礦山選礦作業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及其創(chuàng)新發(fā)展

徐小賢

（江西銅業(yè)集團(tuán)德興銅礦，江西 德興 334200）

1 我國礦資源開采現(xiàn)狀和特點(diǎn)

2 選礦企業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

（1）選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展概況。20世紀(jì)40年代初，我國部分礦山企業(yè)率先采用選礦自動(dòng)化技術(shù)，但受限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)的短板，因此選礦自動(dòng)化技術(shù)的推廣步履維艱。20世紀(jì)50年代，該時(shí)期科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，相應(yīng)的技術(shù)也日趨完善，不過其主要依靠模擬儀表的控制技術(shù)，運(yùn)行穩(wěn)定性方便還不夠[1]。20世紀(jì)60年代，隨著金屬檢測器、礦漿濃度計(jì)、礦漿酸堿度計(jì)等新型自動(dòng)檢測儀器的創(chuàng)新應(yīng)用，礦山企業(yè)中自動(dòng)選礦的效果日益突出。20世紀(jì)70年代，自動(dòng)檢測技術(shù)展現(xiàn)出了很高的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也得到了礦山企業(yè)的高度關(guān)注，隨后，隨著微處理器的快速發(fā)展，提出了新的控制思路和策略，推動(dòng)了選礦自動(dòng)化向集成化方向發(fā)展[2]。

（2）現(xiàn)階段我國選礦現(xiàn)狀。礦產(chǎn)資源是我國最重要的能源之一，其對于保障國家的綜合實(shí)力以及促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)健發(fā)展有著不可替代的作用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國礦產(chǎn)資源總量居世界前列，約5.6萬億噸，但由于我國人口眾多，因此人均礦產(chǎn)資源量遠(yuǎn)低于世界其他國家，而且在礦產(chǎn)資源總量中可開采礦產(chǎn)資源量約為總量的20%。

與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)專業(yè)的礦產(chǎn)加工機(jī)構(gòu)仍然比較稀缺，也逐漸無法滿足國內(nèi)市場的需求。而且，國內(nèi)礦產(chǎn)企業(yè)中非專業(yè)人員較多，技術(shù)人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)不高，因?qū)е略谧鳂I(yè)過程中存在著許多安全隱患。其次，許多礦山企業(yè)缺乏足夠的保護(hù)意識(shí)，缺乏對礦產(chǎn)資源屬于不可再生能源的危機(jī)意識(shí)；而且礦產(chǎn)加工企業(yè)自身也存在著許多污染，特別是一些企業(yè)為了節(jié)約成本獲得經(jīng)濟(jì)利益，在節(jié)能減排方面做得不到位，導(dǎo)致污染物的泄漏對周圍空氣和環(huán)境污染影響嚴(yán)重。

因此，為了更好地加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，有必要進(jìn)行全面的發(fā)展，不斷提高工作效率，改善不足之處，對于促進(jìn)我國礦產(chǎn)資料的合理開發(fā)有著重要意義。

（1）簡化選礦企業(yè)的工作流程。由于傳統(tǒng)的電氣技術(shù)工作程序非常復(fù)雜，也就是由于機(jī)械設(shè)備的缺乏，所以許多工作程序需要人工完成。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有效的改善這一現(xiàn)狀，降低了企業(yè)的經(jīng)營過程。

（2）降低人工成本。隨著科學(xué)時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)各界對物質(zhì)基礎(chǔ)的追求日益上漲。然而，當(dāng)今社會(huì)所追求的礦石質(zhì)量已經(jīng)超出了過去采礦技術(shù)的范疇。為此，礦山企業(yè)加大了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)入機(jī)械時(shí)代，盡量用機(jī)械代替手工勞動(dòng)，盡量減少人力資源投入，大大降低了對人員和人數(shù)的要求，同時(shí)也降低了企業(yè)的勞動(dòng)成本。

（3）提高生產(chǎn)率，并降低了損耗。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有效的改良了傳統(tǒng)電氣技術(shù)中存在的諸多問題，自動(dòng)化技術(shù)與相應(yīng)的儀器在生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用，有效的提升了礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)效率以及提高礦產(chǎn)的質(zhì)量。然而，地球資源有限，過去肆意開發(fā)浪費(fèi)了大量的有效能源，因此該技術(shù)必須能夠節(jié)約能源，減少浪費(fèi)。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在選礦過程中的應(yīng)用

（1）微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)。目前，隨著社會(huì)需求的不斷上升，礦山企業(yè)開采力度越來越大，電氣自動(dòng)化水平也在不斷提高，微機(jī)繼電保護(hù)在礦山企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。首先，繼電保護(hù)是基于單片機(jī)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的智能保護(hù)技術(shù)完成繼電保護(hù)性能的裝置是繼電保護(hù)裝置，主要包括四個(gè)步驟：①信號采集；②信號分析；③識(shí)別步驟；④影響信號運(yùn)行。所有程序必須從電力系統(tǒng)中執(zhí)行，探索每一次事故的原因，采取有效措施解決不同事故的原因，保證自動(dòng)化措施的有效運(yùn)行。

（2）電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。由于礦業(yè)企業(yè)本身是能源損耗大戶，存在著電耗高、節(jié)能措施缺乏、節(jié)能技術(shù)落后等問題。加大電力節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，對于進(jìn)一步提高礦山企業(yè)的電力節(jié)能技術(shù)水平和節(jié)能減排具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。下面就分析其在無功補(bǔ)償節(jié)能方面的應(yīng)用。

在礦山電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)、變壓器和部分大功率電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行將產(chǎn)生無功功率，給電力線路和變壓器造成功率損失。采用無功補(bǔ)償技術(shù)可降低電網(wǎng)和變壓器的無功功率?？梢?，在礦山供電系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)中配置無功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)，節(jié)約能源消耗，為企業(yè)節(jié)約大量資金，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）電氣自動(dòng)化技術(shù)在磨礦過程中運(yùn)用。磨礦是一門非常復(fù)雜工藝，同時(shí)也是整個(gè)礦石企業(yè)生產(chǎn)過程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響著礦石的品質(zhì)和質(zhì)量，?，F(xiàn)階段，我國在這一領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績，可以有效的結(jié)合人工勞動(dòng)與機(jī)械勞動(dòng)相結(jié)合，有效的提高各環(huán)節(jié)的監(jiān)督職能，增強(qiáng)程序的穩(wěn)定性。

（4）電氣自動(dòng)化技術(shù)在浮選過程中的運(yùn)用。目前，浮選工藝仍處于傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，但對一些選礦企業(yè)來說，板閥和錐閥的控制仍然是手動(dòng)操作，沒有過度使用自動(dòng)化技術(shù)。雖然這一環(huán)節(jié)的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但也可以非常精確地控制添加劑的用量，也可以通過機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。儲(chǔ)罐的位置以及上升液體和氣泡的厚度需要由傳送器操作。然后利用超聲波技術(shù)對浮選位置進(jìn)行測量，以保證浮選位置受超聲波技術(shù)的控制，從而使攪拌的振動(dòng)頻率降到最低。

4 選礦生產(chǎn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展方向

（1）創(chuàng)新方向。選礦過程具有耦合性、不確定性、多變量等特點(diǎn)。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在選礦生產(chǎn)中具有創(chuàng)新發(fā)展的潛力。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，提出了創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略。①硬件創(chuàng)新，朝著簡化方便的方向發(fā)展，降低氣體自動(dòng)控制硬件的復(fù)雜性，提高硬件使用的靈活性，從而減少硬件造成的技術(shù)故障，提高硬件操作水平；②軟件創(chuàng)新，軟件確定了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的功能，滿足了控制任務(wù)。根據(jù)選礦生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)軟件編程，并將其應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制中。③系統(tǒng)創(chuàng)新，完善電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)施控制技術(shù)在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過系統(tǒng)創(chuàng)新提高電氣自動(dòng)化控制水平，完善其在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，確保選礦生產(chǎn)的高質(zhì)量。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，滿足選礦安全、自動(dòng)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）發(fā)展方向。①模型預(yù)測控制。針對選礦過程中難以建立精確的數(shù)學(xué)模型的問題，開發(fā)了模型預(yù)測控制來解決這一問題，這也是選礦過程中一種重要的自動(dòng)控制方法。②智能化控制。與常規(guī)控制系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)更加人性化、智能化。③優(yōu)化型控制。優(yōu)化控制系統(tǒng)的主要目的是對集散控制系統(tǒng)的整定值進(jìn)行優(yōu)化和控制，也是以最少的資源實(shí)現(xiàn)效益最大化為基礎(chǔ)，也是今后選礦自動(dòng)化控制的一個(gè)重要方向。

5 結(jié)語

總之，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用對于促進(jìn)礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的提升有很大的促進(jìn)作用，因此，選礦企業(yè)要全方位的加強(qiáng)改革，應(yīng)當(dāng)從多方面出發(fā)，科學(xué)、合理的進(jìn)行操作，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢，加強(qiáng)工作人員的工作效率，提高企業(yè)的生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)降成本的目標(biāo)。