浅谈仙人桥铜矿充填自动化控制技术的实践

2015-11-04于海清

建材与装饰 2015年38期

关键词：密度计灰砂仪表

于海清

（仙人桥矿业有限公司　江苏句容市　211131）

浅谈仙人桥铜矿充填自动化控制技术的实践

于海清

（仙人桥矿业有限公司江苏句容市211131）

膏体制备浓度的稳定性是决定能否顺利实现自流输送的核心参数，而充填料配比及准确性决定充填体强度，所以充填站设置较为完善的自动检测及控制系统是保证充填体质量的重要环节。

检测；控制；灰砂比；流量；浓度

前言

仙人桥铜矿充填站自动化控制系统是由铜陵有色设计院设计的，本系统在运行过程中通过微机控制，将各类先进的自动化仪表得其准确的应用和计量，有效的保证了充填体质量，我们知道膏体制备浓度的稳定性是决定能否顺利实现自流输送的核心参数，而充填料配比及准确性决定充填体强度，所以充填站设置较为完善的自动检测及控制系统是保证充填质量降低胶结充填成本的关键。

1　重锤料位计的设定和安装位置是保证充填浓度的关键

我们知道充填浓度是由压力场、沉降浓宿时间、砂位等多种内、外因素决定的，而浓度的高低又与流量的大小、灰砂比等技术经济指标相关联，因此，在充填过程中对砂仓砂位实施控制，掌握其砂位变化规律是非常必要的。在众多料位计或界面仪中，如雷达料位计、超声波粒位计对于连续充填的砂仓的界面测定都是不适合的，因为超声波料位计只能用在静态条件下，而在动态条件下由于尾矿料浆有一定的泡沫和流动过程中的声响，其波的信号不反馈，而雷达料位计也由于上述原因在进料过程中信号失真或不反馈。重锤料位计却可以通过重锤测得较为准确的界面，且可以随料砂位的升降准确的测得砂位。

2　流量计的安装位置是准确测定流量和灰砂比的重要因素

电磁流量计的安装：

要保证电磁流量计的测量精度，正确的安装是很重要的：①传感器应安装在室内干燥通风处，避免安装在环境温度过高的地方，不应受强烈振动，尽量避开具有强烈磁场的设备，如大电机，变压器等。避免安装在有腐蚀性气体的场合，安装地点便于检修.这是保证变送器正常运行的环境条件；②为了保证传感器测量管内充满被测介质，变迭器最好垂直安装，流向自下而上，尤其是对于液固两相流，必须垂直安装.若现场只允许水平安装，则必须保证两电极在同一水平面；③传感器两端应装阀门和旁路；④电磁流量传感器的电极所测出的几毫伏交流电势，是以传感器内液体电位为基础的，为了使液体电位稳定并与传感器与流体保持等电位，以保证稳定地进行测量，传感器外壳与金属管两端应有良好的接地，转换器外壳也应接地，接地电阻不能大于10Ω，不能与其它电器设备的接地线共用。如果不能保证传感器外壳与金属管道良好接触，应用金属导线将它们连接起来，再可靠接地；⑤为了避免干扰信号，变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输，不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内，信号电缆长度一般不得超过30m；⑥转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动，环境温度为-20～50℃，不含有腐蚀性气体，相对湿度不大于80%；⑦为了避免流速分相对测量的影响，流量调节阀应设置在传感器下游。流量计上游应有5D以上的直管段，下游一般直管段要求应有3D。

图1

图2　电磁流量计

但在充填过程中流量的大小是一个动态的变化过程，其流量一般在40～120m3/h，因此，要准确的测定料浆流量必须保证相对稳定的砂位，同时要保证料浆的满管流，应尽量安装在远离砂仓风水造浆区域，防止流量波动。在控制系统中流量的准确性至关重要，因为它是计算胶结剂和充填能力的重要数据。这里要说的是放砂流量计和冲板流量计以及电子称、转子称等都对灰砂比准确性和充填体的强度有着重要的影响。需检测控制的参数、所用仪表及调节方式有：

全尾砂浆给料计量检测及调节：通过放砂阀向搅拌机输送的全尾砂浆流量由电磁流量计检测，流量的调节则通过改变电动夹管阀及手动调节阀的开度来实现。

水泥给料量检测及调节：水泥给料量由螺旋电子秤检测，通过变频调速器改变双管螺旋给料机转速进行调节。同时为了随时测量水泥仓内水泥量，在水泥仓顶设置雷达料位计。

灰砂比控制：采用定量控制方式。即按设计灰砂比计算出全尾砂料浆给料量及水泥给料量，在充填过程中，分别使全尾砂给料量及双管螺旋转速设定为设定值即可。

设计的自控系统如图1所示。

2.1示意图

图3

2.2搅拌槽液位控制

现场安装单回路调节器。单回路调节器根据超声波液位计的液位信号自动调节搅拌槽排料管道上的电动管夹阀的开度。确保搅拌槽液位稳定，使尾砂与水泥有充分的时间搅拌。

图4　超声波液位计安装要求

充填料浆浓度控制：充填料浆浓度的高低取决于全尾砂料浆供料浓度及添加水泥比例。为了保证充填料浆浓度的稳定，设置浓度调节装置。向双卧轴搅拌机设置一条供水线路，供水线设置闸阀、电磁流量计、电动调节阀。当充填料浆浓度过大而难于实现自流输送时，可通过电动调节阀的开度进行调节，从而向搅拌机添加适量的水，使充填料浆制备浓度得到适时控制。

充填料浆流量及浓度检测分别采用电磁流量计（8）及γ射线浓度计（9）。

为了及时采集、记录、分析充填系统运行参数，配置一台无纸记录仪。

2.3超声波液位计、电动管夹阀选型参数表（见表1）

3　胶凝材料计量仪表的选择

在胶结充填过程中，其胶凝材料的计量仪表选择有多种，如冲板流量计、转子称、电子称，根据使用仪表的工况条件，由于特定的条件限制，在计量仪表的选择中，计量准确是基本条件，同时要兼顾到封闭和除尘，在深井大规模矿山中，由于充填系统数量较大，胶凝材料的输送过程中产生大量的粉尘，如除尘系统不完备将会影响工作环境和工作员工的健康，因此在现代胶凝材料的计量仪表中选择转子称的较多。