李賓，董禮禮，梁福平，金有良，王存利，許有國(guó)，陳學(xué)義

巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司 內(nèi)蒙古烏拉特后旗 015599

獲 各琦銅礦 2 號(hào)主井提升系統(tǒng)于 2021 年從手動(dòng)改造為全自動(dòng)運(yùn)行，提升機(jī)采用雙箕斗提升方式，提升容器為 12 m3底卸式箕斗，有效載質(zhì)量為 19.5 t/次，提升高度為 740 m。礦石破碎后灌入溜井，由輸送帶輸送至計(jì)量漏斗，定重裝載至主箕斗，提升機(jī)上行箕斗進(jìn)入卸礦曲軌自動(dòng)卸礦并停機(jī)。副箕斗同時(shí)完成裝礦，提升至地面卸載站卸礦[1]，如此往復(fù)循環(huán)提升。

1 計(jì)量漏斗改造前工作狀況

主箕斗到達(dá)裝載位置后，裝載站自動(dòng)運(yùn)行振動(dòng)放礦機(jī)、裝礦輸送帶、計(jì)量漏斗翻板、斗舌和斗門等設(shè)備，按照 PLC 控制順序啟動(dòng)/停止或打開/關(guān)閉。待計(jì)量漏斗將礦石卸入箕斗后，發(fā)指令收回斗舌、關(guān)閉斗門，PLC 接到斗門關(guān)閉信號(hào)，提升機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。在生產(chǎn)作業(yè)中，計(jì)量漏斗下部里側(cè)拐角處發(fā)生粘礦，最多時(shí)達(dá) 6 t，此時(shí)裝載站巡檢工要將系統(tǒng)切換到手動(dòng)模式，停止提升，用石塊砸堆積在計(jì)量漏斗內(nèi)的粘礦，或從井筒爬梯子下至斗舌處用撬杠疏通。該處理方式危及巡檢工安全，且提升系統(tǒng)中斷，降低了生產(chǎn)效率。

2 計(jì)量漏斗粘礦改造思路

立井提升系統(tǒng)裝載站計(jì)量漏斗粘礦是有色金屬礦山的一大頑疾，國(guó)內(nèi)其他礦山也存在類似問(wèn)題。獲各琦銅礦設(shè)備能源部電氣技術(shù)人員根據(jù) 2 號(hào)主井提升機(jī)集中控制組態(tài)畫面數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控畫面發(fā)現(xiàn)，礦石細(xì)碎潮濕易形成粘礦，少則 3～4 t，多則達(dá) 6 t。

根據(jù)操作工利用輸送帶上的少量礦石的沖擊力將粘礦沖入箕斗的原理，獲各琦銅礦設(shè)備能源部電氣技術(shù)人員開發(fā)編寫了模擬操作工用砸礦方法清理計(jì)量漏斗粘礦的程序[2]。

3 計(jì)量漏斗粘礦改造步驟

3.1 裝載站判斷計(jì)量漏斗粘礦程序研究

依據(jù)監(jiān)控上位機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)，斗門打開 7 s 后計(jì)量漏斗內(nèi)礦石全部卸入箕斗，此時(shí)漏斗內(nèi)剩礦就是粘礦。因此，粘礦的判斷條件：斗門打開 9 s 后，如果計(jì)量漏斗內(nèi)剩余礦量超過(guò) 1 t，則判定為粘礦[3]。根據(jù)上述數(shù)據(jù)開發(fā)判斷粘礦程序，改造硬件系統(tǒng)，在裝載站 1 號(hào)計(jì)量漏斗和 2 號(hào)計(jì)量漏斗底部安裝稱重傳感器，稱重傳感器由原系統(tǒng)裝載站 3209 A+09 FA 控制柜供電，反饋質(zhì)量為 4～20 mA 電流信號(hào)，引入控制柜 PLC 的模擬量輸入模塊，裝載站判斷粘礦程序如圖 1 所示。

圖1 裝載站系統(tǒng)判斷粘礦程序

裝載站定量斗 1 滿標(biāo)志條件滿足后，M2260.1 的信號(hào)狀態(tài)為 1，SR 觸發(fā)器 M2226.7 置位，輸出Q 的信號(hào)狀態(tài)為 1，裝載站斗門開 1 次 M2222.2 的信號(hào)狀態(tài)為 1，裝載站自動(dòng)標(biāo)志 M2220.1 的信號(hào)狀態(tài)為1，定時(shí)器 T154 延時(shí) 9 s 后置位，輸出 Q 為 1，此時(shí)CMP ≥ R 實(shí)數(shù)比較器 MD2324 輸入 IN1 定量斗 1 礦石質(zhì)量 (噸) 和 IN2 的設(shè)定值進(jìn)行比較，大于設(shè)定值 1 t 時(shí)判定為粘礦，該比較器置位，M2224.0 的信號(hào)狀態(tài)變?yōu)?1，程序回路將會(huì)通過(guò)能流[4]，此時(shí) PLC 程序判定計(jì)量漏斗粘礦。

3.2 裝載站計(jì)量漏斗粘礦后自動(dòng)清理方案研究

計(jì)量漏斗粘礦后，PLC 程序發(fā)出自動(dòng)清理粘礦指令，啟動(dòng)輸送帶向計(jì)量斗裝礦，輸送帶運(yùn)行 4 s 后停止裝礦。4 s 運(yùn)輸 0.4 t 礦石用來(lái)處理粘礦，防止運(yùn)礦量大造成過(guò)載提升，根據(jù)上述數(shù)據(jù)與邏輯編制計(jì)量漏斗粘礦自動(dòng)清理程序。裝載站計(jì)量漏斗粘礦自動(dòng)清理程序如圖 2 所示。

圖2 裝載站計(jì)量漏斗粘礦自動(dòng)清理程序

裝載站定量漏斗粘礦 M2224.0 的信號(hào)狀態(tài)為1 后，箕斗 1 位置標(biāo)志 M2220.3、斗門 1 打開反饋M2205.0、翻板倉(cāng) 1 位置反饋的自動(dòng)標(biāo)志 M2220.1、運(yùn)行標(biāo)志 M30.0、裝礦只砸礦一次 M2224.3 的信號(hào)狀態(tài)均為 1，此時(shí)程序回路將會(huì)通過(guò)能流，將SR 觸發(fā)器M2224.2 置位，Q 輸出為 1，將SR 觸發(fā)器 M2224.3 置位，裝礦只能啟動(dòng)一次砸礦程序；M2224.2 常開觸點(diǎn)的信號(hào)狀態(tài)為 1，啟動(dòng)輸送帶、向計(jì)量漏斗裝礦石，4 s 后停止輸送帶，利用礦石的沖擊力將粘礦沖入箕斗，同時(shí) M2224.2 常閉觸點(diǎn)串聯(lián)至啟動(dòng)放礦機(jī)程序里，信號(hào)狀態(tài)為 0，防止清理粘礦啟動(dòng)輸送帶的同時(shí)啟動(dòng)振動(dòng)放礦機(jī)導(dǎo)致輸送帶尾部堆礦[5]。改造后運(yùn)行效果良好，96% 的粘礦得到清理，完善了裝礦流程自動(dòng)化，提高了設(shè)備運(yùn)行效率。

4 經(jīng)濟(jì)效益

改造后，計(jì)量漏斗粘礦不需要工人現(xiàn)場(chǎng)處理。若發(fā)生粘礦 PLC 程序自動(dòng)感知，并啟動(dòng)清理粘礦程序，壓縮裝礦時(shí)間 9 s。

改造前提升機(jī)箕斗裝卸載提升循環(huán)時(shí)間為 180 s，改造后提升循環(huán)時(shí)間為 171 s，按每天運(yùn)行 17 h 可多提50 斗礦，全年可以多提升礦石 19.5 t×50 斗×300 d=29.3 萬(wàn) t 礦巖[6]，折合成金屬價(jià)約為 937 萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)清理計(jì)量漏斗粘礦項(xiàng)目投運(yùn)后，使2 號(hào)主井提升機(jī)全自動(dòng)集中控制運(yùn)行的可靠性得到進(jìn)一步提高，解決了裝載站巡檢工手動(dòng)處理計(jì)量漏斗粘礦問(wèn)題，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性和安全性，提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。該技術(shù)可為提升系統(tǒng)裝載站計(jì)量漏斗粘礦處理提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。