[发明专利]一种关于半自磨机功率的预估方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山中磨矿过程生产应用领域，特别是涉及一种利用回声状态网络的方法结合工艺实践经验的相关参数来预估半自磨机磨功率的方法。主要针对半自磨的设备特点以及在实际应用中的工艺特性，尤其是在SABC工艺环节应用中的特性，提出一种利用半自磨机的给矿量、顽石返回量、磨矿浓度、大块矿石量、磨音、钢球量，结合回声状态网络的方法，来预测半自磨机功率从而提高后续作业的生产水平。

背景技术

磨矿过程广泛应用于矿山、水泥、冶金、化工、建筑等多个领域，随着人类社会的发展，对各种矿产资源的需求和利用也是越来越大，然而矿产作为非可再生资源，富矿的储量也在逐渐枯竭，所以对各类矿石的处理能力，以及矿物的回收率和贫矿的开采成为当今选矿领域的热点和难点。选矿作业的关键流程是磨矿作业，故在各个行业的选矿部门，以球磨机为代表的各类磨机在选矿厂的作用更是不言而喻。正是因为磨矿作业的重要性和广泛性，所以磨矿作业中的电耗和钢耗占据整个选矿厂整体电耗和钢耗的很大比重。据不完全统计每年全世界总发电量大约有3%～4%以上是用于矿山行业的，其中磨矿作业的电耗大约占据整个选矿厂总电耗的30%～70%。因此，对磨机有用功率的研究无论是对提高磨矿作业能力还是节约电耗、钢耗都有着极其重要的意义，所以本公司工作人员长期以来一直注意磨矿过程功率的研究。

半自磨机由于其融合了球磨机高处理量、低损耗和自磨机磨矿粒度好、衬板损耗小等的优势，成为现在国内外大型矿山的主流磨矿设备，尤其典型的SABC流程在诸多国内外的矿山中都有应用，所为本文以半自磨机为例，对磨机的功率预测进行研究，并成功将其应用于某大型选矿厂。

目前国际上主流的计算半自磨机功耗的主流方法大致包含但不局限于如下几种方法：

(1)实验测试法：通过实验的手段直接或者间接测量磨机的功率值，具体有实验室试验、半工业试验、SPI 试验等方法。

(2)数学模型法：该方法利用特定模型如邦德功率法等一些经验公式对功率进行计算。

(3)软件测试法：利用专业的选矿软件对磨机功率进行预估。例如澳大利亚Metsim软件、法国地矿研究局的USIM PAC 等软件对功率进行预测。

(4)大数据分析法：即通过数据库收集的海量数据进行大数据分析，然后根据矿石性质、给矿量、加球量等参数以及结合数据库能够获得单位功耗的值对磨机功率进行预测。

上述方法对于磨矿功耗的计算，不是通过反复试验测定功率存在一定的随机性以及费时、费力等缺点，就是依赖于一些学者所提出的纯理论或经验计算公式，但是这些公式应用于实际磨矿过程存在很大安全隐患，由于现场环境复杂多变，所以这些纯理论或经验的方法存在很大局限性。同时，这些公式几乎很少考虑现场应用情况，大多是以实验室为依托做出来的。例如这些公式几乎都涉及磨机的填充率和磨机转速这两个参数，首先磨机填充率是一个不可测量的变量，其次磨机转速在我国选矿厂中几乎是一个常量，所以单纯考虑这两个变量，而不考虑磨机的给矿块比、球荷球比、磨矿浓度、磨音等因素是难以达到实际应用的要求。因此，本文将半自磨机的给矿量、顽石返回量、磨矿浓度、大块矿石量、钢球量等因素考虑在内，通过ESN回声状态网络对半自磨机功率进行预测。本文提出的ESN回声状态网络半自磨机功率预测法，不仅可以对半自磨机选型提供依据也可以应用于校验各种经验数学模型，也可以用于半自磨机的自动化控制，同时还可以对半自磨机功率有一定预测作用，在半自磨机控制中的最重要的防止涨肚控制更是起到了预先控制的作用，大大降低了半自磨机涨肚的风险。下面重点介绍在半自磨机功耗预测中ESN回声状态网络的计算方法，然后介绍如何将其成功应用于某现场的半自磨机功率控制中。

发明内容

该方法主要针对半自磨的设备特点以及在实际应用中的工艺特性，尤其是在SABC工艺环节应用中的特性，提出一种利用半自磨机的给矿量、顽石返回量、磨矿浓度、大块矿石量、钢球量，结合回声状态网络的方法，同时考虑回声状态网络的谱半径、储备池内部神经元个数以及各个影响因素的不同权重，从而对半自磨机功率进行预估，达到提高磨机的半自磨机磨矿效率的作用。

有益效果