关于尾矿输送泄漏自动预警系统

2019-12-26张志华徐金光郑月涛王光文

世界有色金属 2019年20期

张志华，徐金光，郑月涛，王光文

（1.西和县中宝矿业有限公司，甘肃陇南 742100；2.山东黄金集团福建源鑫矿业有限公司，福建南平 353600）

在矿元素的剥离过程中，会采取大量的药剂，因此在提炼后排放的尾矿中有很多有毒、有害元素，这些有害元素一旦发生大面积泄漏对人们的生命财产以及自然环境都会造成恶劣的影响[1]。在尾矿产生后，会通过输送，输送到尾矿回收处理装置中进行统一处理，在处理完成后变成有用的材料，但整个回收输送工作主要通过管道进行，在这过程中，难免会因为复杂的地下环境、管道本身的质量等原因导致泄漏，在现有技术中，主要通过人为巡查、检修来找到和预防泄漏的问题，但这样费时、费力、工作效率还不高，亟待有自动化装置来解决这一问题，本文我们将针对尾矿输送过中针对泄露情况自动预警的问题进行探讨。

1 关于尾矿

在矿山将矿体开采出后，则会送往选矿厂进行选冶、炼化，从矿石中提取有用的矿元素，剩下的暂时无法提取的矿元素则随矿浆一同被回收，被回收的这些则是我们所说的尾矿。尾矿是在原矿经过破碎、选别等作业后挑选剩下的矿浆，尾矿的数量极大，以日处理量为100t的小型选矿厂为例，其每日排放的尾矿量则可达到80t～90t，选矿厂排出的尾矿浆体内有大量的药剂和有害物质，氯化物、松油黑药、砷、酚汞、氰化钠等毒害物质，以及铜、铅、锌等重金属离子，其一旦在输送过程中发生泄漏，给人体、动物、田地、地下水等带来的危害不可想象[2]。但尾矿并非完全无用的废料，相反，其是非常重要的二次矿产资源，尾矿中有大量和作其他用途的组分，这也是为什么我们要将其进行回收，将其回收处理，用来进行矿山填埋或者作为其他的用处。不仅能减小对环境的污染，也能对能源进行保存，等到我国技术发展到能提取后，再对尾矿进行二次提取，因此在我们选矿后要将尾矿浆通过管道输送进入回收库，以便之后的二次提取利用。

2 尾矿输送泄漏自动预警系统的思考

目前为了解决尾矿输送过程中泄露问题，采取的人工巡检，工人24h对所负责区域内的输送管道进行巡检，若在此过程中发现有泄漏的情况，则进行维修，为了减少这一过程中的人力、时间成本的浪费，我们研发了尾矿输送泄露自动预警系统，通过系统结构和方法的改变来达到自动预警的效果，本次研究我们主要从以下几方面进行改进。

首先，在传统尾矿传输设备上增加预警装置，其包含输送前容器和输送后容器，输送前容器上装液位计，通过液位计对输送前的尾矿浆液位数据进行收集，再在输送泵的出口位置安装流量计一，通过流量计对尾矿矿浆流量尽行计算。在尾款浆通过传输轨道后，进入输送后容器前安装第二个流量计，对进入回收装置的尾矿浆流量进行计算，同时在输送后（即回收容器）上安装液位计二，对进入输送后容器尾矿浆的液位进行计算。（整套系统机构如下图1所示）。

其次，我们将流量计一（图中字符8所示）测定的流量与流量计二测定的流量（图中字符9所示）进行比较,当两组数据之间的差额大于正常损耗流量时，则输送管道必然有出现泄漏。当然为了更好判断泄露险情，本方案我们还考虑了通过液位计进行监控：即，分别通过输送前容器和输送后容器各自的底面积和液位监控其内物质的量，在同样时间内输送前容器出去的量和输送后容器增加的量二者之间相差大于正常损耗的时候，则也可判定出现泄漏。我们在实际实施过程中，无论是流量计之间的数据差大于正常损耗值还是液位计的数据差大于损耗值都是判断为泄露，但当发现液位计和流量计所计算的数据都存在泄露的问题时，则表示情况紧急，需立即对出现问题的连着流量计之间的管道进行排查。

图1 检控系统结构示意图

除此，图中流量计一和流量计二、以及两个液位计还通过通信终端分别连接中控系统；可以通过中控系统的触摸屏直接收集，中控系统能够收集都两个流量计和两个液位计的数据信息，若计算结果发现任一数据超过正常损耗，则会通过相关程序触发终端报警系统，这时候工作人员可以与针对性的对出现非正常数据差的两个液位计或流量计之间的管道进行巡查/检修。这样一来极大的节约了人力盲目巡检的工作，只需要直接有针对性的进行检修。

3 采取预警方式带来的有益效果

本文所描述的系统和方法，在研究完成后，我们在工作中进行了实际试工作，试点发现，整体系统实用性非常好，且运作平稳，预警迅速，能快速的反映出问题管道所在，克服了现在普遍使用的自动化程度低、过分依赖人员监管等问题。并且系统采用了简单的计算程序，使其能自动分析输送泵的运行状况，并且通过计算机管理系统，极大的提高了矿山工作的自动化程度，也能满足非煤矿山尾矿输送管路高原与高扬程工艺要求，适用性极强，可适合任何涉及非煤矿山的企业。相比较传统的传输设备，增加了流量计、液位计、触摸屏、PLC模块（指令模块用于通讯，通过触摸屏实现现场信息采集和输送泵控制）、通讯模块（微信传送、天线传送或者有线传送中的任意一种，实现人机交互）、开关电源、电缆、指示灯、电铃、报警灯等物料支出，但其能实现无人看值守、自动预警，相比巡查、监管的人工成本，总的成本下降了80%以上，其有很好的经济效益和社会效果。