自動化控制在礦山膠結(jié)充填站的運(yùn)用研究

楊海勇

山東工大中能科技有限公司 山東 濟(jì)南 250101

材料充填的過程是整個礦上生產(chǎn)當(dāng)中極其重要的一項(xiàng)內(nèi)容。材料充填的強(qiáng)度能夠直接反映出充填的效率和效果。傳統(tǒng)的礦山膠結(jié)充填控制方法為人工控制，這種控制方法的工作強(qiáng)度較大，而且工作模式單一、枯燥，數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤的頻率較高，導(dǎo)致充填效果較差。

1 自動控制技術(shù)的功能

1.1 測控水泥攪拌桶當(dāng)中的水泥量

通過計(jì)量裝置和螺旋給料機(jī)將水泥送到攪拌桶當(dāng)中，再通過控制給料機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度來控制下料量。在水管當(dāng)中裝流量計(jì)來計(jì)量水量，通過控制調(diào)節(jié)閥的大小來控制水量的大小，最后將水泥和水按照一定的比例放入到攪拌桶當(dāng)中，再制成水泥漿。

1.2 測控水泥攪拌桶的液位

通過攪拌桶上部的液位，能夠?qū)嚢柰皟?nèi)的液位進(jìn)行檢測，并且通過對放料閥門的控制來使攪拌桶的液位維持在一定的位置上，這樣不僅能夠有效提高攪拌桶的效率，還能夠確保攪拌桶內(nèi)泥漿的均勻性，使攪拌桶內(nèi)的排料和進(jìn)料維持一個平衡的狀態(tài)，也就是排出的泥漿和新加入的水泥質(zhì)量相等。

1.3 測控充填料在攪拌桶內(nèi)的料位

通過攪拌桶上部的料位計(jì)能夠?qū)ν皟?nèi)的料位進(jìn)行檢測，通過對放料閥門的控制，來使攪拌桶內(nèi)的料位維持在一個固定的高度上，這樣不僅能夠提高攪拌桶的工作效率，還能夠使攪拌筒內(nèi)的充填料具有一定的均勻性，使攪拌同類的排料和進(jìn)料達(dá)到一個平衡的狀態(tài)。

1.4 測控充填料的流量和濃度

根據(jù)攪拌桶的料位能夠計(jì)算出沖天料的濃度。由于棒磨砂的存放時(shí)間、溫度、環(huán)境和含水量等都能夠影響充填料的濃度，所以需要將按照配比計(jì)算的濃度值和實(shí)際測量的濃度值相比較，根據(jù)實(shí)際情況對水和棒磨砂的比例做出一定的調(diào)整，使充填料達(dá)到理想濃度[1]。填充料的流量是決定其是否堵管的直接信號，在流量減小時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)該及時(shí)開啟管道，并對其進(jìn)行清理。

1.5 測控?cái)嚢柰皟?nèi)棒磨砂和水量

在應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)后，在水管部位和緩沖倉的底部都安裝了測量裝置，分別測量水量和下料量，以確保水和棒磨砂能夠以科學(xué)合理的比例進(jìn)入到攪拌桶當(dāng)中，提高攪拌桶的工作效率，也能夠提高充填料的質(zhì)量[2]。緩沖倉底部的計(jì)量裝置用來控制給料機(jī)圓盤，以此來達(dá)到控制下料量的目的。水管當(dāng)中的計(jì)量裝置是用來測量水管內(nèi)的水量，自動化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)水量來自動控制調(diào)節(jié)閥，使攪拌桶內(nèi)的水量控制在合理的范圍內(nèi)。

2 自動化控制在礦山膠結(jié)充填站的運(yùn)用

2.1 選擇合適的儀表

為了能夠使礦山膠結(jié)充填站順利運(yùn)行和工作，在運(yùn)用自動化控制技術(shù)的同時(shí)還需要選擇合適的儀表，以提高控制的效果。一般情況下，在選擇儀表時(shí)應(yīng)該主要以實(shí)用和可靠兩點(diǎn)為主要選擇依據(jù)。但是礦山膠結(jié)充填站當(dāng)中的工作流程極其復(fù)雜，根據(jù)不同的工作流程要選擇不同的儀表。例如，在選擇測量水泥料位的儀表時(shí)，為了提高水泥量的準(zhǔn)確性，首先就需要確保料位的準(zhǔn)確，要求儀表能夠隨時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測到水泥料位的變化，給出相應(yīng)的反饋信息，只有這樣工作人員才能夠根據(jù)料位判斷是否存在異常情況[3]。又例如，將水泥放入到礦山膠結(jié)充填站以后，需要及時(shí)對其進(jìn)行攪拌，以確保水泥的質(zhì)量。在自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，氣動滑板閥主要是用來攪拌水泥的儀器。自動化系統(tǒng)正常運(yùn)行當(dāng)中，會立即向氣動滑板閥發(fā)送相應(yīng)的指令，使氣動滑板閥開始運(yùn)行。水泥流到氣動滑板閥附近，就會開啟攪拌工作。大部分的氣動滑板閥都會采用刀鋒式設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的密封性較強(qiáng)，而且有一定的調(diào)節(jié)作用，在實(shí)際工作當(dāng)中具有較大的優(yōu)勢和作用。

2.2 合理設(shè)置參數(shù)

有色金屬礦山膠結(jié)充填站，在充填體上方會添加一定的物料，但是在爆破過程當(dāng)中，仍然會對填充體產(chǎn)生一定的傷害。由于受到自身重量、物件重量和爆破的影響，充填體必須達(dá)到一定的強(qiáng)度，才能夠盡量減少事故和危險(xiǎn)的發(fā)生。運(yùn)用自動化控制技術(shù)來控制和測量充填體的強(qiáng)度，就能夠有效解決上述問題。例如，某個礦山充填體在不同時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)度參數(shù)存在差異。第1d，充填體的抗壓強(qiáng)度需要超過1.5MPa，而第7d和第28d抗壓強(qiáng)度需要增加到2.5MPa以上或者5.0MPa以上，為了使充填體的強(qiáng)度達(dá)到需求，就需要采用自動化控制系統(tǒng)來持續(xù)監(jiān)測充填體的強(qiáng)度，而這一礦山充填體的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)分別為1.8MPa、2.9MPa和6.0MPa,所以并未采取相應(yīng)措施，而且也未見事故發(fā)生。

2.3 控制工藝

礦山膠結(jié)充填站在運(yùn)行過程中，可以將棒磨砂用火車運(yùn)送到廠房中，放在倉庫當(dāng)中。棒磨砂運(yùn)送到倉庫以后，相關(guān)工作人員可以運(yùn)用抓斗來將其運(yùn)送到砂倉部位，并篩除大塊的棒磨砂，將其他的送入到運(yùn)輸機(jī)當(dāng)中。棒磨砂進(jìn)入運(yùn)輸機(jī)以后，自動控制系統(tǒng)能夠立刻感知，并向輸送機(jī)發(fā)送指令，開始輸送，將棒磨砂運(yùn)輸至緩沖區(qū)域。

3 結(jié)束語

總體而言，自動化控制系統(tǒng)在礦山膠結(jié)充填站當(dāng)中的運(yùn)用，不僅提高了其工作效率和工作質(zhì)量，還能夠有效促進(jìn)礦山的開采和發(fā)展。自動化控制系統(tǒng)具有測控水泥攪拌桶當(dāng)中的水泥量、測控水泥攪拌桶的液位、測控充填料在攪拌桶內(nèi)的料位、測控充填料的流量和濃度、測控?cái)嚢柰皟?nèi)棒磨砂和水量等作用和功能，在礦山膠結(jié)充填站中運(yùn)用自動化控制系統(tǒng)能夠選擇合適的儀表、科學(xué)合理地設(shè)置參數(shù)以及控制工藝等。自動化控制系統(tǒng)在膠結(jié)充填站當(dāng)中是否能夠正常運(yùn)用主要取決于兩點(diǎn)內(nèi)容，一是設(shè)計(jì)的充填料制備工藝方案是否可行，第二是所選擇的設(shè)備和儀表是否合理，是否實(shí)用和可靠。當(dāng)前我國很多自動化控制系統(tǒng)在礦山充填站應(yīng)用效率不高，主要都是這兩方面的問題，因此我國眾多學(xué)者和科研人員還需要針對這一問題進(jìn)行更多地研究和探討，以促進(jìn)我國礦山行業(yè)的發(fā)展。