焦家金矿选矿厂自动化智能提升与应用

1、成果简介 随着资源的枯竭和环境的严峻化，资源高效开发和节能降耗成为选矿工业发展的核心产业技术。实现矿山资源高效开发的关键，是通过数字化、信息化、自动化来推动传统工业转型升级，走工业化与信息化融合的发展道路，实现矿山企业的智能化管理。我国政府历来重视矿山信息化的整体建设，不断引入、研发创新技术和科技手段来提升矿业技术设备水平、管理水平和开采过程的综合质量。为了实现智能矿山建设，我国矿企迫切需要抓住新一代信息技术带来的发展机遇，正确、深刻地认识到发展矿业数字化和智能化的重要性，加强智能化矿山建设与整个行业的技术创新，通过合理规划逐步完成矿业智能化过程，为可持续发展创造新的动力。这样才能使矿业发展新动能日益强劲，为矿业转型升级，实现创新发展开辟了新领域。身处新形势，智能化是矿业发展的必由之路，是提高矿企核心竞争力、实现可持续发展的必然选择。 “焦家金矿选矿厂自动化智能提升与应用”项目，总投资520余万元，以山东黄金集团下属三级企业焦家金矿为试点，由焦家金矿矿山一线技术骨干与北京矿冶科技集团有限公司共同组成研发小组，对焦家金矿8000吨/天选矿厂的自动控制系统进行全面升级，充分利用当前选矿自动化系统形成的生产过程数据源，通过数据挖掘与处理、知识发现、机器学习等先进的智能计算机科学技术，发现原料性质与生产活动的内在规律，使焦家金矿的选矿生产操作和资源利用水平达到一个新的水平，实现万吨大型选矿厂的全流程智能化选矿。 2、主要创新点 在焦家金矿选矿厂自动化智能提升与应用项目实施过程中，取得了以下创新点： （1）开发了基于无载波技术UWB的精准定位技术，采用基于无载波技术的UWB系统来对粉矿仓布料小车位置进行检测。采用非接触式测量，不受粉尘影响，测量精度高、刷新速度快，特别适合于粉矿仓这类因粉尘过大而导致诸多光学器件无法使用的环境。非接触式自动布料系统采用超宽带无载波通信技术为载体，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，可以实现在视距范围下的高精度定位。与此同时，该系统在高粉尘、高温、高湿环境下的精度衰减非常低，校准和测量十分方便。特别是当布料小车在30km/h以下运动速度时，其控制精度可以达到亚分米级。 （2）开发了基于电耳检测、浓度在线检测及专家规则控制的磨矿优化控制系统，通过对磨矿泵池液位及溢流粒度、浓度控制，优化整个磨矿流程，使其工作在最佳状态，从而保证后续流程的稳定。使用粒度仪在线测量溢流粒度，通过调整入口浓度把溢流粒度和浓度控制在一个合适的区间。结合粒度仪监控磨矿分级生产指标，根据球磨机的负载变化情况及溢流粒度及时调整操作条件，使得磨矿分级系统工作在最佳工作点附近，通过智能化的调整给矿量，从而保证整个磨矿工序的操作智能化，实现生产安全、平稳，并且满足浮选工艺流程的供矿粒度和浓度。 （3）将基于机器视觉的矿石块度监测技术应用于破碎流程故障诊断，对皮带进行视觉在线监测，提供故障诊断数据，以矿石块度分析仪和破碎生产流程在线检测数据为支撑，将因果推理和主元分析等技术相融合，实现从底层设备到中间工序，再到上层生产流程的三层架构破碎全生产过程在线监测和故障诊断功能。 （4）开发了基于机器视觉的浮选过程智能监测与产率优化控制系统：以浮选泡沫分析仪测量参数为核心，对浮选生产状态进行智能判断，采用精矿及尾矿同时监测比对，并据此优化浮选机的设定值，通过控制浮选作业的产率达到优化浮选指标的目的。 （5）BTPS精矿浓密过程在线监测与预警技术：通过浓密机压力监测系统集成浓密机信号，再通过无线系统传送到控制系统，实现浓密机运行状态监测。预先建立浓密机模型，对浓密机底流浓度、泥层高度、内部矿量进行预测，实现在线检测浓密机底流浓度、浓密机泥层高度、内部矿量的在线检测。 （6）面向一线维修人员的可操作可配置的选矿自动控制系统的开发:此系统基于BPCSP平台，采用C语言进行开发，语法灵活，功能强大；BPCSP系统平台中每个被控设备的I/O引脚都是可以随时进行修改，该平台下可以不用修改和重新下载PLC程序就能修改控制系统的控制逻辑或者增减被控设备的数量,非常便于一线操作人员参与系统维护。