自动化系统在矿山中的应用

自动化系统在矿山中的应用

徐安高

（玉溪矿业有限公司云南玉溪653405）

摘要：近年来，在我国经济建设快速发展的过程中，对矿山资源的需求量也在提升，对矿山生产技术也提出了更高的要求。在矿山生产中，自动化系统和技术开始应用，有效提升了矿山开采的生产效率和安全性能。当前自动化概念也随着技术进步而不断扩展，不仅包括代替人的体力拉动，还可以代替或者辅助脑力劳动，从而自动完成特定作业。因此企业必须提高对自动化系统的了解，以及其在矿山中的应用，完善其自动化技术和应用水平，提高矿山生产的效率和质量。本文主要对自动化系统在大红山铜矿的应用进行分析研究，了解其控制原理和控制功能等，以提升矿山自动化水平。

关键词：自动化系统；矿山；应用；控制原理

在当前市场经济不断发展完善的情况下，企业间的竞争更加激烈，包括有色金属矿山开采和生产企业等，为了获得更高的生产效率和产量，需要应用好自动化系统，充分发挥其积极作用，有效提升企业竞争力。目前，我国矿山生产中对自动化系统和技术的应用还存在局限性，特别是与美、德等发达国家相比，还有相当大的差距。需要不断加大研究力度，完善其实际应用，加大相关专业人才培养力度等，以更好地应用自动化系统。

1.自动化技术概述

自动化是一种先进、复杂的高科技系统，在矿山生产中应用可以进行全范围的数据和信息采集，根据企业内外条件和环境实时变化，通过改变矿山内部因素和条件来进行更新优化，实现效益最大化。

但目前，我国一些采矿企业没有充分认识到自动化技术的应用技术，及其潜在经济效益，在计算机技术发展过程中，特别是其硬件发展会加快矿山自动化进程。同时，随着矿山生产的发展，对设备性能有了更高的要求，需要不断更新和进步，保证其可靠性、易操作性、易维护性和可监视性等要求。当前需要使用可靠性高、可监视和价格合理的控制器，以此来代替继电器搭成的电路。同时矿山自动化的实现，也可以为其数字化实现打下基础，实时采集各项信息，将其传输到调度指挥中心方便上级进行监控和审查，通过对各种信息加工、利用和反馈，实现矿山生产的自动化、数字化和信息化。

2.自动化控制系统

2.1控制系统测控原理

控制系统的应用目标，是在确保矿山作业安全稳定和产品合格的情况下，尽量提高作业产量、降低能耗，使自动化水平有效提高，在很大程度上减轻工人作业强度，保证矿山生产的经济效益和社会效益。因此，自动化系统要具备可靠的硬件，以及先进的控制技术。以望儿山金矿为例，其磨矿作业是一种闭路作业流程，作业流程比较简单，但内部过程具有复杂性特点，而且存在的影响因素较多、滞后时间长。根据其作业流程，在自动化控制系统中采用了混合智能方法，包括智能PID控制、串级控制和模糊控制，实现对磨矿作业的高效控制。

2.2控制系统的硬件配置

要确保控制系统的可靠性，提高调试和维护作业效率，要采用可靠的硬件配置。传统的分布式控制结构是由由上位机、下位机、检测仪表和执行机构组成。上位机主要负责管理，下位机则主要检测控制系统相关采纳数。执行机构负责执行下位机命令并控制相关参数。这种系统的特色就在于分开控制和管理，设置上位主机、下位主机和多个仪表。在大红山铜矿空压机远程集控系统项目改造中，其硬件主要由由PLC系统、分布式I/O控制箱、监控系统、仪表系统、水泵控制系统和网络系统组成，配置查看附表系统清单。

3.自动化技术在大红山铜矿的应用

在大红山铜矿作业中应用自动化技术，可以减轻工人劳动强度，改善其工作环境和质量，确保生产过程的安全性。在生产作业中，所应用的机械设备在不断更新和进步，因此自动化技术机械设备也在积极革新，真正实现”机械化换人，自动化减人”，才能保证其实际应用效益。

3.1自动化技术在井下和通风系统中的应用

在大红山铜矿井下和通风系统中应用自动化技术，可以确保井下作业顺利进行，保障作业人员的安全，因此可采用远程风机控制系统。该系统的高速光线传输方法既可以实现单人对多机的操作，也可以记录远程监控风机运行和历史情况，进而将数据传输到以太网，便于上一级实现有效的调度和监控。

3.2自动化技术在装矿、卸矿等方面的应用

在大红山铜矿装矿、卸矿和其主操作台中应用自动化控制方式，可采用成套闸控电控装置，相比于人工操作方式来说，自动化控制方式缩短了操作的时间，且节省了作业所需劳动力，其高精度特性也减少了操作失误，保证了装矿作业的速度和产量，实现其整体效益的最大化。

3.3自动化监测技术在三大系统中的应用

在工作人员进行井下作业时，应用自动化监测系统来进行人员定位考察，通过采集处理巷道远近距离移动目标的非接触式信息，自动识别不同状态下人员、车辆和物体的状况，对井下人员进行实时跟踪监测，并了解井下工作人员的数量和其活动轨迹。这一系统在对人员考勤记录方面也可起到积极作用，完成考勤情况的输出、统计、存储和打印等。

3.4自动化技术在充填工艺中的应用

对水泥、物料的控制填充中，可采用DCS控制系统，自动控制物料搅拌，对尾矿、水泥和水等按照一定比例给料，完成物料自动控制填充，实现人力、物力的节省。同时，实现生产操作的自动化，可以有效改善供热操作环境、降低工人劳动强度。对于管理者来说，可以使管理者的管理工作，从繁琐的人事管理过渡到单一管理机械设备，使管理效率得以有效提升。

3.5冷却水控制功能

以大红山铜矿空压机远程集控系统项目方案为例，在自动化技术改造应用中，其中的冷却循环水系统采用了四台水泵对空压机进行循环冷却，两台采用ABB变频器控制，另两台使用接触器控制。在现场对水泵的控制，主要有本地或远程、手动和自动控制三种方式。

首先，管道上增加空压机冷却水输出压力和温度检测，来判断冷却水电动阀的开闭状态，冷却水进水总管上安装温度变送器，用于监视冷却水温度。

其次采用一体式超声波传感器检测检测水池水位，其中压缩空气总管上安装了具备显示功能的压力和流量仪表，以监视和记录压缩空气供给的风压、风量监视和记录。

此外，冷却水泵房设有操作箱对水泵进行本地和远程操控，可现实运行状态和参数，远程方式下在监控机上设有手动和自动控制方式，自动控制方式下根据水池液位的设定值，通过变频器控制的水泵自动调整水泵的给水量和全速水泵的启停和台数，保持水池液位的恒定。

4.自动化系统在矿山中应用的优势和提升策略

首先，自动化系统应用的是全数字化的设备，有效结合了结构的滚筒和驱动，使机械结构和安装简化，保证了设备的精密性和稳定性；其次，作为我国矿井下输送系统的主要运输设备，其输送距离长、输送量大，且其使用的监控设备在功能方面更加可靠，具备较长的使用寿命和较高的灵敏度。

要促进矿山中自动化系统的应用，一方面要加大资金投入力度，通过对矿山实际生产过程的考察，国家要加强政策方面的引导，不断进行法律法规方面的完善，并极大扶持力度，对重点矿山和民营矿山等进行积极扶持和技术改造；另一方面，要加强对自动化技术人才的培养，在矿山机械设备的更新和改进中，逐渐由机械化向自动化转变，要求工作人员具备更强的智力水平和技术能力，保证生产的高效性和安全性，因此要重视对科研人员的培养。

结束语：

在矿山生产作业中，自动化技术已经逐渐成为重要的新型技术，对减轻劳动强度、降低成本、加快作业有重要作用。而我国在此方面的技术水平较低，需要不断加大开发应用力度，提高矿山生产作业中的自动化程度和水平，提高企业经济效益，促进企业现代化管理水平的提升。

参考文献：

[1]杜少卿，苗乃冉.自动化系统在矿山中的应用[J].冶金与材料，2018，38（5）：137-138.

[2]张丽.自动化控制系统在矿山碎矿磨矿中的应用[J].黄金，2004，25（11）：34-36.

[3]许波.UPS在矿山综合自动化系统中的应用[J].科技创新与应用，2012，（9）：90-90.

[4]吴启柱，孙伟.矿山自动化与信息技术的应用[J].科学与财富，2018，（24）：18.

[5]李登辉，仰大江.矿山自动化管理系统的研究[J].科学与财富，2018，（18）：161.