王集磷矿数字化矿山研究

2021-04-03陈松巍卜继霞

中国设备工程 2021年9期

陈松巍，卜继霞

（湖北大峪口化工有限责任公司，湖北钟祥 431910）

1 前言

我国的矿山数字化水平与国外的相比存在一定的差别，企业对数字化的概念、意义以及建设方法等方面都缺乏一定的认识，矿山中仍采用较为传统的管理方式，设备采集系统是矿山企业中重要的组成部分，但其已被企业所忽略。为此，本文对采矿中的设备数据采集系统展开了研究和探讨。

2 主要的研究与试验内容

本文结合矿山装载设备的数据采集，选取国外进口铰接式卡车和挖掘机作为研究和试验对象，充分了解试验对象的电气、机械和液压条件，重点研究了电气试验对象的数量、位置分布、工作原理和试验方法，插脚的定义、控制功能、通信技术、传感器的分布等，并着重对机械尺寸、关键部件、开孔塞的设置、测试对象等都有利于安装传感器的液压系统重点进行动力传递。普通多网和示波器等仪器测试系统电源、通信方式和工作参数。在确定测试对象的通信方案后，使用通信适配器访问测试对象的通信网络并尝试采集通信数据采用原装专业诊断系统记录车辆当前实时数据。打开数据采集模拟试验主要包括现场数据播放试验、数据分析和数据采集设备响应验证。模拟ECU网络通信测试才能够有效确保测试对象可以在输入仿真数据的条件下正常工作；进行现场操作调试，跟踪测试对象的运行状态，并按照测试结果修改采集设备软件，以使其正常工作。

3 岩体参数特性

工程岩体质量包括岩体骨折、结构平面的剪切特性和岩体的变形电阻，这是复杂岩石工程地质的综合实施例。岩体质量不仅提供基本数据分类，还提供了大规模的岩体机械参数、工程稳定性分析、岩体等。按照周围岩石的质量，选择采矿方法和开发系统，以及如何评价周围岩石的质量更好地结合矿井设计。经过长期的发展，岩石力学的研究逐渐分析和数值模拟的工程经验，主观判断和定性分析，采用大空间多岩石工程开发，传统方法的可靠性逐渐提高，以岩石试验为基础的工程数据分析数值模拟资料显示，由于岩体是一种非均匀各向异性介质，常规方法的可靠性逐渐降低，裂隙破裂之间的关系不是很密切，试验机理与工程实践不符，因此，有利于工程分析必要的试验力学，在现有的多岩参数减少方法中，具有某些经验和主体性是不可避免的。这将导致理论值与实际值之间的偏差。太大的偏差将直接影响岩石工程的检测结果。敏感性分析是通过对模型属性的研究，并且每个属性因子都有一个常见的灵敏度分析方法，包括单因素分析方法和多因子分析方法。单因素分析方法在其他因素保持不变的条件下进行。

4 初始地应力分布规律

初始压力是岩石工程设计的基础。它影响了岩体批量工程的应力状态、位移分布和稳定性，以及岩体批量工程的应力特性、空间分布和参数选择。它是一种受到地形、地质结构、岩石等因素影响的相对稳定的不稳定应力场。岩体结构，埋藏深度和地下水显示出空间的随机性和复杂性。如何准确反映初始压力场，是地下工程所面临的问题。初始地磁场非常复杂，并且难以通过单一的功能关系表达。除了区域地质和构造函数之外，初始磁场的形成也与地球的各种动态过程有关，例如，板边界压缩、地幔热对流、地球应力、地理拉力、地球旋转、岩浆通过研究和分析能谱膨胀，结论，原位应力的分布也与岩石性能和机械强度有关，原位存在差异不同岩石的应力分布，如岩石，恶化岩石和沉积岩。传统的应力估计方法主要包括自重方法、HIMFA方法、横向应力计算方法等，但这三种方法都有一定的限制。认为自回归方法相当于岩体，并且仅适用于浅埋岩体的层数。叠加方法认为由岩质质量流动引起的应力状态类似于静液压压力，其适用于计算横向应力，并且横向应力的计算难以反映应力场。当前原位应力测试技术和精密测试仪器的发展，原位应力测量是最直接和有效的方法。其有效性反映在许多工程实践中，但仍有一些缺点在测量中。

5 采场结构参数综合评价

采购结构参数的综合评估是一个非常复杂的问题过程，传统的评价方法注重经验的层次性和总结性，优化图表的结构参数，忽视特征分析等定量指标、主观和经验评价方法。一些学者采用数值模拟的方法来评估结构参数图表。从定量的角度看，在这种方法中，有许多问题是因素相对单一的，因此，存在一定的片面性和片面性限制。因此, 要建立综合评价体系理论，准确评估也是评估决策的内在要求。在多理论评价决策系统的综合应用方面，国内外学者应用了模糊数学，分析了递阶过程，遗传优化算法，集灰色关联分析在综合理想分类技术评价过程中的应用解决方案。一些学者运用这些理论方法，通过对组合与多元理论的全面分析，建立了一个综合评价模型，如层次分析法、模糊数学和模糊分析法等层次结构。已建立多因素多标准评价系统，决策思维具有层次性和程序性，综合考虑定性和定量指示灯。避免传统单一评价理论的主观性及其弊端。

6 系统结构和配置

数据采集系统由服务器、数据服务器和应用程序组成，然后获取设备完成数据采集，采集的数据打包发送到服务器数据服务器，主要完成数据的预处理和存储数据应用服务器主要完成用户应用的访问控制、数据分析，而访问控制显示采集设备主要完成测试对象的数据采集，采集设备内部结构包括多级电源模块，处理器单元、存储单元、CAN总线通信、J1708通信、远程通信、模拟采集、开关量输入等。采集装置由IP65防护等级的铸铝外壳制成水平。那里有五个外部接口，其中两个用于连接通信天线和GPS天线，三个SEMIMA-14接口用于连接外部信号和电源。

7 系统工作原理

启动测试对象后，采集装置打开电源运行多项任务，内置看门狗电路保证系统可靠性。在本研究中，采集设备有四个用户任务用于数据采集（通信电缆）数据采集和分析模拟。收藏GPS定位、远程数据传输、看门狗和运行状态指示，数据采集设备尝试通过车辆通过通信电缆通过通信电缆通过通信电缆获取数据，其他采集设备在获取数据后通过模拟输入通道采集模拟、开关和频率信号。另一个任务是从缓存中获取数据信息，并将数据加载到基于LTE网络的服务器上，完成数据传输和传输集合。如果通信协议失败，系统将尝试与服务器通信再来一次。如果连续10次通信失败，系统将自动将对象恢复到数据采集设备的数据传输线上。

8 采集系统管理平台功能

8.1 设备管理功能板块

在收集设备上载的数据后，服务器在基本处理后存储数据库中的数据。应用服务器可以通过数据服务器提供的API接口从数据服务器从数据服务器获取数据，以显示和分析。设备管理功能部分由设备账户管理、设备点检查管理、设备维护管理和设备备件管理等共同组成。

8.2 设备监控管理功能板块

设备监控管理功能模块主要用于设备运行监控、报警条件设置、报警过程记录、运行行为统计、启动时间统计、历史数据分析、报警统计分析、设备运行分析等功能模块，设备管理人员首先了解设备出现的异常情况，为可以监控系统运行过程中的故障点，系统能立即提示设备管理员对设备进行检查和维修，及时排除设备故障，提高设备的系统可靠性。用户可以自定义数据报警的上限，以满足个性化系统报警的要求设置。

9 磷矿石浮选设备

胶磷矿浮选设备应根据不同类型胶磷矿的性质选择合适的选矿工艺。浮选工艺是适应更广泛的选矿方法；联合选矿工艺是针对性较强的选矿方法,因其能简化流程,降低能耗和药耗,在以后的工作中应着重联合选矿工艺的研究。磷矿石浮选设备、胶磷矿浮选设备主要采用传统的槽式浮选机,传统的槽式浮选设备已经广泛地应用于国内外的磷矿选矿工业生产。浮选柱是一种新型高效的浮选设备,相对槽式浮选机具有结构简单、占地面积小、制造周期短、能耗低等优点。