于宏遠(yuǎn)

（中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 滿洲里 021400）

該銅鉬礦為低品位大型斑巖銅鉬礦床，礦區(qū)面積9.8平方公里，設(shè)計(jì)利用地質(zhì)資源儲(chǔ)量為：銅鉬礦石總量69295.59萬t，銅金屬儲(chǔ)量300萬t，鉬金屬儲(chǔ)量60萬t，為我國第四大銅鉬伴生礦床，設(shè)計(jì)總服務(wù)年限為31.8年。選礦一、二、三系列合計(jì)原礦總處理能力達(dá)到了84500t/d，年工作制度為330天，年處理礦量達(dá)2800萬t。選礦廠經(jīng)過幾年的管理提升，實(shí)現(xiàn)降本增效，現(xiàn)在選礦成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同行業(yè)，選礦產(chǎn)品為銅精礦、鉬精礦。選礦廠采用先進(jìn)的選礦工藝流程，碎礦采用一段開路破碎工藝流程；磨礦采用SAB磨礦工藝流程，即“半自磨+球磨”兩段兩閉路工藝流程[1]。儲(chǔ)礦堆是整個(gè)選礦流程中的重要組成部分，它存儲(chǔ)由粗碎工序輸送的礦石，密閉的結(jié)構(gòu)減少露天堆放揚(yáng)塵對(duì)環(huán)境的影響，確保磨礦設(shè)備給料的連續(xù)性，而準(zhǔn)確估算儲(chǔ)礦堆內(nèi)實(shí)時(shí)存量顯得更為重要。

本文主要介紹如何實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)礦堆存礦供礦自動(dòng)分析系統(tǒng)，且經(jīng)過大量數(shù)據(jù)分析證明，分析結(jié)果準(zhǔn)確，取得了良好的效果，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著，具有廣泛的推廣作用。而且投入成本低，所用儀表和分析數(shù)據(jù)的軟件、硬件均為公司內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備，沒有額外增加投資成本。

1 儲(chǔ)礦堆存礦供礦自動(dòng)分析系統(tǒng)主要內(nèi)容

本系統(tǒng)以儲(chǔ)礦堆內(nèi)各個(gè)下料斗的料位值、1#皮帶秤（測(cè)量?jī)?chǔ)礦堆供礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值、3#皮帶秤（測(cè)量半自磨機(jī)入礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值為主要檢測(cè)對(duì)象，將堆積角計(jì)算公式錄入編程軟件建立數(shù)字模型，并自主研發(fā)滯留礦量計(jì)算方法，對(duì)儲(chǔ)礦堆堆滿礦所需時(shí)間、存儲(chǔ)實(shí)時(shí)礦量、預(yù)估可供礦時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析計(jì)算，并利用組態(tài)畫面手段將礦量分析結(jié)果顯示在中控室操作員站上。

2 通過堆積角公式得出數(shù)字計(jì)算模型

2.1 三種物料堆積方式公式

由于儲(chǔ)礦堆內(nèi)礦石堆積方式的多樣性，導(dǎo)致計(jì)算礦石的總體積難以完成。目前參照3種堆積方式進(jìn)行總結(jié)分析，如圖1所示。

圖1 三類材料堆積公式

2.2 總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)礦堆內(nèi)礦石實(shí)時(shí)存量數(shù)字模型

以公司選礦廠一二系列為例，現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)礦堆下方共有12臺(tái)給礦重板，每臺(tái)重板相應(yīng)的下料斗上方都有對(duì)應(yīng)的雷達(dá)料位計(jì)，而且每個(gè)下料斗對(duì)應(yīng)料位計(jì)的量程不同，礦石堆積方式也不同，所以計(jì)算每個(gè)料斗倉礦量的計(jì)算公式數(shù)字模型不同。經(jīng)過大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)累計(jì)和基礎(chǔ)的堆積角計(jì)算公式得出主要儲(chǔ)礦堆存留礦量公式：

（1）IF(C3＜=6.8，(12.8+12.8+36.47＊C3)/2＊C3，IF(C 3＜=15.4,(260.8+260.8+11.93＊(C3-6.8))/2＊(C3-6.8)+884，(363.4+363.4-113.56＊(C3-15.4))/2＊(C3-15.4)+884+4726))＊1.6

（2）IF(C6＜=6.8，(12.8+12.8+36.4＊C6)/2＊C6,IF(C6＜=15.5，(260.3+260.3+11.29＊(C6-6.8))/2＊(C6-6.8)+928，(357.4+357.4-111.69＊(C6-15.4))/2＊(C6-15.4)+928+4781))＊1.6

（3）IF(C4＜=6.8，(12.8+12.8+29.38＊C4)/2＊C4，IF(C4＜=15.4，(212.6+212.6+11.74＊(C4-6.8))/2＊(C4-6.8)+766，IF(C4＜=18.6，(313.6+313.6-15.31＊(C4-15.4))/2＊(C4-15.4)+766+4073，(264.6+264.6-60.15＊(C4-18.6))/2＊(C4-18.6)+466+4073+1665)))＊1.6

3 滯留礦量計(jì)算方法

若計(jì)算儲(chǔ)礦堆預(yù)估可供礦時(shí)間，需用儲(chǔ)礦堆總實(shí)時(shí)存量、滯留礦量（即為不推礦情況下處理不掉的礦量）、3#皮帶秤（測(cè)量半自磨機(jī)入礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值等參數(shù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算關(guān)系得出[1]。目前總結(jié)出兩種滯留礦量的計(jì)算方法。

（1）第一種滯留礦量計(jì)算方法。此種呆滯礦量計(jì)算方法是通過長期積累的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將每臺(tái)重板對(duì)應(yīng)下料斗每小時(shí)減少的料位值做大數(shù)據(jù)平均值計(jì)算，得出每個(gè)料斗在重板正常供礦前提下每小時(shí)減少的料位平均值，然后對(duì)每個(gè)系列選擇了8種不同情況下的料位。系統(tǒng)計(jì)算出的實(shí)時(shí)礦量與上述算出的可以吃掉的礦量之差即為第一種情況下計(jì)算出的滯留礦量，將8種情況做平均累計(jì)，得出總滯留礦量。

（2）第二種滯留礦量計(jì)算方法。此種滯留礦量計(jì)算方法是根據(jù)推礦時(shí)記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出來的。記錄以下數(shù)值：儲(chǔ)礦堆供礦皮帶停止時(shí)半自磨機(jī)入礦皮帶秤累計(jì)礦量為a，推礦時(shí)半自磨機(jī)入礦皮帶秤累計(jì)礦量為b，推礦時(shí)通過系統(tǒng)計(jì)算出的實(shí)時(shí)存量為c，推礦結(jié)束生產(chǎn)停止時(shí)半自磨機(jī)入礦皮帶秤累計(jì)礦量為d，那么呆滯礦量系數(shù)={（d-a）-[(ba)+c]}/(d-a),將此公式錄入DCS系統(tǒng)程序中自動(dòng)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)滯留礦量隨著實(shí)時(shí)總礦量的變化而變化。

（3）形成數(shù)字模型，設(shè)計(jì)組態(tài)畫面。根據(jù)上述計(jì)算出的儲(chǔ)礦堆實(shí)時(shí)礦量、滯留礦量以及檢測(cè)到的1#皮帶秤（測(cè)量?jī)?chǔ)礦堆供礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值、3#皮帶秤（測(cè)量半自磨機(jī)入礦皮帶礦量的皮帶秤）平均值，在DCS系統(tǒng)中完成系統(tǒng)數(shù)字模型并自動(dòng)分析計(jì)算出將儲(chǔ)礦堆堆滿礦所需時(shí)間、儲(chǔ)礦堆存儲(chǔ)實(shí)時(shí)礦量、預(yù)估可供礦時(shí)間（考慮推礦和不推礦兩種情況），然后利用Proficy HMI CIMPLICITY人機(jī)界面開發(fā)環(huán)境軟件將上述計(jì)算出的數(shù)值直觀的呈現(xiàn)在DCS系統(tǒng)和MES系統(tǒng)的監(jiān)視畫面上，如圖2所示，供操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，指導(dǎo)生產(chǎn)。

圖2 數(shù)字模型構(gòu)建示意圖

4 結(jié)論

在選礦企業(yè)，儲(chǔ)礦堆是整個(gè)選礦流程中的重要組成部分，它存儲(chǔ)由粗碎工序輸送的礦石，密閉的結(jié)構(gòu)減少露天堆放揚(yáng)塵對(duì)環(huán)境的影響，確保磨礦設(shè)備給料的連續(xù)性，而準(zhǔn)確估算儲(chǔ)礦堆內(nèi)實(shí)時(shí)存量顯得更為重要，這對(duì)提前預(yù)估生產(chǎn)情況具有重大意義。