主井计量漏斗粘矿的处理方法

李宾，董礼礼，梁福平，金有良，王存利，许有国，陈学义

巴彦淖尔西部铜业有限公司 内蒙古乌拉特后旗 015599

获 各琦铜矿 2 号主井提升系统于 2021 年从手动改造为全自动运行，提升机采用双箕斗提升方式，提升容器为 12 m3底卸式箕斗，有效载质量为 19.5 t/次，提升高度为 740 m。矿石破碎后灌入溜井，由输送带输送至计量漏斗，定重装载至主箕斗，提升机上行箕斗进入卸矿曲轨自动卸矿并停机。副箕斗同时完成装矿，提升至地面卸载站卸矿[1]，如此往复循环提升。

1 计量漏斗改造前工作状况

主箕斗到达装载位置后，装载站自动运行振动放矿机、装矿输送带、计量漏斗翻板、斗舌和斗门等设备，按照 PLC 控制顺序启动/停止或打开/关闭。待计量漏斗将矿石卸入箕斗后，发指令收回斗舌、关闭斗门，PLC 接到斗门关闭信号，提升机自动运行。在生产作业中，计量漏斗下部里侧拐角处发生粘矿，最多时达 6 t，此时装载站巡检工要将系统切换到手动模式，停止提升，用石块砸堆积在计量漏斗内的粘矿，或从井筒爬梯子下至斗舌处用撬杠疏通。该处理方式危及巡检工安全，且提升系统中断，降低了生产效率。

2 计量漏斗粘矿改造思路

立井提升系统装载站计量漏斗粘矿是有色金属矿山的一大顽疾，国内其他矿山也存在类似问题。获各琦铜矿设备能源部电气技术人员根据 2 号主井提升机集中控制组态画面数据和视频监控画面发现，矿石细碎潮湿易形成粘矿，少则 3～4 t，多则达 6 t。

根据操作工利用输送带上的少量矿石的冲击力将粘矿冲入箕斗的原理，获各琦铜矿设备能源部电气技术人员开发编写了模拟操作工用砸矿方法清理计量漏斗粘矿的程序[2]。

3 计量漏斗粘矿改造步骤

3.1 装载站判断计量漏斗粘矿程序研究

依据监控上位机数据实测，斗门打开 7 s 后计量漏斗内矿石全部卸入箕斗，此时漏斗内剩矿就是粘矿。因此，粘矿的判断条件：斗门打开 9 s 后，如果计量漏斗内剩余矿量超过 1 t，则判定为粘矿[3]。根据上述数据开发判断粘矿程序，改造硬件系统，在装载站 1 号计量漏斗和 2 号计量漏斗底部安装称重传感器，称重传感器由原系统装载站 3209 A+09 FA 控制柜供电，反馈质量为 4～20 mA 电流信号，引入控制柜 PLC 的模拟量输入模块，装载站判断粘矿程序如图 1 所示。

图1 装载站系统判断粘矿程序

装载站定量斗 1 满标志条件满足后，M2260.1 的信号状态为 1，SR 触发器 M2226.7 置位，输出Q 的信号状态为 1，装载站斗门开 1 次 M2222.2 的信号状态为 1，装载站自动标志 M2220.1 的信号状态为1，定时器 T154 延时 9 s 后置位，输出 Q 为 1，此时CMP ≥ R 实数比较器 MD2324 输入 IN1 定量斗 1 矿石质量 (吨) 和 IN2 的设定值进行比较，大于设定值 1 t 时判定为粘矿，该比较器置位，M2224.0 的信号状态变为 1，程序回路将会通过能流[4]，此时 PLC 程序判定计量漏斗粘矿。

3.2 装载站计量漏斗粘矿后自动清理方案研究

计量漏斗粘矿后，PLC 程序发出自动清理粘矿指令，启动输送带向计量斗装矿，输送带运行 4 s 后停止装矿。4 s 运输 0.4 t 矿石用来处理粘矿，防止运矿量大造成过载提升，根据上述数据与逻辑编制计量漏斗粘矿自动清理程序。装载站计量漏斗粘矿自动清理程序如图 2 所示。

图2 装载站计量漏斗粘矿自动清理程序

装载站定量漏斗粘矿 M2224.0 的信号状态为1 后，箕斗 1 位置标志 M2220.3、斗门 1 打开反馈M2205.0、翻板仓 1 位置反馈的自动标志 M2220.1、运行标志 M30.0、装矿只砸矿一次 M2224.3 的信号状态均为 1，此时程序回路将会通过能流，将SR 触发器M2224.2 置位，Q 输出为 1，将SR 触发器 M2224.3 置位，装矿只能启动一次砸矿程序；M2224.2 常开触点的信号状态为 1，启动输送带、向计量漏斗装矿石，4 s 后停止输送带，利用矿石的冲击力将粘矿冲入箕斗，同时 M2224.2 常闭触点串联至启动放矿机程序里，信号状态为 0，防止清理粘矿启动输送带的同时启动振动放矿机导致输送带尾部堆矿[5]。改造后运行效果良好，96% 的粘矿得到清理，完善了装矿流程自动化，提高了设备运行效率。

4 经济效益

改造后，计量漏斗粘矿不需要工人现场处理。若发生粘矿 PLC 程序自动感知，并启动清理粘矿程序，压缩装矿时间 9 s。

改造前提升机箕斗装卸载提升循环时间为 180 s，改造后提升循环时间为 171 s，按每天运行 17 h 可多提50 斗矿，全年可以多提升矿石 19.5 t×50 斗×300 d=29.3 万 t 矿岩[6]，折合成金属价约为 937 万元。

5 结语

自动清理计量漏斗粘矿项目投运后，使2 号主井提升机全自动集中控制运行的可靠性得到进一步提高，解决了装载站巡检工手动处理计量漏斗粘矿问题，提高了设备运行可靠性和安全性，提高了设备的运行效率。该技术可为提升系统装载站计量漏斗粘矿处理提供经验借鉴。