。

2 自動監(jiān)測系統(tǒng)組成

卸礦站礦石品位自動檢測系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括:系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、控制單元、數(shù)據(jù)存儲管理單元三部分構(gòu)成,系統(tǒng)組成圖,如圖1 所示。 系統(tǒng)建設(shè)范圍覆蓋了礦石溜井RFID 識別系統(tǒng)、礦車車皮FRID 識別系統(tǒng)、礦車體積精準檢測系統(tǒng)、軌道衡接口以及品位自動檢測系統(tǒng),布置圖如圖2 所示。

圖1 卸礦站礦石品位自動檢測系統(tǒng)組成圖

圖2 卸礦站礦石品位自動檢測系統(tǒng)布置圖

3 自動檢測系統(tǒng)實施

通過在884m 水平礦石過磅環(huán)節(jié)通過智能化改造,實現(xiàn)礦石品位自動、及時檢測,用于把控進入卸礦站礦石噸位和全鐵元素品位,實現(xiàn)出礦品位快速識別,利用自動化、信息化、智能化技術(shù),降低人員工作強度,提高生產(chǎn)效率。

采用激光掃描技術(shù)、無線電射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開發(fā)針對鐵礦石體積精準測量系統(tǒng),通過建立鐵礦石品位與比重模型,構(gòu)建智能化的礦石品位自動檢測系統(tǒng)。 系統(tǒng)開發(fā)的目標如下:

(1)收發(fā)貨單位準確識別每一趟運輸?shù)V石的信息;

(2)車廂在運動狀態(tài)下,自動實時測量車廂內(nèi)礦石的體積,并根據(jù)已有度量衡稱出的重量求出礦石比重;

(3)根據(jù)該礦點現(xiàn)場采樣實驗建立的礦石品位與礦石比重之間的數(shù)學(xué)模型計算出礦石品位;

(4)數(shù)據(jù)匯總儲存于數(shù)據(jù)庫中,生成相關(guān)的報表,并且發(fā)送到指定的服務(wù)器;

(5)與采礦智能管理平臺進行信息交互,反饋溜井品位情況;

(6)集成至三維可視化模塊,進行可視化呈現(xiàn)、自動報表輸出;

(7)與礦山電機車無人駕駛系統(tǒng)通訊、聯(lián)動;

(8)系統(tǒng)自動化程度高、穩(wěn)定、可靠。

4 實施效果

通過采用LMS 激光掃描儀及傳感器等,搭建礦石品位自動檢測系統(tǒng),與現(xiàn)有指標對比,完成前期制定實施目標。 實施礦石品位智能自動檢測系統(tǒng)實現(xiàn)過磅車輛噸位抓取、空車和重車車廂識別與體積檢測,結(jié)合實現(xiàn)獲取的體重品位關(guān)系數(shù)據(jù)模型,快速獲得出礦平均品位信息,提高礦石品位準確性、及時性,有效指導(dǎo)生產(chǎn)。

4.1 提升無人化指數(shù)及自動化水平

該品位監(jiān)測系統(tǒng)主要解決鐵礦石品位快速檢測,與傳統(tǒng)堆場采樣分析相比,系統(tǒng)時效性高,在列車空車、重車過磅后,即可推算準確的出礦品位。而實驗室化驗需采樣、制樣、化驗滴定等,具有一定延遲。 采用本系統(tǒng)可提高數(shù)據(jù)時效性,有利于生產(chǎn)運轉(zhuǎn)效率提升。

本系統(tǒng)運行不需人員在現(xiàn)場,能夠完成自動運行與遠程控制,提升礦山在過磅環(huán)節(jié)品位識別自動化程度,節(jié)省部分化驗人工工作量和費用。

假設(shè)為了進一步提高生產(chǎn),指導(dǎo)生產(chǎn),采用人工取樣來實現(xiàn)每車品位。 假設(shè)每4 小時列車采一綜合樣品來計,日采樣量約為6 件,按化驗分析的市場價格240 元估算(人工費用+化驗直接費用+間接費用),在忽略延遲性問題前提下,為了達到同樣優(yōu)化生產(chǎn)目的,需要每年多投入47.5 萬元。 而采用該系統(tǒng)后,不僅能夠達到預(yù)定目標,而且能夠過磅后即獲取品位信息,快速指導(dǎo)井下協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

化驗節(jié)約成本=6 件/天×240 元/件×330 天=47.5 萬/年

4.2 提升安全性能

系統(tǒng)實施后,可節(jié)約現(xiàn)場一部分人工工作量,并且避免人員在現(xiàn)場取樣、過磅等危險源接觸,安全系數(shù)大大提高。 由于安全成本難以直接量化,但安全在實際生產(chǎn)中作用無可替代,任何安全事故的發(fā)生對礦山都有著重大影響的。 系統(tǒng)實施后,對比同類型項目,實施后節(jié)約金額約為10 萬元/年。

4.3 效率提升、優(yōu)化管理

卸礦站是對外結(jié)算的重要環(huán)節(jié),以往常通過人工采樣和過磅來確定出礦質(zhì)量和數(shù)量,系統(tǒng)建設(shè)后,降低了人為因素在其中的參與程度。 同時,快速獲取品位后,可以很好的指導(dǎo)前端生產(chǎn)采礦和出礦調(diào)度。 對比同類型地下礦山,通過效率提升的經(jīng)濟效益額度約為80 萬元/年。

結(jié)果表明,通過品位監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用,主要解決鐵礦石品位快速檢測,與傳統(tǒng)堆場采樣分析相比,系統(tǒng)時效性高,在列車空車、重車過磅后,即可推算準確的出礦品位。 而實驗室化驗需采樣、制樣、化驗滴定等,具有一定延遲。 采用本系統(tǒng)可提高數(shù)據(jù)時效性,有利于生產(chǎn)運轉(zhuǎn)效率提升。

5 結(jié)論

綜合上述,在卸礦站位置建立快速、穩(wěn)健的品位測定系統(tǒng),利用傳感設(shè)備、開發(fā)智能化軟硬件系統(tǒng),實現(xiàn)出礦品位、礦石量的快速與量化評價。

本系統(tǒng)運行不需人員在現(xiàn)場,能夠完成自動運行與遠程控制,提升礦山在過磅環(huán)節(jié)品位識別自動化程度,節(jié)省部分化驗人工工作量和費用。 可行性強,安全可靠,前景廣闊。 為生產(chǎn)采礦和后續(xù)選礦提供指導(dǎo),提高礦山運轉(zhuǎn)效率,有著重要意義。