本报通讯员 朱辅坤
在机械化、数字化与现代矿山深度融合的今天，数字矿山建设已经成为行业发展主旋律。近期，宝武资源大红山矿业以“四化”（高端化、智能化、绿色化、高效化）为引领，将选矿工序智能化作为数字矿山建设的重要一环，搭建磨矿分级专家系统、视频监控预警系统、数据决策系统、能耗监测系统等智能系统，相继建成了智能化综合管控中心和选矿数据分中心，初步实现选矿生产全流程远程集中控制。
截至目前，大红山矿业3个选矿厂以机械化换人、自动化减人和协力业务回归等方式优化人员近200人，职工劳动强度大幅降低、劳动效率显著提升。
磨矿分级专家系统
为大磨机装上“听诊器”
磨矿分级是将矿石研磨到特定细度以利于后续选别的工序，是选矿生产中最为关键的环节，直接决定了整个选矿生产过程乃至后续相关工艺的处理能力和生产质量。由于磨矿分级过程涉及的变量多、机理复杂且不易测量控制，为提高磨矿分级效率、稳定磨矿产品质量，大红山矿业在原有基础上创新研发，与多家单位联合开发了一套基于计算机服务器的磨矿分级专家系统。
该系统可根据给矿量、磨矿浓度与半自磨机负荷状态等，自动寻找和跟踪一段半自磨机的最佳工作点；可根据水力旋流器工况、循环矿量和二段球磨机负荷等，自动跟踪二段球磨机的最佳工作点，确保分级产品浓细度合格，提高分级效率；以两段磨矿系统之间的数据协同，实现两段磨矿分级的物料负荷平衡和运行稳定，提高控制系统的整体效率。
生产数据显示，该系统应用后，该矿原矿处理量提高14.31%、电耗降低12.34%，钢耗降低12.63%。在该系统运行稳定后，大红山矿业基于磨矿分级专家系统数据应用，又添置了智能加球机等设备，将以往“大水漫灌”式的钢球补加形式升级为“精准滴灌”式，减少了磨矿介质之间的磨损，提高了原矿处理量，进一步降低了磨矿钢耗和电耗。
“原来磨矿岗位是矿上最辛苦的岗位之一。一旦出现问题，就要调整一两个小时，不但产量、指标受影响，而且容易导致漫矿等事故。现在轻松多了，我们合理操作磨矿分级专家系统就能实现‘稳顺优’生产。”大红山矿业二选厂磨机工张魁说。
浮选智能化系统
精准量化各参数
传统浮选依靠操作人员观察浮选泡沫颜色和形状等判断选别效果，但操作人员难以对泡沫情况、药剂添加量、进气量等参数进行量化，容易造成精矿品位波动大、回收率低等问题。
为此，大红山矿业引进泡沫影像分析技术，开展浮选智能化系统研究。该系统采用高速摄像头进行图像识别分析，代替人工肉眼实时监控浮选泡沫的生成质量，将肉眼难以识别的细微变化进行数据量化，通过浮选进气、液位精细化控制和药剂标准化控制，及时对生产进行调整，实现浮选系统的智能化控制。
该系统上线后，大红山矿业浮选生产工艺智能化水平大幅提升，在减少人员4人、降低职工劳动强度、稳定生产流程的同时，铜回收率提高1.01%，，取得了显著的经济效益。
同时，为满足更加精细的浮选药剂补加需求，大红山矿业将浮选加药机系统进行智能升级，将电磁阀控制系统升级为电微分加药机系统。该系统将所需药剂输送容积转换成电子脉冲信号，以此驱动线性电机运行，从而使药剂输送更加精确、稳定和均匀，解决了原系统加药精确度不高、药剂用量不稳定等问题。
在此基础上，大红山矿业还自主攻关，实现不同品牌设备及不同通讯协议之间的数据整合。该技术对磨矿专家系统和浮选智能化系统的数据模型进行综合分析，结合磨矿处理量和浮选泡沫生成速率等关键参数，实现浮选药剂配比及添加量自动测算。将测算数据应用至高精度智能加药系统后，实现浮选作业与上游磨矿作业联调联控，进一步提升了浮选工艺的智能化水平。
大红山矿业选矿第二项目部党支部书记李奕然介绍：“浮选岗位职工常年与药剂、设备相伴，工作环境潮湿、味道刺鼻、噪音较大，劳动强度也很高。开展智能化改造后，职工们在窗明几净的操作室里就可以全程监控浮选作业情况，岗位舒适度大幅提升。”
重选摇床机器人
不疲倦的“火眼金睛”
以往，使用摇床开展选别时，需要操作人员观察矿带分布情况，并适时调整接矿槽，从而分离精矿和尾矿。人工操作常会导致接矿槽调整不及时、位置不准确等，影响精矿回收率。
为解决这一问题，大红山矿业加强科技创新，研发智能重选摇床机器人并应用于生产，取得显著成效。该机器人包括影像采集系统、重选矿带视觉分析模型、自动分矿执行器三部分。通过有针对性的训练后，该机器人能够智能识别精矿、次精矿及尾矿的边缘分界线，并指挥分矿执行器（接矿槽）完成分矿操作，实现智能选别。该机器人上岗后，该矿重选工艺的矿带识别与分矿操作更加精准，相比人工操作，其稳定性、实时性及分矿标准性更胜一筹，可实现全天候摇床精细操作。经测算，每台机器人每年可从尾矿中多获取铁精矿150余吨。
“重选摇床的工业运用历史可以追溯到18世纪。给摇床配上机器人，就好像给兵马俑配上机关枪，这是一件特别有趣的事。”大红山矿业选矿总工程师温海滨说。
自开展数字矿山建设以来，大红山矿业“地、测、采、选、运”各生产环节数字技术运用成果层出不穷，原本劳动强度高的撬毛、锚固、喷浆乃至卫生清理等生产环节均已实现机械化和智能化操作。下一步，大红山矿业将继续推进以“机械化换人、自动化减人、智能化无人”为抓手的数字矿山建设，以局部数字化改造推进整体数字化发展，在践行“四化”的过程中推进矿山高质量发展。
《中国冶金报》（2023年11月15日 06版六版）
