某鎢礦山粗選智能選礦機(jī)的電氣原理探討與應(yīng)用優(yōu)化

陳嘉輝

摘 要：本文首先描述了兩類初選智能選礦機(jī)電氣原理，其次對鎢礦粗選系統(tǒng)安裝應(yīng)用背景、后期改進(jìn)進(jìn)行了介紹。項(xiàng)目應(yīng)用后，對選廠選礦技術(shù)指標(biāo)提高，增大處理量，降低工人勞動強(qiáng)度等具有顯著效果。后期機(jī)器的改進(jìn)完善，對機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)行、提高效率等具有很好的借鑒意義。

中圖分類號：TD952 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0276-01

引 言

國內(nèi)大多鎢礦山多是以人工手選進(jìn)行人工丟廢，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鎢礦山品位降低，人工成本的提高等因素，人工手選工藝的落后，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)力的要求，也違背了鎢選礦“早收多收、早丟多丟”的選礦原則。智能選礦機(jī)的應(yīng)用替代了人工分選，是老礦山向數(shù)字化礦山邁進(jìn)的重大成果，是密集型重體力勞動者的解放，符合國家《安全監(jiān)管總局關(guān)于開展“機(jī)器換人、自動化減人”科技強(qiáng)安專項(xiàng)行動的通知》（安監(jiān)總科技（2015）63號）生產(chǎn)安全生產(chǎn)趨勢[1]。

1 應(yīng)用背景

中國鎢礦以白鎢、黑白鎢共生、共伴生為主，其中，鎢礦晶體在圖像特征上具有顏色呈淡褐黑、葉片狀、粒狀和致密狀等特征，品位低，大多難以回收利用[2]。

某選廠采用典型的“三段一閉路破碎”選礦流程，礦石經(jīng)翻車器、振給機(jī)、老虎口、皮帶、重型篩后到人工手選，分為4#、5#、6#、7#四根皮帶，粒度分別為200～60mm，60～40mm，40～26mm，26～18mm，處理量達(dá)3000t原礦/d，1d兩班共16h作業(yè)。原礦品位1.5，單班共60個手選女工作業(yè)，廠房是1984年選廠建設(shè)投產(chǎn)的老舊廠房，不能進(jìn)入工程機(jī)械。

經(jīng)礦技術(shù)會議研究決定采用吊裝機(jī)器，進(jìn)入搭建鐵軌后滑入手選搭建鐵板平臺上，5#皮帶安裝了贛州某研究所研制的IVS-1200-02型智能視覺選礦機(jī)，6#、7#皮帶安裝了贛州某公司生產(chǎn)的AWS100-C2S1型智能圖像選礦機(jī)，最終是保時保質(zhì)保量的完成了安裝任務(wù)。

2 機(jī)器電氣原理

（1）兩類機(jī)器從電氣原理上看，硬件的執(zhí)行分類上分成四部分：輸送模塊、圖像采集與分析模塊、分類輸出與控制模塊、其余輔助設(shè)施。

輸送模塊：兩臺振動給料機(jī)組成的振動斗，可通過變頻器調(diào)節(jié)給礦頻率，通過調(diào)節(jié)振動電機(jī)偏心間隙調(diào)節(jié)給礦激振力，完成攤平的鎢礦石進(jìn)入照明室，為攝像頭采集到完整的產(chǎn)品圖像奠定基礎(chǔ)。

圖像采集與分析模塊：經(jīng)過圖像處理技術(shù)的分析，針對鎢礦的特有特征，基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和改進(jìn)的SUSAN算子的邊緣提取算法，以達(dá)到解決鎢礦石初選環(huán)節(jié)礦苗精確分選問題[3]，主要由相機(jī)、光源、工控主機(jī)等組成。

分類輸出與控制模塊：噴閥、顯示屏、噴閥驅(qū)動卡等。

其余輔助設(shè)施：背景光源、背景板、壓力傳感器等。

當(dāng)給料皮帶進(jìn)行給礦，經(jīng)過振動斗后，給礦趨于均勻，礦石默認(rèn)從振動斗邊緣落下速度為零，從而開始做理想狀態(tài)y軸初速度為零自由落體運(yùn)動。

在礦石自由落體軌道的前部，通過高速攝像機(jī)完成圖像采集和分析，計(jì)算并處理計(jì)算機(jī)圖像采集分析模塊，然后輸出分類輸出和控制模塊的輸出。分離通過由噴射閥包含靜脈結(jié)石的快速氣流射流實(shí)現(xiàn)。

（2）IVS-1200-02型智能視覺選礦機(jī)電氣柜（除輸送模塊外）單獨(dú)配置在機(jī)體前端，柜內(nèi)依次配置了工控主機(jī)、西門子PLC、模塊電源、UPS電源、照明燈、小型空調(diào)。西門子PLC可進(jìn)行一鍵啟停；UPS電源最大限度的保護(hù)了工控主機(jī)的穩(wěn)定性；小型空調(diào)進(jìn)行降溫、隔塵。電控柜放置在機(jī)子本體之外，減少了對機(jī)體電氣元件的振動。

（3）AWS100-C2S1型智能圖像選礦機(jī)將電控柜配置在機(jī)體上方與本體連在一起，依次通過熔斷器、接觸器、隔離變壓器、多個開關(guān)模塊、浪涌保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)、通斷，通過多級模塊電源的控制通斷，對相對應(yīng)模塊電源本級的電氣元件進(jìn)行了通斷、保護(hù)。開發(fā)了手機(jī)APP軟件，將藍(lán)牙通信模塊與主機(jī)連接，當(dāng)部分輔助設(shè)施如顯示屏、相機(jī)、光源等故障時可以進(jìn)行無線開機(jī)。

3 機(jī)器安裝、后期機(jī)器的改進(jìn)完善

（1）設(shè)備安裝牢固可靠：工控主機(jī)等應(yīng)與各類線束接插可靠；對電器件的安裝使用要符合安裝要求，對各電器需調(diào)試和線路檢查無誤后才可使用。

（2）給AWS100-C2S1型智能圖像選礦機(jī)振動斗配置獨(dú)立電控系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)器在故障維修時，可以進(jìn)行處理量小的人工手選作業(yè)。

（3）受振動影響，對部分電氣元件進(jìn)行機(jī)械緊固、加固處理，如內(nèi)存、顯卡、驅(qū)動卡等。

（4）將電控箱與機(jī)子本體脫離，通過獨(dú)立懸掛的軟性連接配置，增強(qiáng)機(jī)子運(yùn)行穩(wěn)定性。

（5）為集中器選擇一個獨(dú)立的防雷接地體，選擇合適的浪涌保護(hù)器。礦井大多是雷區(qū)?；冢↗GJ/T16-92）《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第十四章，增加接地體、接地體接地和安全性：第十四條7.5.3條規(guī)定：機(jī)房接地時，接地電阻應(yīng)小于1Ω。保護(hù)系統(tǒng)。因此，對于機(jī)艙接地，同一接地裝置應(yīng)與建筑物防雷接地共用，接地電阻要求小于1？贅。

（6）其余改進(jìn)

給振動斗增設(shè)角鐵片利于分礦；給漏礦漏斗增設(shè)耐磨鋼板；給噴閥制作合適的工具利于定期清潔噴閥等。

4 結(jié) 語

（1）本文對鎢礦山粗選智能選礦機(jī)的電氣原理進(jìn)行了簡單探討。

（2）項(xiàng)目應(yīng)用后，對選廠選礦技術(shù)指標(biāo)提高，增大處理量，降低工人勞動強(qiáng)度等具有顯著效果。

（3）后期機(jī)器的改進(jìn)完善，對機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)行、提高效率等具有很好的借鑒意義。

（4）提出為系統(tǒng)整體研制及解決鎢礦粗選環(huán)節(jié)的高效化，企業(yè)收益最大化提供了經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉烈文.智能選礦機(jī)在黑鎢礦山預(yù)選中的應(yīng)用[J].百度文庫，2016，08.

[2]中國鎢業(yè)/中國有色金屬工業(yè)協(xié)會主編.（第一版）北京：冶金工業(yè)出版社，2012，8.

[3]趙秀鳥.基于機(jī)器視覺技術(shù)的鎢礦初選工藝研究.科技廣場，2012，7.

收稿日期：2018-9-15