《有色金属矿山高浓度膏体充填智能系统技术规范》

YS/TXXXX—XXXXPAGE1GB/T××××—××××PAGE2ICS77.120CCSHICS77.120CCSH60团体标准T/CNIAXXXX—XXXXT/CNIAXXXX—XXXX Technicalspecificationforintelligentsystemofhighconcentrationpastebackfillinnonferrousmetalmines（送审稿）发布20XX-XX-XX发布中国发布中国有色金属工业协会中国有色金属学会前言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）提出并归口。本文件起草单位：中国恩菲工程技术有限公司、长沙矿山研究院有限责任公司、云南驰宏锌锗股份有限公司、北方矿业有限责任公司、鞍钢矿业集团有限公司、矿冶科技集团有限公司、招金集团股份有限公司、大冶有色金属集团控股有限公司、北京科技大学、宝武资源有限公司、金川集团股份有限公司、江西铜业集团银山矿业有限责任公司、云南磷化集团有限公司、铜陵有色金属集团有限公司冬瓜山铜矿、香格里拉市云矿红牛矿业有限公司、国城矿业股份有限公司。本文件主要起草人：施士虎、邵长锋、寇向宇、茶强华、梁新星、姜桂鹏、丛峰武、张华、胡国斌、杨小聪、汪宗文、马东、张建华、吴爱祥、陈轲、高金成、苏卫宏、贠二伟、于永纯、刘新盘、石磊、陈亮、张晓龙、赵奕、李树建、任旭东、滕高礼、苏卫宏、李浩宇、贺茂坤、黄宁、周磊、李立涛、孙学森、张清、夏长念、朱瑞军、米高利、项家意。有色金属矿山高浓度膏体充填智能系统技术规范1范围本文件规定了有色金属矿山高浓度膏体充填智能系统的系统构成要求？、过程监测及数据采集总体架构、自动化及控制优化功能要求、智能化及数字化应用和信息化管理智能化应用。本文件适用于新建、改（扩）建有色金属矿山高浓度膏体充填智能系统的设计、运行建设、实施和技术推广。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T25928过程工业自动化系统出厂验收测试（FAT）、现场验收测试（SAT）、现场综合测试（SIT规范）GB/T28035软件系统验收规范GB/T39489全尾砂膏体充填技术规范HG/T20573分散型控制系统工程设计规范HG/T20699自控设计常用名词术语HG/T20700可编程序控制器系统工程设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1高浓度膏体充填highconcentrationpastebackfill将充填材料制备成高浓度膏体流态的充填料浆输送到采空区进行充填的作业过程。3.2充填智能系统intelligentsystemofbackfill通过自动化、信息化、智能化融合实现充填浓度稳定、充填作业高效、降低充填成本的系统。4系统构成要求？4.1系统组成系统由过程监测及数据采集、自动化及控制优化、智能化及数字化应用和信息化管理构成。建议删除建议删除4.2系统架构系统总体架构示意图如图1所示。系统总体架构包括设备与执行层、监测与控制层、信息与管理层。，具体为：系统总体架构示意图如图1所示。图1系统总体架构示意图a）设备与执行层包含工艺设备、阀门、仪表、电气及视频监控设备等，用于生产过程监测及生产（设备）数据采集。b）监测与控制层包含自动化控制系统PLC/DCS、监控计算机、智能AI等，实现对充填作业的智能化控制与监测，并为信息与管理层提供生产运行数据。c）信息与管理层由计算机硬件、软件、网络和通讯设备等组成，其功能包含数据输入、存储、分析、输出以及智能化应用等。包含生产（设备）数据的存储、统计、分析及生产信息化管理及数字化、智能化应用。5过程监测及数据采集5.1过程监测过程监测宜包括：砂仓(或浓密机)、水泥仓(或其它胶结材料仓)、搅拌槽(机)、料仓(斗)、水池(槽)的料位或液位。尾砂料浆进料和排放的流量、浓度，充填料浆排放的流量、浓度。机制砂、尾砂滤饼给料量。尾砂料浆或充填料浆管路阀门开关状态、管夹阀开度。添加水管路、絮凝剂添加管路、轴封水管路等阀门开关状态、调节阀开度、介质流量。造浆水气管路阀门开关状态。水泥(或其它胶结材料)给料量，其与尾砂等骨料配比。放砂管路应设置浓度检测和流量调节，并计算干矿量。充填料浆输送管路压力。5.2数据采集数据采集宜包括;（1）浓密机、搅拌槽(机)、充填泵、微粉称、絮凝剂添加装置等设备运行数据。（2）浓密机、搅拌槽(机)、充填泵进料点、微粉称下料口、絮凝剂添加装置、事故池等视频数据。（3）设备管理数据。（4）物料管理数据。（5）实验室化验数据。（6）其他生产数据。5.3数据采集接口数据采集接口应支持第三方系统或设备通讯接口：Profibus、Modbus、CAN、LonWorks、HART、Profinet、EthernetIP、Modbus/TCP、EtherCAT等多种工业协议标准。5.4历史数据存储历史数据存储应满足：具有历史数据回查和储存功能。历史数据存储不少于3个月。6自动化及控制优化系统应能够满足充填工艺的自动化控制要求，具备过程监测与控制、安全监控和保护等功能，满足多种运行工况要求，确保设备的安全、高效运行。在规定的操作条件下，控制系统可用性应≥99.99%。系统应进行有效的优化控制，以膏体浓度作为最终被控变量实现充填过程的稳定控制，提高充填效率，优化充填效果。控制优化宜实现以下功能：实现充填料选择、充填设备联锁启停车、事故联锁停车。按照现场实际情况自动进行风、水联动造浆，根据配比控制充填料给料量。搅拌槽添加水管根据充填砂浆浓度控制加水量。通过充填物料计量设备、输送设备、检测仪表、阀门及自动化控制模块共同协作实现对整个充填过程的自动监视、控制与记录，实现“一键充填”。7智能化及数字化应用系统宜通过装备智能化、智能化巡检、视频智能分析、三维可视化、充填配比模型等成熟的智能化、数字化技术与应用，提高充填系统智能化水平。7.1装备智能化宜采用高效型智能化充填装备及设施，包括智能尾砂浓缩贮存装置、智能控制阀、、智能仪表、智能配电装置等。7.2智能化巡检宜对工艺设施(管道)、供电等采用智能化巡检。智能巡检应包含智能路径规划、AI视频图像分析、环境感知、终端协同、智能感知警示、多任务同时工作等。7.3视频智能分析宜按照人员、设备设施、环境、特定区域不同场景，实现对人员行为、人员着装、人员进出、烟雾火焰、车辆、供电及仪表设施、充填设施、料浆的视频智能分析与应用。7.4三维可视化宜以充填作业流程为主线，构建充填系统生产全场景、全流程、全信息展视的三维可视化系统，实现作业场景和生产数据的可视化，实现多角度、全方位人员、设备、安全、生产、环境可视化管理，实现对充填系统运行状态的有效监控和管理。7.5充填配比模型宜通过记录不同进料状态下物料配比数据变化和充填指标变化，分析影响充填指标的关键因素，构建充填配比模型，并根据模型，优化充填控制策略，指导多种充填料的制备，进而提高充填料浓度控制的精度、稳定性和连续性，有效控制骨料仓出料的水分，减小充填系统误差，减少充填成本，提高充填效率。充填配比模型数据应包括：水泥用量、尾砂用量、骨料用量、充填新水消耗量、充填循环水消耗量、充填量、浓度、灰砂比、冲洗管道新水消耗量、冲洗管道循环水消耗量等。8信息化管理8.1计划管理应实现充填作业计划管理。能够通过采矿生产计划、备料情况、充填工况条件等生成月、周、日及每个班组的作业任务，通过工作任务的完成达成有效的日工作计划，最终完成生产主计划。8.2调度管理应实现充填作业调度管理。能够根据生产计划合理调配生产物资、人员等必要及次要生产要素，有序、高效的完成充填任务。8.3设备管理应实现对充填设备的运行与维护管理。8.3.1设备管理应包括：设备基础数据、设备运维数据、设备运行数据。8.3.2设备基础数据应包括：编号、名称、规格型号、数量、单价、入场日期、使用日期、运维周期、使用寿命、状态等。8.3.3设备运维数据应包括：日期、名称、设备清单、运维人员、附件等。8.3.4设备运行数据应包括：设备实时信息、设备运维信息、最新运维时间、下次运维时间、属性配置等。8.3.5设备运行数据应允许用户根据需要配置设备的备妥、运行、故障、压力、温度等属性信息。用户应能够查看设备的实时数据及历史数据，系统自动对设备进行分析，并预测下次维护时间等。8.4物料管理应实现对充填物料的管理。物料管理可按照年、月、日、班四个层次进行数据架构，能够自动统计物料的入场量、消耗量、库存量。物料管理数据宜包括：水泥入场量、水泥消耗量、水泥库存量、骨料入库量、骨料消耗量、骨料库存量、尾砂入库量、尾砂消耗量、尾砂库存量等。8.5实验室样块记录及辅助分析应实现对实验室分析数据的管理与分析。日常实验检测应包括：尾砂检测、尾砂金属检测、充填体强度检测，由检测比对表与检测表两部分构成。检测比对表应设置检测标准，当检测表实际数据异常时，应给出异常提示。尾砂检测比对表数据宜包括：编号、名称、表浓度范围、表温度范围、+200目百分比范围等。尾砂检测数据宜包括：日期、样品编号、取样时间、取样地点、取样人、检测人、表显浓度、表温度、+200目百分比、比对表信息、是否异常、备注等。尾砂金属检测比对表数据宜包括：编号、名称、金属含量范围。尾砂金属检测数据宜包括：日期、样品编号、取样时间、取样地点、取样人、检测人、金属含量、比对表信息、是否异常等。充填体强度检测比对表数据宜包括：编号、名称、样块强度范围。充填体强度检测数据宜包括：日期、样品编号、配比、制样时间、制样人、检测人、样块时间、样块强度、是否异常等。8.6充填成本分析充填成本分析宜按年、月、日、班四个层次进行数据架构，数据应包括：物料成本、能耗成本、人工成本、设备成本、折旧成本、其它成本、成本合计、附件等。8.7劳