九龙县雅砻江矿业有限责任公司 四川甘孜 626201
摘要：我国新建有色金属矿山日趋于偏远地区，公共基础条件差、开发建设难度大。尤其在高海拔地区，采用湿法选矿工艺的选矿厂用水投入巨大。本文以某高原铜矿选矿厂的生产用水系统为例，通过设计并实现整个生产用水流程的自动控制，达到了稳定生产、减员增效的目的，对国内类似矿山的建设具有借鉴意义。
关键词：自动控制；西门子PLC；控制系统网络
1.前言
某高海拔山区铜矿选矿厂处理量1500t/d，选矿工艺采用湿式浮选方式，日用水量约7422立方米，每天有约3247立方米生产回水需从尾矿库清水区输送至选矿厂。选矿厂生产用水水量大，新水水源地距离远、海拔落差大，各级泵站距离远，为加强尾矿库循环水利用，达到少用新水、多用回水、降低能耗及节能减排、减少人员岗位的安排，需设计一套整个生产用水环节的自动控制系统。
选矿厂取水过程
1.1 选矿厂用水设计及要求
整个选矿厂的总用水量为7514m³/d，其中生产消耗新水量为1415m³/d，生活用水量为92m³/d；选矿生产总用水量为7422m³/d，其中厂前循环回水2760m³/d，尾矿库回水3247m³/d，水循环利用率为80.9%，达到有色选矿行业清洁生产标准。
为满足生产用水要求，该选厂新水水源为雅砻江水，取水量1980m³/d，悬浮物含量≤30mg/L，水源0.2~0.4MPa；生活用水为单独水源点。
生产用水统计可参照下表。
1.2选矿厂新水提水
由于水源地与选矿厂海拔落差大，选矿厂新水采用两级提水。水源所在地取水泵站为一级泵站，海拔高度为1595米。一级泵站提水泵将水输送至海拔高度为2453米的二级泵站集水池。二级泵站再将水输送至海拔2845米的选厂高位新水池，作为回水量不够时的补充用水。
1.3选矿厂回水循环
选矿厂生产用回水来自于海拔高度2845米的高位回水池，且整个生产用水水量中，回水水量占到80.9%。高位回水池的回水通过多条管道自流进入各车间，满足生产需要。磨矿、浮选用水随浮选作业的产品分别进入铜精矿浓缩池、锌精矿浓缩池、硫精矿浓缩池，尾矿随尾矿管道排入尾矿库；尾矿库海拔2450米，尾矿在尾矿库经过自由沉降后形成清水库，浮船取水泵将回水提升至尾矿回水泵站集水池（海拔2550米），再提升至海拔2708米的厂前循环水泵站集水池（浓缩池溢流水、过滤机滤液同时汇流进厂前循环水泵站集水池），最后再提升至高位回水池。
2.控制系统设计
根据该选矿厂用水系统的实际情况，整个用水控制系统的设计要求如下：
1）实现各级取水系统之间的自动连锁控制，避免因人工操作导致的各级调配不协调；
2）实现设备的远程控制和实时监控、报警，减少现场岗位人员，实现无人化值守；
3）充分考虑现场环境，保证系统通讯的稳定可靠和控制系统的稳定运行。
2.1 新水提水控制系统
新水提水系统由一级泵站、二级泵站和选矿生产新水池组成。
新水提水控制系统在一级泵站、二级泵站分设两个控制子站，集成电气设备控制、状态信号，配置集水池液位检测、提水泵出口压力检测、新水输送管道流量检测等工艺参数检测仪表并集成。
新水提水控制需求主要包括以下内容：
1）一级泵站提水泵与二级泵站集水池液位检测连锁：根据二级泵站集水池液位的高低实现一级泵站提水泵的自动启停，使二级泵站集水池液位稳定在合理区间；
2）二级泵站提水泵与高位新水池液位检测连锁：根据高位新水池液位的高低实现二级泵站提水泵的自动启停，使高位新水池的液位稳定在合理区间，保障选厂生产用新水的及时供给；
3）提水泵出口管道压力、流量及电气设备运行状态集成并提供实时监控和故障保护，发现异常时会在选厂中控室界面上发出声光报警，提醒调度人员处理；
4）工艺值累积统计及数据的历史存储查询，可为相关人员进行报表统计、故障事后分析提供依据。
新水提水系统流程图见图1所示。
正常生产状况下，各泵站实现无人化值守；新水、回水的使用调配由选厂中控室人员根据中控室操作员站上的高位回水池、高位新水池的储水情况进行统一调配，优先使用回水，当回水水量不足以满足生产需求时，补充新水进入使用回水的工艺流程；每个泵站的控制柜柜体上均配备有就地操作显示触摸屏，当进行维护检修或紧急情况下，操作人员可通过触摸屏或机旁操作箱进行设备操作。
由于浮船取水泵与尾矿库回水泵站距离远、两者间为一条山谷，且浮船跟随尾矿库的清水库的面积变化而移动，因此浮船取水泵站的控制柜与尾矿库回水泵站控制柜采用无线通讯的方式进行连接；高位回水池、高位新水池的液位检测信号直接接入选厂DCS系统。
3.总结
整个提水系统从海拔1595米的一级提水泵站，到海拔2845米的高位水池，跨度近1250米，驱车时间约为1个小时，且无线通讯信号差。在采用该套控制系统后，除一级泵站江面水源处需安排少量值守人员外，其它泵站均实现无人化值守，5个泵站共计减少值守岗位20个，仅需维护人员定期对各泵站进行维护；同时，自动控制系统能保证给水的及时性，避免因人工操作的疏忽对生产用水的影响。尤其是该选厂海拔落差大、厂房布局远、交通不便等情况，整套系统的投用减少人工投入、降低劳动强度，又保证了生产的稳定、高效，产生了很大的经济效益。
参考文献：
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[2]陈立定.电气控制与可编程序控制器[M].广州：华南理工大学，2001
[3]电机工程手册编辑委员会. 电机工程手册第二卷[M].北京：机械工业出版社，2005
论文作者:杨柳,卿永贵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/24
标签：泵站论文; 回水论文; 用水论文; 尾矿论文; 高位论文; 提水论文; 选矿厂论文; 《防护工程》2018年第22期论文;