冉 濤，姜貴川

（1.貴州化工建設(shè)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州息烽磷礦有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001）

充填的過(guò)程，為礦山生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。充填體的強(qiáng)度，一定程度上反映著充填效果。礦山膠結(jié)充填站的常規(guī)控制方法，以人工控制為主，工作強(qiáng)度大，枯燥性強(qiáng)，控制參數(shù)誤差大，效果差。

1 礦山膠結(jié)充填站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

礦山膠結(jié)充填站自動(dòng)化控制系統(tǒng)，由電源、監(jiān)控器、打印機(jī)、測(cè)控儀表等部分構(gòu)成[1]。其中，電源共包括兩種，分別為UPS電源，及DC電源。礦山膠結(jié)充填站運(yùn)行的過(guò)程中，自動(dòng)化系統(tǒng)可經(jīng)操作網(wǎng)絡(luò)M-NET，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集。且可將采集數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷兩者有無(wú)差異，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中存在的異常。

具體而言，礦山膠結(jié)充填站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能涵蓋以下幾方面：第一，倉(cāng)內(nèi)物料的檢測(cè)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以進(jìn)行緩沖砂倉(cāng)和水泥倉(cāng)料位的連續(xù)檢測(cè)，在緩沖砂倉(cāng)或者水泥倉(cāng)的料位過(guò)低時(shí)，為操作人員提供報(bào)警，操作人員可以及時(shí)開啟送料系統(tǒng)，提升倉(cāng)內(nèi)物料的含量；第二，水泥量和水量的控制，在礦山膠結(jié)充填站運(yùn)行期間，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以通過(guò)控制給料機(jī)的速度，控制水泥的添加量，并通過(guò)調(diào)節(jié)閥的控制，控制攪拌桶的水添加量，確保水泥和水混合而成的水泥漿濃度符合施工要求；第三，充填料攪拌桶的控制，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)充填料攪拌桶中棒磨砂、水量、料位和充填料濃度等參數(shù)的控制，確保攪拌桶內(nèi)的物料的減少量和棒磨砂、水泥漿及水添加量相同，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提升礦山膠結(jié)充填站的運(yùn)行效率和工作質(zhì)量。

2 自動(dòng)化控制在礦山膠結(jié)充填站的應(yīng)用方法

2.1 選擇儀表

為確保礦山膠結(jié)充填站能夠良好運(yùn)行，應(yīng)在應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)，合理選擇儀表，改善控制效果[2]。通常情況下，對(duì)儀表的選擇，應(yīng)堅(jiān)持“可靠”、“實(shí)用”兩大原則。礦山膠結(jié)充填站工作流程復(fù)雜，不同流程所用儀表不同。以水泥料位的確定為例：為確保水泥量無(wú)誤差，應(yīng)保證料位合理。將雷達(dá)物位計(jì)應(yīng)用到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中后，該儀表可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泥料位的變化情況，反饋料位信息，供工作人員判斷料位有無(wú)異常。再如：水泥進(jìn)入礦山膠結(jié)充填站后，需通過(guò)攪拌保證質(zhì)量。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，用于攪拌水泥的儀器，以氣動(dòng)滑板閥為主。自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行后，可立即向氣動(dòng)滑板閥發(fā)送指令，提醒氣動(dòng)滑板閥隨即運(yùn)行。當(dāng)水泥流至氣動(dòng)滑板閥附近后，便可自動(dòng)進(jìn)行攪拌。大部分氣動(dòng)滑板閥都按照刀鋒式設(shè)計(jì)制造而成，具備較強(qiáng)的密封性，具有一定的調(diào)節(jié)作用，在礦山膠結(jié)充填站中的高磨損物料或者高濃度物料運(yùn)輸中具有顯著優(yōu)勢(shì)。

2.2 設(shè)置參數(shù)

有色金屬礦山膠結(jié)充填站，充填體上方需添加物料，爆破的過(guò)程，同樣會(huì)對(duì)充填體造成沖擊。受物料重量、自身重量以及爆破過(guò)程的影響，充填體的強(qiáng)度必須達(dá)標(biāo)，方可避免出現(xiàn)事故。將自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用到充填體強(qiáng)度的測(cè)量以及控制過(guò)程中，可有效解決上述問(wèn)題。例如：某礦山充填體，不同時(shí)間段的抗壓強(qiáng)度應(yīng)存在差異。第1d，抗壓強(qiáng)度需保證＞1.5MPa。第7d及第28d，強(qiáng)度應(yīng)逐漸提升至2.5MPa以及5.0MPa以上，方可滿足采礦需求。為確?？箟簭?qiáng)度達(dá)標(biāo)，該礦山采用自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)充填料的強(qiáng)度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。結(jié)果顯示，第1d、7d及28d，抗壓強(qiáng)度指標(biāo)分別為1.8MPa、2.9MPa以及6.0MPa。故未對(duì)充填料進(jìn)行處理，且未見事故發(fā)生。

2.3 控制工藝

礦山膠結(jié)充填站運(yùn)行的過(guò)程中，棒磨砂可經(jīng)火車運(yùn)送至廠房，并被置于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。棒磨砂進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)后，工作人員將采用抓斗，將其轉(zhuǎn)運(yùn)至中間砂倉(cāng)部位，篩除大塊，使其他部分進(jìn)入運(yùn)輸機(jī)。當(dāng)棒磨砂進(jìn)入運(yùn)輸機(jī)后，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可立即感知，并向運(yùn)輸機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，使其運(yùn)行，帶動(dòng)棒磨砂進(jìn)入至緩沖區(qū)域。礦山膠結(jié)充填站中，緩沖區(qū)域下部分通常設(shè)有圓盤。

經(jīng)圓盤的帶動(dòng)，棒磨砂將進(jìn)入直徑為2.5m的充填料攪拌桶內(nèi)。處理棒磨砂的同時(shí)，散裝水泥也將自運(yùn)輸罐車區(qū)域被運(yùn)輸至水泥倉(cāng)旁。

2.4 測(cè)量控制

（1）水泥料位與水量控制。礦山膠結(jié)充填站中所應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥料位與水量的控制，方法如下：①料位：水泥被運(yùn)輸至倉(cāng)庫(kù)后，自動(dòng)化系統(tǒng)可立即對(duì)其參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，判斷水泥量是否達(dá)標(biāo)。當(dāng)水泥量達(dá)標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出提醒，指示工作人員開啟送料系統(tǒng)，將水泥料送至攪拌桶內(nèi)攪拌。②水量：水泥攪拌的過(guò)程，需加入一定量的水。如水量控制不合理，水泥漿的質(zhì)量及填充效果，均會(huì)受到影響。礦山膠結(jié)充填站中，自動(dòng)化系統(tǒng)可對(duì)給料機(jī)內(nèi)的水泥量進(jìn)行測(cè)量。

（2）水泥料位的控制。在水泥和水拌合為水泥料后，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)攪拌桶內(nèi)的水泥料位開展連續(xù)檢測(cè)，確保水泥料位始終處于標(biāo)準(zhǔn)高度范圍，有助于水泥攪拌桶運(yùn)行效率的提升，和水泥質(zhì)量的保障。在水泥料位的自動(dòng)化控制下，攪拌桶內(nèi)的水泥排料和加入的水泥、水量相均衡，保障水泥濃度的一致性。

（3）棒磨砂和水量控制。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，緩沖倉(cāng)底部及水管部位均安裝了計(jì)量裝置，分別負(fù)責(zé)下料量與水量的控制，確保棒磨砂和水可以按照標(biāo)準(zhǔn)比例進(jìn)入到攪拌桶中，保障充填料的質(zhì)量。其中，緩沖倉(cāng)底部安裝的計(jì)量裝置負(fù)責(zé)給料機(jī)調(diào)節(jié)圓盤的控制，以此實(shí)現(xiàn)下料量的有效控制；水管中安裝的流量計(jì)負(fù)責(zé)水管內(nèi)的水量計(jì)量，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)計(jì)量的水量進(jìn)行調(diào)節(jié)閥開度的控制，實(shí)現(xiàn)攪拌桶內(nèi)水添加量的精準(zhǔn)控制。

（4）充填料料位控制。自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要通過(guò)料位計(jì)實(shí)現(xiàn)充填料料位的精準(zhǔn)計(jì)量，并根據(jù)計(jì)量的結(jié)果調(diào)節(jié)放料閥門的開度，以此實(shí)現(xiàn)攪拌桶內(nèi)充填料料位的穩(wěn)定性，確保充填料料位始終保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，確保充填料的排出量和加入的棒磨砂、水泥漿和水添加量向均衡，保障充填料的質(zhì)量和濃度。

（5）充填料濃度與流量控制。礦山膠結(jié)充填站中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)充填料濃度與流量的控制方法如下：①充填料濃度：充填料數(shù)量不變的情況下，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可通過(guò)測(cè)量攪拌桶內(nèi)充填料料位的方式，對(duì)其濃度進(jìn)行判斷。在此基礎(chǔ)上，對(duì)當(dāng)前的濃度指標(biāo)，與標(biāo)準(zhǔn)配比的濃度指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，判斷兩者有無(wú)差異。②流量控制：充填料的流量，受存放環(huán)境溫度、濕度等因素的影響較大。自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可對(duì)存放環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)溫度、濕度等因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保充填料流量無(wú)明顯變化，使生產(chǎn)效果得以改善。

3 結(jié)論

綜上所述，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在礦山膠結(jié)充填站中應(yīng)用問(wèn)題的研究，為礦山的發(fā)展及改革提供了思路，為其生產(chǎn)效率的提高奠定了基礎(chǔ)。未來(lái)，礦山應(yīng)積極應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)，合理選擇儀表，詳細(xì)設(shè)置參數(shù)，主動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)工藝，并加強(qiáng)對(duì)水泥、充填料的測(cè)量控制，全面改善生產(chǎn)效果，促進(jìn)礦山膠結(jié)充填站的可持續(xù)發(fā)展。