李朝澤

（云南省小龍?zhí)兜V務局，云南開遠661601）

帶式輸送機除鐵系統(tǒng)應用方案優(yōu)化

李朝澤

（云南省小龍?zhí)兜V務局，云南開遠661601）

結(jié)合露天礦的生產(chǎn)工藝，就除鐵系統(tǒng)的安裝方式、應用方案進行探討及優(yōu)化，為相似條件的露天礦除鐵系統(tǒng)運用提供借鑒。

帶式輸送機；除鐵系統(tǒng)；方案優(yōu)化

1 問題背景

在大型露天礦山，帶式輸送機輸送物料大多為塊石、煤炭、泥土等，物料中或多或少都會有部分金屬廢料，經(jīng)過破碎機破碎后進入膠帶運輸，廢棄金屬在運輸過程中，會撕裂膠帶，或卡死膠帶運輸，造成重大事故；所以帶式輸送機必須安裝除鐵系統(tǒng)。

除鐵系統(tǒng)工作原理，由PLC控制帶式輸送機運行，運送物料經(jīng)過金屬探測儀，當傳感器探測到金屬時，即時輸送信號至除鐵器，除鐵器啟動除鐵工作，經(jīng)除鐵的物料經(jīng)過除鐵器后，由膠帶繼續(xù)運輸，再通過金屬探測儀二次檢測，一旦檢測出金屬，金屬探測儀將輸出信號，反饋至PLC，報警并自動停機；待解除報警后，帶式輸送機再次運行[1]。

1.1 除鐵系統(tǒng)存在的問題

1）在大型露天礦，按照當前除鐵系統(tǒng)工藝流程，因物料中廢棄金屬較多，一級金屬探測儀頻繁輸送出鐵信號至除鐵器，除鐵器頻繁啟動，造成出鐵電機過熱、過載；經(jīng)常燒壞除鐵器。帶式輸送機除鐵器如圖1。

圖1 除鐵器安裝示意圖

2）當物料經(jīng)過第二道金屬探測儀時，因露天環(huán)境惡劣，帶式輸送機受物料沖擊，振動較大；金屬探測儀誤報情況較多，加之物料中部分較小金屬廢料對膠帶影響較小，可不做處理；在設(shè)計時，金屬探測儀與PLC控制系統(tǒng)是聯(lián)鎖控制的，一旦PLC接收到停機信號，整機就自動停機，因此經(jīng)常造成帶式輸送機系統(tǒng)誤停機，對生產(chǎn)造成嚴重影響[3]。

1.2 金屬探測儀存在的問題

按照金屬探測儀的安裝要求，傳感器的底部與膠帶底部不能有任何接觸，最佳距離是在膠帶有物料時，膠帶底部與傳感器底部的距離為2～5 cm為宜；傳感器的安裝環(huán)境內(nèi)因無大的金屬構(gòu)件移動，并盡量避免強電磁場的干擾，特別是電焊機和大型電動機等設(shè)備；金屬探測儀安裝在兩條托輥的正中間，與托輥之間的距離不得小于70 cm，若托輥之間的距離達不到要求，轉(zhuǎn)動的托輥會對金屬探測儀造成不穩(wěn)定的影響。金屬探測儀安裝如圖2。

圖2 金屬探測儀安裝示意圖

金屬探測儀安裝在鋼制支架上，支架與帶式輸送機機架焊接連接，因受物料沖擊、驅(qū)動裝置運行、托輥轉(zhuǎn)動等影響，造成金屬探測儀有一定的振動，加之膠帶本生有一定的張力，空段產(chǎn)生下垂，無法保證探測儀傳感器與膠帶的間距為2～5 cm，所以有時會有膠帶與金屬探測儀底部接觸的現(xiàn)象，造成嚴重破壞；金屬探測儀壽命和系統(tǒng)穩(wěn)定性受到很大影響。

在有物料時，膠帶下垂，與托輥接觸，處于最低點，在無物料時，膠帶空載運行，或者少量物料時，由于膠帶張緊力使得膠帶處于最高點，最低點和最高點的最大差值在100 mm左右，無法達到探測儀的安裝要求，所以造成數(shù)據(jù)不準，誤報、不報的情況時有發(fā)生。

針對大型露天礦，物料粒度較大、帶速較高，現(xiàn)金屬探測儀高度不夠，運行物料直接高過金屬探測儀橫梁，在膠帶的快速運行下，大塊物料撞擊金屬探測儀，直接將金屬探測儀整體撞毀、損壞，造成嚴重事故。

2 優(yōu)化方案

2.1 系統(tǒng)優(yōu)化

針對大型露天礦山，物料含金屬廢料較多的實際，根據(jù)現(xiàn)有出鐵系統(tǒng)流程，造成除鐵器頻繁啟動的原因，是由于物料本身含金屬廢料較多，一級金屬探測儀頻繁輸送出鐵信號至除鐵器，所以解決信號是關(guān)鍵；根據(jù)原因分析，一級金屬探測儀是在輸送物料中鐵件很少時，為節(jié)約能源所配置；物料含金屬較多的情況下，金屬探測儀的作用不大，所以可以考慮將一級金屬探測儀取消，除鐵器工作方式改為連續(xù)運行方式，這樣除鐵器就不存在頻繁啟動造成過熱、過載的問題，同時也簡化了流程，減少了成本。

由于露天工況及物料的多樣性、復雜性，先由金屬探測儀探測出金屬信號，之后反饋給除鐵器啟動除鐵工作；除鐵后的物料經(jīng)過二級金屬探測儀再次檢測，一旦檢測出金屬信號，PLC控制中心聯(lián)鎖報警并停機；但一些物料中含較小金屬或者被物料壓在底部，膠帶帶速較快，導致除鐵器無法除鐵干凈，造成頻繁報警停機，對整條運輸系統(tǒng)造成嚴重影響；在實際生產(chǎn)中，一些較小的金屬對整條膠帶的影響比較小，可不必進行處理、清除。

基于以上情況，可將除鐵器安裝在前，連續(xù)工作，金屬探測儀在后，主要起到檢測報警的作用，報警不再和整機PLC聯(lián)鎖，僅安裝報警燈在控制室，當報警后，由巡查人員檢查，根據(jù)實際情況考慮是否停機，較小金屬可不停機；這樣在滿足安全生產(chǎn)的要求下，挺高了生產(chǎn)效率，減少了工作量[4]。

2.2 金屬探測儀安裝方式優(yōu)化

露天礦工礦復雜，運輸物料在空載、重載，物料含水，每一段的重量都不一樣，粒度大小不等，在此條件下，很難滿足金屬探測儀的安裝要，根據(jù)現(xiàn)有原因分析，振動和高度是影響要素，所以得出以下改進措施：①金屬探測儀的安裝必須有獨立的固定座，最好是混凝土支墩；②金屬探測儀的高度必須可調(diào)，可調(diào)范圍150 mm左右；③金屬探測儀上橫梁到膠帶的距離必須加高；④傳感器的靈敏度適度調(diào)低。

3 方案實施

根據(jù)金屬探測儀的安裝要求及帶式輸送機的技術(shù)參數(shù)，以云南省小龍?zhí)兜V務局布沼壩露天礦剝離半連續(xù)系統(tǒng)為例；帶式輸送機技術(shù)特性見表1[5]。

根據(jù)相應的技術(shù)參數(shù)，選用RCYD(C）-T系列永磁自卸式除鐵器，金屬探測儀選用GJT-B系列金屬探測儀。

3.1 系統(tǒng)改造

1）根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化方案，將一級金屬探測儀整體保護性拆除，可作為二級金屬探測儀的備件；切斷與除鐵器的連接信號線，除鐵器進行調(diào)整，將控制改為常開式，連續(xù)除鐵工作模式；即膠帶啟動，除鐵器就開始除鐵工作。

表1 帶式輸送機技術(shù)特性

2）將二級金屬探測儀與PLC控制方式。聯(lián)鎖控制解除，改為將信號傳送到帶式輸送機控制室，單獨安裝一個報警燈及電鈴，不再自動聯(lián)鎖停機，出現(xiàn)報警及響鈴由人工預檢，并作出判斷，看是否需要停機[6]。

3）出鐵系統(tǒng)控制方式為室內(nèi)遠控及現(xiàn)場控制的方式。遠控即在帶式輸送機控制室控制?，F(xiàn)場控制即在金屬探測儀側(cè)面安裝一個急停箱，用于緊急情況及檢修工礦下的系統(tǒng)控制。

4）探測靈敏度調(diào)節(jié)，在兼顧膠帶運行的安全性及連續(xù)生產(chǎn)的要求，使不符合工藝和設(shè)備保護要求的金屬分揀出來，適當調(diào)整探測靈敏度，減少不必要的膠帶運輸系統(tǒng)運行停機工作。

5）根據(jù)安裝要求及現(xiàn)場實際情況，除鐵器安裝于破碎機出口，帶式輸送機落料滾筒處，除鐵器單獨做龍門架，吊裝方式為鋼絲繩加拉桿，高度、角度可調(diào)，最大傾角小于15°。

系統(tǒng)改造完成后，對出鐵系統(tǒng)及設(shè)備進行調(diào)試、試運行工作，并檢查出鐵系統(tǒng)與帶式輸送機的匹配問題。

3.2 金屬探測儀改造

1）金屬探測儀安裝底座重新設(shè)計制作獨立鋼筋混泥土支墩；為保證膠帶不下垂及平穩(wěn)性，需要在金屬探測儀前后各加一組無磁性平托輥，平托輥需要各做一個混凝土支墩；針對物料過高的情況，需要加高現(xiàn)有金屬探測儀，與上膠帶底面凈高度大約800 mm。

2）金屬探測儀前后各安裝一組無磁性平托輥，托輥上表面高于金屬探測儀傳感器2～5cm，固定膠帶不往下垂，保護傳感器；前后托輥的間距650 mm。

3）根據(jù)安裝要求，輸送膠帶不應與傳感器的任何部分有接觸或摩擦現(xiàn)象，傳感器與皮帶底部（有物料時）距2～5 cm為宜，除鐵器與金屬探測儀安裝距離大于10 m。

4）金屬探測儀安裝在兩條托輥的正中間，與托輥之間的距離不得小于70 cm，若托輥之間的距離達不到要求，轉(zhuǎn)動的托輥會對金屬探測儀造成不穩(wěn)定的影響。

5）金屬探測儀設(shè)計為高度可調(diào)方式，預埋M48螺栓，根據(jù)生產(chǎn)需要進行高度調(diào)整，可調(diào)范圍150 mm。

6）根據(jù)現(xiàn)場測量相應數(shù)據(jù)，上膠帶底面至地面的距離為1 060 mm,膠帶機架中心線間距1 885 mm；制作現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土，高度700 mm，寬度200 mm，金屬探測儀可調(diào)高度150 mm，金屬探測儀前后各做一個平托輥混凝土支墩，高度一致。金屬探測儀混泥土基礎(chǔ)示意力圖如圖3。

圖3 金屬探測儀混凝土基礎(chǔ)示意圖

7）金屬探測儀的安裝嚴格按照安裝使用說明書及相關(guān)標準進行；整體水平控制在±3 mm以內(nèi)，安裝后調(diào)節(jié)適合高度，膠帶底部與傳感器底部的距離為2～5 cm。

8）金屬探測儀高度由現(xiàn)有600 mm，加高200 mm，凈高800 mm；加高位置為金屬探測儀兩面立柱，要求加高所使用材質(zhì)一致，兩端高度一致，結(jié)構(gòu)可靠、外觀美觀,控制線圈及布局做相應調(diào)整。

9）針對大型露天礦的惡劣環(huán)境，需在金屬探測儀上方制作安裝遮雨棚，防止雷雨、高溫對設(shè)備造成損壞，加強對設(shè)備的保護工作。

10）金屬探測儀安裝完成后，需對金屬探測儀及系統(tǒng)匹配問題進行調(diào)試、試運行工作[7]。

4 實施效果

帶式輸送機除鐵系統(tǒng)經(jīng)過改進后，系統(tǒng)得到簡化，穩(wěn)定性得到提高，系統(tǒng)誤報、不報的情況大幅減少，故障停機的情況也基本消除，整機運行平穩(wěn)，因除鐵系統(tǒng)停機影響生產(chǎn)的情況大為減少，同時也優(yōu)化了除鐵系統(tǒng)流程，取得了較好經(jīng)濟效益。

據(jù)測算，布沼壩露天礦剝離半連續(xù)系統(tǒng)帶式輸送機為24 h連續(xù)生產(chǎn)模式，在1 d中因出鐵系統(tǒng)故障導致剝離系統(tǒng)停機的次數(shù)在2～8次，而且每次停機，到再故障排除后，都要先將膠帶上的一部分剝離物清除，防止帶式輸送機啟動瞬間電流過大、過載。據(jù)統(tǒng)計，停一次機到正常啟動，大約需要2 h；按照帶式輸送機理論輸送能力1 800 m3/h計算，停機1次造成少生產(chǎn)物料3 600 m3；如果再加上人工、設(shè)備等的消耗，對企業(yè)生產(chǎn)效益有較大影響[8]。

5 結(jié)語

通過對帶式輸送機出鐵系統(tǒng)現(xiàn)有流程，根據(jù)大型露天礦的實際情況，對出鐵系統(tǒng)運用方案進行了優(yōu)化，總結(jié)經(jīng)驗，研究對策，從基礎(chǔ)入手，不斷學習摸索，加強學習，大膽實踐創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)和改進有益于生產(chǎn)的工藝環(huán)節(jié)，努力降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)綜合效益，為企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展發(fā)揮積極的作用。

［1］劉小虎.DTⅡ（A）型帶式輸送機設(shè)計手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

［2］張雪松，魏金營，趙永杰.礦用線纜絕緣護套加工自動調(diào)偏系統(tǒng)［J］.煤礦機械，2016，37（5）：183-186.

［3］林江.PLC擴展CAN總線在采煤機上的運用［J］.煤礦機械，2016，37（5）：181-182.

［4］劉正.除鐵器在出口煤炭加工中的運用［J］.煤質(zhì)技術(shù)，2003（4）：24-26.

［5］昆明煤炭設(shè)計研究院.云南省小龍?zhí)兜V務局布沼壩露天礦剝離半連續(xù)系統(tǒng)改造203-1帶式輸送機施工圖［R］.昆明：昆明煤炭設(shè)計研究院，2014.

［6］王永，楊清翔，趙東升.基于PLC的長距離帶式輸送機冗余控制系統(tǒng)的設(shè)計與運用［J］.煤礦機械，2016，37（6）：173-175.

［7］熊克武.機械設(shè)計中健壯設(shè)計的運用［J］.工程技術(shù)，2015（11）：247-248.

［8］羅偉.構(gòu)造應力對布沼壩露天礦西幫變形的影響［J］.露天采礦技術(shù)，2015（10）：5-8.

【責任編輯：張東旭】

Application scheme optimization of belt conveyor iron removal system

LI Chaoze
(Yunnan Province Xiaolongtan Mining Bureau,Kaiyuan 661601,China)

In belt conveyor integrated protection system,iron removal system is composed of iron remover,metal detector and control system.Combining with the production process of open-pit mine,the article discusses and optimizes the installation way, application scheme of iron removal system,which provide reference for similar conditions iron removal system in the open-pit mine.

belt conveyor;iron removal system;scheme optimization

TD528+.1

B

1671－9816（2017）01－0060－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.01.017

李朝澤.帶式輸送機除鐵系統(tǒng)應用方案優(yōu)化［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（1）：60-63.

2016-07-13

李朝澤（1986—），男，云南文山人，現(xiàn)在云南省小龍?zhí)兜V務局機修總廠從事設(shè)備管理工作。