王 琦,孫振波,王喜兵,吉萬(wàn)健,尚啟文,郝其昌

(1.東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院, 遼寧沈陽(yáng) 110004;2.安徽霍邱諾普礦業(yè)有限公司,安徽六安市 238464;3.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司, 安徽馬鞍山市 243004)

DPQ型多功能破碎清塞機(jī)在諾普礦業(yè)的應(yīng)用

王 琦1,孫振波2,王喜兵2,吉萬(wàn)健3,尚啟文3,郝其昌3

(1.東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院, 遼寧沈陽(yáng) 110004;2.安徽霍邱諾普礦業(yè)有限公司,安徽六安市 238464;3.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司, 安徽馬鞍山市 243004)

礦山溜井口格篩經(jīng)常發(fā)生大塊阻塞,嚴(yán)重影響物料流動(dòng)。通過(guò)聯(lián)合研制破碎清塞機(jī)對(duì)大塊物料進(jìn)行破碎,對(duì)粉狀物料進(jìn)行破拱疏通,成功解決了礦山生產(chǎn)難題,取得高效、安全、節(jié)能、環(huán)保的多重效果。

機(jī)械破碎,多功能清塞機(jī),無(wú)線遙控,負(fù)載反饋

諾普礦業(yè)公司由于井下破碎系統(tǒng)建設(shè)滯后,為此在各溜井口加裝格篩限制大塊,因而導(dǎo)致各溜井口格篩產(chǎn)生大塊堵塞現(xiàn)象。為解決上述問(wèn)題,公司結(jié)合自身的情況與中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司共同研制了 DPQ30HW型多功能破碎清塞機(jī),以解決溜井格篩堵塞問(wèn)題。

1 DPQ型多功能破碎清塞機(jī)

DPQ新型破碎清塞機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)備主要參數(shù)

DPQ30H15/90-3.0/2.0-W型破碎清塞機(jī)主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。該設(shè)備對(duì)巖石硬度系數(shù) f=14～17的礦石,可將其最大塊度在 1100 mm×1000 mm×400 mm的大塊破碎到 350 mm以下,破碎能力較好。

表1 DPQ30H15/90-3.0/2.0-W型破碎清塞機(jī)主要參數(shù)

1.2 清塞方法

礦石阻塞入料口及格篩口的主要原因是:物料尺寸大于入料口或格篩孔尺寸;物料相互擠壓形成棚料。針對(duì)產(chǎn)生原因,設(shè)備清塞方法如下:

(1)當(dāng)物料三維、二維尺寸都大于入料口或格篩孔尺寸時(shí),采用液壓沖擊錘或液壓破碎鉗破碎清塞。

(2)當(dāng)物料一維尺寸大于入料口尺寸時(shí),可采用破碎法,也可采用挑動(dòng)、勾動(dòng)、扒動(dòng)法破壞棚料拱,使入料口疏通。

(3)當(dāng)物料三維尺寸都小于入料口或格篩孔尺寸,因由于物料受潮粉狀物相互擠壓形成拱狀棚料時(shí),則可采用扒動(dòng)、挖動(dòng)、挑動(dòng)、勾動(dòng)法,破壞自然拱,使之散落料口疏通。

1.3 主要應(yīng)用領(lǐng)域

多功能破碎清塞機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域眾多?？捎糜诟黝惖V山破碎機(jī)入料口、溜井格篩口處物料阻塞的破碎疏通處理;各類地下礦山放礦口處物料阻塞時(shí)的破碎及疏通;各類礦山、采石場(chǎng)的二次破碎;各冶煉廠對(duì)移動(dòng)式鋼包打殼、拆磚、拆包處理;各種冶金爐專用打殼,拆磚、清渣處理;各礦石碼頭、裝卸站大塊及結(jié)塊阻塞處理。

2 設(shè)備的主要技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 主要技術(shù)特點(diǎn)

(1)采用低重心設(shè)計(jì)的機(jī)架底座強(qiáng)度大,且穩(wěn)定性高。

(2)采用無(wú)齒型回轉(zhuǎn)支承及雙液壓缸組成的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),能有效抵抗由于沖擊和加壓產(chǎn)生的傾覆翻轉(zhuǎn)力矩和回轉(zhuǎn)力矩。

(3)大臂采用雙油缸支承,構(gòu)成了空間桁架結(jié)構(gòu),能夠有效抵抗旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性力矩與橫向撥動(dòng)礦石時(shí)產(chǎn)生的橫向力矩。

(4)二臂油缸置于大臂和二臂的下方,在相同的作業(yè)范圍內(nèi),占用的空間小,針對(duì)井下使用的設(shè)備優(yōu)點(diǎn)十分突出。

(5)主機(jī)同液壓站分開(kāi)布置,降低了高度,隔離了震動(dòng),更適合井下設(shè)備的安裝和布局。

(6)液壓系統(tǒng)選用負(fù)載敏感變量泵,電磁比例控制系統(tǒng),各執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度與負(fù)載變化無(wú)關(guān),因而能快速準(zhǔn)確的捕捉到打擊點(diǎn)和調(diào)整打擊方向,工作效率高,又十分節(jié)能。

(7)控制系統(tǒng)采用無(wú)線遙控、有線電控、手動(dòng) 3種控制方式,并能方便快速轉(zhuǎn)換,控制方便靈活可靠。操縱者視角好,可在最安全的地點(diǎn)操縱。

(8)電氣系統(tǒng)采用 PLC控制器,抗震性能好,工作可靠。

2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

設(shè)備的主要技術(shù)資料提交給國(guó)家一級(jí)科技查新報(bào)告咨詢單位——安徽省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所,對(duì)國(guó)內(nèi)期刊、專利、成果論文等 11個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù) 1989～2008年期間內(nèi)進(jìn)行查新,并聯(lián)機(jī)檢索了美國(guó) 國(guó)際聯(lián)機(jī)情報(bào)檢索系統(tǒng)中與該課題有關(guān)的“科學(xué)文摘、美國(guó)政府研究報(bào)告、工程索引、科學(xué)引文索引、日本科學(xué)與技術(shù)、法國(guó)文獻(xiàn)通報(bào)”6大數(shù)據(jù)庫(kù),證明無(wú)線遙控、電動(dòng)、手動(dòng) 3種方式快速轉(zhuǎn)換,負(fù)載反饋式電磁比例調(diào)速無(wú)線遙控,利用油缸推動(dòng)回轉(zhuǎn)支承的無(wú)線遙控等 3點(diǎn)為研發(fā)創(chuàng)新點(diǎn)。

與此同時(shí),該設(shè)備已獲得 2項(xiàng)實(shí)用新型專利,專利號(hào)分別為:ZL200820185071.3,ZL200820185072.8。

3 在諾普礦業(yè)的應(yīng)用

自 2008年 10月 5日諾普礦業(yè)使用多功能破碎清塞機(jī)至今,使用情況良好,能適應(yīng)井下工況條件,性能穩(wěn)定可靠,操作安全便捷。此設(shè)備投入使用,節(jié)省了基建投資,提高了礦山出礦量,降低了運(yùn)營(yíng)成本,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和安全環(huán)保節(jié)能效益。

3.1 基建投資

經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)后公司節(jié)省了一臺(tái)顎式破碎機(jī),一臺(tái)振動(dòng)給料篩和一臺(tái)雙梁起重機(jī)。這些設(shè)備與研制的破碎清塞機(jī)的價(jià)格與型號(hào)列表對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 節(jié)省基建投資項(xiàng)目

3.2 溜井出礦量

人工破碎大塊時(shí)的產(chǎn)量是 900 t/d,而現(xiàn)在的產(chǎn)量是 1200 t/d。每年增加的直接經(jīng)濟(jì)效益為 324萬(wàn)元。

3.3 運(yùn)營(yíng)成本

(1)減少了人工成本。在使用清塞機(jī)設(shè)備后,原崗位人員由 8人減少為只需 4人。按目前井下作業(yè)工人平均工資 3000元 /月計(jì)算,每年減少人員費(fèi)用支出 20萬(wàn)元以上。加上原來(lái)設(shè)計(jì)顎式破碎機(jī)及振動(dòng)篩還有 8名操作工,總計(jì)每年保節(jié)省人工成本60萬(wàn)元以上。

(2)節(jié)省了電費(fèi)成本。低矮式顎式破碎機(jī)的功率為 110K W、振動(dòng)篩的功率為 11 kW、雙梁起重機(jī)的功率為 10 kW,而多功能破碎清塞機(jī)的功率為 30 kW,除起重機(jī)為維護(hù)安裝等使用,顎式破碎機(jī)與振動(dòng)篩以及多功能破碎清塞機(jī)的使用效率為 80%,每天節(jié)省的電量為 1747.2 kW·h,每年節(jié)省費(fèi)用達(dá)63.8萬(wàn)元。

(3)由于在井下進(jìn)行了二次破碎,因而提升了選礦廠的初碎生產(chǎn)率,這也能創(chuàng)造一定經(jīng)濟(jì)效益。

另外,設(shè)備代替了繁重的人工破碎大塊作業(yè),改善了勞動(dòng)條件,勞動(dòng)安全性得到極大提高,有效防止了人身安全事故。采用電力拖動(dòng),無(wú)有害氣體排放,同時(shí)設(shè)備配置了負(fù)載敏感控制的液壓系統(tǒng),節(jié)能環(huán)保。

4 結(jié) 論

(1)針對(duì)礦山開(kāi)采中因大塊和棚料造成的堵塞等問(wèn)題,研制出了既具有破碎功能,又具有清塞功能的多功能破碎清塞機(jī),對(duì)于礦山生產(chǎn)的正常運(yùn)行、提高出礦效率具有重要意義。

(2)該設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)具有 5個(gè)自由度,配備專用工具,可實(shí)現(xiàn)沖擊破碎、鉗碎、挑動(dòng)、勾動(dòng)、扒動(dòng)、挖動(dòng)、鏟動(dòng)、抓動(dòng)等多功能作業(yè);液壓系統(tǒng)采用負(fù)載反饋式電磁比例先導(dǎo)傳動(dòng),系統(tǒng)節(jié)能性好;控制系統(tǒng)采用無(wú)線遙控、電控和手動(dòng) 3種方式,并能快速相互轉(zhuǎn)換,電氣系統(tǒng)采用 PLC控制,操作方便,工作可靠。

(3)該設(shè)備在安徽霍邱諾普礦業(yè)公司得到成功應(yīng)用,經(jīng)過(guò)工業(yè)試驗(yàn)和近兩年的生產(chǎn)應(yīng)用,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

[1] 安徽省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所.查新報(bào)告 (20085315號(hào))[R].合肥:安徽省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所,2008.

[2] 李望生.液壓碎石機(jī)及其主機(jī)主要參數(shù)的確定和匹配[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),1994,14(3):41～46.

[3] 沈立盛.液壓碎石機(jī)選型問(wèn)題探討[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2000,20(3):32～33.

2010-07-06)