高水固结尾砂充填微机测控系统(1).pdf

高水固结尾砂充填微机测控系统 【 摘要】 关罐词 北京科技大学毛信理 介 绍 了山东 焦 家金 高水 固结充填 1 前言 高水固结充填采矿法是使用中国矿业大 学 孙恒 虎教 授发明韵 一种 高水充填材料 、高 水固结尾砂充 填工艺 ，以及微机检测与控 制 的充填 制备 系统所形成 的新颖采矿法 。1 9 9 3 年 5 月，山东省焦家金矿与中目矿业大学北 京研究 生部 签订 了 高水 固结尾砂充填采 矿 新 工艺 ”技术合作 合同书，在北 京科技大学 矿业研究所 和清华大学工程力学 系 的 参 加 下 ，经 过一年半 的共同努力，创造性 地研 究 成功处 于国 际领 先水 平的采 矿法一 高水固 结充填采矿法。这种采矿法的主 要 特 点 如 下 。 1充填体 强度高 ，特 别是 早期 强度 高 | 2容 易形成接顶 } 3投有 脱水 和 排水 问题 ， -4 料浆在管路 中易输送 ， 且对管遭磨 损小 | 5尾砂不 需要 分级 | 6对 围岩能起加固作用 | 7工艺 和 设备简单’ 8材料无毒无害， 9 可 提 高劳动生产率， 1 0 充填成本低于尾砂 胶 结充填等 。 该 采矿 法 已于 1 9 9 4 年1 1 月 4日由国家 科 委 主持 ，在 山东省焦家 金矿 通过鉴定 ，鉴定 认为 “ 高衣固绩充填采矿法在焦家金矿的试 验 成功，是国内外首创，并处于国际领先水 平 ，为国内外相似金属矿床的开采，提供了 一 种新的方法， ． 对胶鲭充填采矿法是一项重 大 的突破 和发展 具有 明显 的经济 、社 会和 环 保 效益 ，有 广阔的推广 和应 用前景” 。 3． ≥ 强 爱 铭 屯 缓铹 2 高水固结尾砂充填搅拌站 制备系统 。 由于高水充填材料为甲、乙两种粉料， 需分别 与尾 砂浆混合搅拌， 搅拌好 的 甲、乙 高水同结充填料浆在输送至靠近充填工作面 处进行 混合后，再充填入采 空区。因此，高 水 固结 尾砂 充填搅拌站 需要 两套 高水材料仓 和给料、搅拌，管路和除尘系统。 高水固结尾砂充填 搅拌 站制备系统 见 图 1的工艺流程 是， 尾砂 仓 4中贮存 的尾 砂经造 浆后 ，输送 至 1 5 0 0 mm1 5 0 0 ram的 搅 拌桶 1 2 ， 与此同时， 甲料 仓 8和 乙料 仓 9 中贮存的 甲、乙两种高 水材料经 仓底 3 0 0 ram 3 0 0 mm 单向螺旋 闸门放 3 0 0 mm3 0 0 ram 刚性叶轮给料机1 O ，通过冲量流量计1 1 计量 图1 高水固结尾砂充填 搅拌站 制备系 统 1 一二 位 电动 阀 ，2 一 电动 调 节闽 ．； 一 重锤 式料证 计 ；{ 一尾砂仓 5 - -．．y 射线浓度计 6 一 电磁赢量计 7 一超 声 波物位计 ．8 一 甲科 仓 9 一乙料仓 1 0 一 可调 叶轮 给料机 1 】 一 冲 量流量 计 ；1 2 一搅 拌 捅 ； l 3 -- 础 泵 。 高水固结尾砂充填授机测控系统毛信理 邮缠l 0 o n B ， 1 4 7 一 鼽 维普资讯 定量 ，分别向对 应的搅拌桶 投放 ，在搅拌桶 内与尾砂混合搅拌成甲乙 种高水面结 砂充填料浆后，通过各自南输送管培输送到 待充采场附近，由混台器将甲、乙高水周结 尾砂充填料浆混合后进入采空区进行充填。 3 高水固结充填微机测控系统 组成及原理 高水圃结充填微机 测控 系统 由 4个基 本 控制回路组成， 印尾砂浆浓度控制回路，搅 拌桶液位控制回路’甲，乙科给料量控制回 路， 甲、 乙料 浆流量控 糊回路。 3 ． 1 尾 砂浆浓度控制 回路 对尾砂浆进 行浓度控制 ，是实现充填料 浆比值控制与浓度控制的基础。尾砂浆浓度 控制回路是根据尾砂浆的浓度控制砂仓一囤 和二圈电动出阀的开口大小，进行闭环控制 的。其控制方框图如图 2所示。 圈2 尾砂浆 浓度控 制回路 设定放砂管尾砂 浆的浓度作为输入 量， 用Y射线浓度计检测其实际浓度，根据这砥 浓度比较值，通过数字调节器，数模转换， 控制一 圈和 二圈电动调节 水阀，实现浓 度控 制。由于砂仓的随机干扰比较严重，且从调 节电动调节水阀到放砂管尾砂浆浓度的变化 存在很大 的纯 滞后，采用常规 的P I D 控 制， 难 以达 到控制要求 ，故采用 智能 自 适 应 控 制。 3 ． 2 搅拌桶液位控制回路 充填系统要能连续工作 ，搅拌筒的液位 必须稳定在某一高度范围，也就是说，进入 搅拌桶的物料与流出搅拌桶的物料应保持动 态平衡 。需对 攒拌 桶液位进行 控制，其控制 原理是，设定搅拌桶某一液位为基准液位， 由超声波液位计擒硝其实际液位，根据这两 液位高度的比较差值， ’ 检测实际液位是否在 规定范围之内，如在规定范 围 内，不 予 控 制，如超出规定范围，立刻进行控制，即通 过 数字 调节器，控制放 砂 电动调 节 阈 的 开 度，以控制搅拌桶的进料量，实 现 液 位 控 制。其控 制方框 图如 图 3所 示 ，由于液位受 砂仓的随机干扰也 比较大，也采用了智能 自 适应控制 。 圈3 搅拌桶液位控制回路 3 ． 3 甲， 4料拾 料量控 制回路 甲、乙料给料量的设定值根 据 l配 比 要 求，通过测定尾砂浆浓度和流量，即可计算 出甲、己料给料量的设定值用冲量流量计 检测其实际给料量。根据这两给料量的比较 值，通过数字诵节器，控制叶轮给料机的转 速， 以实 际给料量控制 ． 其控 制 框 图 见 匣 4 o 圈4 甲， 乙料给料量控制 回路 3 ． 4 甲 、乙料浆 流量 控制 回路 高水固结尾砂充填要求 甲、乙高水 西结 充填料浆流量基本相等，由于输送管路阻力 等原因会使 甲、乙充填料浆流量发生变化， 为了使甲，乙充填料浆均衡，因此需对 甲、 乙料 浆流量进行控 制。其控制 原理 是，首先 设定 甲， 乙料 浆流量， 通过电磁流量计检测 其实际流量，根据这两流量的比较差值，通 过数字调节器，控制砂泵的辛 }速，以 实 现 甲、 乙料浆流量控制，其控制方框图见图6 。 一 48 一 有 色矿 l 9 9 6 ． ‘ 维普资讯 l 矿山建设与管理 l 统筹安排做好矿 Xxx， x Xxx xx，l 【 摘要】 I U 7 。 山扩建 工程 的设计与建设 北京有色冶金设计研 究总 院‘ 祁保明 通过对鸡笼山盘矿扩建工程设计与建设中存在的嗣题进行探讨 ．说稍统筹安 } { 乍 好 关 键环节对矿山扩建工程的重要意义． 关薯词，矿山扩建统筹安排关键环节 ．厂 一 l 前 言 近年来，我国有色金属和黄金矿 山很多 都进行了扩建，以提高金属产量 和 经 济 效 益，这样做的原因有三点，其一是 国民经济 发展对这类金属量的需求量增加，但这几年 新发现矿点少，且上一个新矿点一般投资较 ； I 大。其二是我国有色金属和黄金矿山具备扩 建的潜力。我国大部分有色金属 和 黄 金 矿 山，与其他发达 国家相 比，毒地 质资源和矿 床 开采技术条件相类似 的情 况下 ，矿 山生 产 能力仅为国外的l ／ 2 ～l ／ 3 ，劳动生产率一般 为 国外的1 1 S 1 1 1 0 t从 资源方 面看 ， 很多矿 山建成后 ，通过进 一步探 矿，储 量 大 量 增 圈5甲，乙料浆 瀛量 控制回路 3 ． 5高水 固结充填微机 测控系统 系统采 用 了I P C 一 6 1 0 ／ 3 8 6 型工 业 控 制 机 t 2 0 英 寸 1英寸 2 6 ． 4 ram大屏 幕 彩 显，进行实时检测与控制，检测与控制参量 包括 1尾砂 仓料 位检 铡与 上 下 限 报 警， 2高水材料仓料位检测与上下限报 警} 3尾砂浓度捡测与上 下 限 报 警， 4尾砂 流量 与高水固结尾砂充 填料 浆流 鬣 检 测与流量 累积’ 5搅拌桶 液位 检测 与上下 限报警 } 6高水材斟 甲，乙料流 量检测 与累积， 7用 电动胶 管阈控制尾 砂 和料 浆流量， 以及搅拌桶 液位， 8用 电动水 阀控制尾砂浓度 } 9调 节叶轮给 料机转速控制甲、乙料给料量。 该系统具有 自动 与手动操作 切换功能， 工艺流程图显示功能}各检测参量数据动态 显示功能 尾砂浆浓度动态曲线显示功能} 诸检测参量的巡回采集，处理与储存功能， 诸控制参量 的调节 与控制功哉 J 系统顺序 自 动启动 、正常运行和顺序停车 I系统设备运 行状况显示及事故声光报警 功 能；管 理 功 能 打印生产报表和储 存生产数据 。 r 4 软件编制 针对控制对象的随机性较太和具有大纯 滞后等控制难题，控制策略上采用了智髓 自 适应控制，较常规的PI D控制稳定 性 好 ，响 应快 ，控制性能好，． 达到 了预期要 求。 为了保证系统工作可靠；系统县有主要 故障 如 电机接触 器不 吸 合 ，堵 管 、破 管 等的诊断和处理 功能 。系统还 可 以在线修 改 控制 参数 。 参 考文黄 略 统筹安排做好矿山扩建工程昀设计与建设祁保明 邮编 l 0 n 0 3 R ， ． 二 、 维普资讯