周紅平 羅政書

摘 要：某露天鐵礦最大剝離量為1200萬t/a，剝離物經(jīng)礦車運輸至廢石粗破碎站進(jìn)行破碎，然后由曲線膠帶機輸送至排土場。物料粉料含量大，雨季泥水多，粘性大，容易發(fā)生堵料等故障，難以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。針對物料的特殊性質(zhì)，制定了可靠的破碎方案，有效地解決了堵料問題，保證了采場的正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：廢石；粗破碎站；破碎方案；堵料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.243

1 工程概況

某露天鐵礦300萬t/a采選工程廢石剝離分南北兩個采場，剝離的廢石經(jīng)礦車運輸至廢石粗破碎站進(jìn)行破碎后經(jīng)曲線膠帶機輸送至排土場。南采場物料粘土含量約70%，巖石約30%；北采場物料粘土含量約為30%，巖石約70%。采場覆蓋層及物料剝離后如圖1中所示。雨季時，物料中粘土吸水量大，粘性大，運輸及物料處理困難。實際生產(chǎn)中通過南北采場配礦來調(diào)節(jié)給入廢石粗破碎站粘土的比例，但由于物料性質(zhì)的極不確定性，給入廢石粗破碎系統(tǒng)的巖石粒度將難以控制。

2 工作制度及生產(chǎn)能力[1]

廢石最大年產(chǎn)量Qa=1200萬t，年作業(yè)時間為210d，每天2班，每班8小時。破碎站的處理能力為：

t

t

考慮物料的不連續(xù)及不均衡性，取1.1倍的系數(shù)，破碎站的小時處理能力為3571×1.1=3928t，取4000t/h。

3 方案選擇及設(shè)備配置[2]

3.1 物料特性

物料塊度：0～1000mm； 廢石密度：1.72t/m?；

物料塊度：1000mm； 其他：粉料多，粘性大。

3.2 方案選擇

經(jīng)設(shè)計人員實地考察，根據(jù)地形及物料特性，提出了兩個破碎方案：方案一：采用固定棒條篩和旋回破碎機。物料經(jīng)固定棒條篩篩分后，直接進(jìn)入旋回破碎機。旋回破碎機具有生產(chǎn)率高，電耗低，工作平穩(wěn)等優(yōu)點。適用于破碎片狀物料，但對粘性物料適應(yīng)性差。方案二：采用液壓往復(fù)式給料機+重型棒條篩+顎式破碎機。物料由液壓往復(fù)式給料機供給，經(jīng)重型棒條篩篩分后進(jìn)入顎式破碎機。顎式破碎機屬于間歇性工作，功耗大，效率低，但結(jié)構(gòu)簡單、檢修維護(hù)方便。

為了采用先進(jìn)、可靠的破碎工藝方案，綜合考慮破碎設(shè)備的破碎能力，物料特性對破碎設(shè)備的特殊要求以及場地實際情況。結(jié)合物料含泥水多，粘性大等特點，方案一（旋回破碎機）極有可能發(fā)生堵料，難以保證破碎系統(tǒng)的可靠性。與設(shè)備廠家及業(yè)主溝通后決定采用方案二來保證破碎系統(tǒng)的可靠性。

破碎站由2套破碎系統(tǒng)組成，每套破碎系統(tǒng)由液壓往復(fù)式給料機、棒條篩配及顎式破碎機等設(shè)備組成，物料破碎系統(tǒng)工藝流程如圖2所示，每套破碎系統(tǒng)的處理能力為2000t/h，破碎系統(tǒng)設(shè)備配置如圖3所示。

4 廢石粗破碎站設(shè)計中的主要問題及處理[3]

因物料的粘性大，為了保證物料下料順暢，液壓往復(fù)式給料機及棒條篩料流方向均設(shè)有一定的傾角。物料至給料皮帶的落差較大，大高差落料，對膠帶沖擊力很大，并易損傷膠帶。

如圖4中所示，棒條篩篩分口至給料皮帶受料點垂直落差達(dá)h1=8m，經(jīng)篩分后物料的最大粒度為200mm，最大塊質(zhì)量約14kg。破碎機出料口與給料皮帶垂直落差達(dá)h2=3m，破碎機出口物料最大粒度為350mm，最大塊質(zhì)量約74kg。給料皮帶物料至1A曲線主皮帶垂直落差達(dá)h3=5m，物料的最大塊度達(dá)350mm。高差越大，物料勢能越高，轉(zhuǎn)化為物料的動能會越大。

（1）

式中：m—物料質(zhì)量（kg）；g—重力加速度（m/s2）；V—速度（m/s）； h—落差（m）。

由（1）式可得，經(jīng)棒條篩篩分后物料到達(dá)給料皮帶的速度為V1=12.52m/s；破碎機出口物料到達(dá)給料皮帶的速度為V2=7.67m/s；給料皮帶物料至1A曲線主皮帶的速度為V3=9.9m/s。

由于物料到達(dá)皮帶機的速度瞬間減小為零，物料對皮帶機的沖擊力很大。

（2）

式中：F—沖擊力（N）； t—沖擊時間（s），取1s

m—物料質(zhì)量（kg）； V—沖擊速度（m/s）

由（2）式可得，物料對皮帶的沖擊力分別為F1=175.3N；F2=567.6N；F3=732.6N。

若物料直接落到帶式輸送機上，物料必定會損傷膠帶，縮短帶式輸送機壽命。因此，在下料點處設(shè)置擋料梁或積料平臺來改變物料落料軌跡，以減少落料對膠帶的損傷。具體設(shè)置位置如圖4所示，經(jīng)擋料梁及積料平臺緩沖后，落料點的落料高差分別為：h1=2.6m；h2=1.2m；h3=1.3m。

由式（1）計算可得，V1=7.1m/s；V2=4.85m/s；V3=5.1m/s。

經(jīng)式（2）計算可得，F(xiàn)1=99.4N；F2=358.9N；F3=377.4N。

經(jīng)計算，緩沖力F1、F2、F3分別降為原來的57%，64%，51.5%，故可有效保護(hù)膠帶，減少破碎系統(tǒng)因大的沖擊力而產(chǎn)生的故障。

5 總結(jié)

該廢石粗破碎站于2012年1月份建成，經(jīng)調(diào)試后于2012年3月份正式投產(chǎn)。至今運行已有四年多，試生產(chǎn)期間對頭部漏斗進(jìn)行改造，目前整體運行良好，系統(tǒng)故障率低。廢石粗破碎站的正常運行，保證了采場的正常生產(chǎn)作業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈厚正.石灰石破碎站的設(shè)計實踐有色礦山[J].1995（03）：37-39.

[2]張富明主編.采礦設(shè)計手冊礦山機械卷[M].中國建筑工業(yè)出版社，1988（08）.

[3]楊浩基，林伊，李翔，王向陽.欒川龍宇鉬業(yè)原礦破碎站溜槽的技術(shù)改造煤礦現(xiàn)代化[J].2009，05（92）：88-89.