王慶德

摘要： 鑒于目前礦石皮帶采制樣大部分由人工完成，采樣代表性差，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低，取樣及監(jiān)督人員多，對(duì)后序工作帶來(lái)極為不利的影響等現(xiàn)象，海南山金礦業(yè)有限公司應(yīng)用了軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)。 詳細(xì)介紹了該設(shè)備的組成、工作原理、使用操作方法、技術(shù)要求和技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)等。工程應(yīng)用表明：該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性高，所取礦石樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性;減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率;對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量都具有十分重要的意義，可供同類(lèi)型礦山參考借鑒。

關(guān)鍵詞： 軌道懸掛;截流式;皮帶礦石取樣機(jī);皮帶帶首自動(dòng)取樣;自動(dòng)控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TD926.3 TD45 文章編號(hào)：1001-1277（2020）11-0053-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.11792/hj20201110

引 言

海南山金礦業(yè)有限公司（下稱(chēng)“海南山金”）始建于2009年，是一家選礦日處理礦量800 t的黃金礦山企業(yè)。選礦工藝流程為破碎篩分-磨礦-重選-浮選-精礦脫水-尾礦脫水。其中，破碎采用二段一閉路碎礦工藝流程;磨礦采用二段閉路磨礦工藝流程;采用尼爾森兩段重選工藝流程;浮選采用浮選柱-浮選機(jī)聯(lián)合工藝方案，采用一粗二掃二精流程;尾礦脫水系統(tǒng)采用壓濾脫水工藝，壓濾后的尾礦全部進(jìn)行對(duì)外銷(xiāo)售制磚。因此，盡量減少尾礦中的金品位，提高礦石的回收率，對(duì)增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起到重要作用。選礦生產(chǎn)工藝流程確定后，若要提高選礦回收率，除了加強(qiáng)日常管理外，還需要加強(qiáng)對(duì)礦石樣品品位及性質(zhì)的即時(shí)、準(zhǔn)確的化驗(yàn)分析，以期為浮選流程添加浮選藥劑提供規(guī)范合理的依據(jù)。因次，提高破碎篩分后抽取的礦石樣品代表性、準(zhǔn)確性等就顯得尤為重要。鑒于目前礦石皮帶采制樣大部分由人工完成，采樣代表性差、檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低的現(xiàn)狀，海南山金技術(shù)人員經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、研究分析及充分調(diào)研，選擇應(yīng)用軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)，并成功地進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用，取得了較好的效果。

1 取樣機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，煤炭、有色金屬礦石皮帶采制樣大部分由人工完成，采樣代表性差，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低，取樣及監(jiān)督人員多，對(duì)后序工作帶來(lái)極為不利的影響;且工作環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)操作人員的健康有很大的影響。因此，需要在皮帶機(jī)安裝自動(dòng)采制樣設(shè)備，以加強(qiáng)對(duì)樣品的檢驗(yàn)分析?，F(xiàn)有的取樣機(jī)多為皮帶中段取樣，具有以下特點(diǎn)：

1）對(duì)安裝場(chǎng)地要求較高，需要的場(chǎng)地較大，較平整。

2）取樣不完整，樣品的代表性差。對(duì)皮帶邊緣和底部的粉礦刮取不干凈，影響樣品的代表性、全面性。

3）對(duì)皮帶機(jī)傳輸皮帶的質(zhì)量要求高?，F(xiàn)有的中段取樣機(jī)，對(duì)皮帶光潔、平整度要求高，如果皮帶接頭處或皮帶帶面有破損，則會(huì)直接影響刮取效果;而且刮取時(shí)會(huì)對(duì)破損處皮帶的使用壽命造成一定影響。

4）對(duì)皮帶寬度范圍有一定要求，其刮取物料寬度較窄。

5）每次取樣量固定，不方便調(diào)節(jié)取樣礦量。

2 軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)

2.1 取樣機(jī)組成及工作原理

軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)主要由皮帶帶首自動(dòng)取樣裝置和電氣控制系統(tǒng)等組成。

1）皮帶帶首自動(dòng)取樣裝置。皮帶帶首自動(dòng)取樣裝置主要由電動(dòng)機(jī)減速機(jī)、矩形軸承式往復(fù)式取樣斗、槽鋼軌道架和帶防護(hù)罩的鋼結(jié)構(gòu)支架等器件組成。工作時(shí)，裝置采用PLC控制器及變頻器控制啟動(dòng)采樣機(jī)電動(dòng)機(jī);電動(dòng)機(jī)減速機(jī)兩端輸出軸安裝1對(duì)偏心圓盤(pán)，2個(gè)偏心圓盤(pán)連接帶動(dòng)連桿一端，另外一端連接采樣斗運(yùn)動(dòng)支架往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次接取皮帶上下落的物料，樣品利用重力流入儲(chǔ)存箱內(nèi)[1]。當(dāng)取樣機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)取料斗對(duì)需要取樣的塊狀和粉狀物進(jìn)行定時(shí)定量的抓取，以達(dá)到成功獲取試樣的目的。皮帶帶首自動(dòng)取樣裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出：減速機(jī)帶動(dòng)偏心轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)連桿帶動(dòng)取料斗懸掛支架在導(dǎo)軌槽中前后移動(dòng)， 取料斗懸掛支架下方設(shè)置的取樣斗隨懸掛支架一同前后移動(dòng)，物料通過(guò)皮帶落到取樣斗上，通過(guò)取樣斗前后的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)間隔送料的效果[2]。取料斗可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行寬度加工調(diào)節(jié)。

2）電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)設(shè)有過(guò)載保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、接地保護(hù)等完善的電氣保護(hù)措施。電氣控制柜布置在采樣現(xiàn)場(chǎng)?？刂品绞椒譃樽詣?dòng)控制和手動(dòng)控制2種模式。

自動(dòng)控制：根據(jù)采樣要求，當(dāng)料流檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到料流時(shí)，PLC計(jì)時(shí)模塊按預(yù)先設(shè)定的采樣時(shí)間、采樣頻率進(jìn)行采樣，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高、操作簡(jiǎn)單，能夠更加準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行情況，采樣具有較高的代表性。其具體過(guò)程是：取樣電動(dòng)機(jī)利用PLC時(shí)間模塊啟動(dòng)電動(dòng)機(jī);電動(dòng)機(jī)通電帶動(dòng)取樣斗在軌道進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，采樣斗運(yùn)行至皮帶帶首下料口下方進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)截取礦石取樣。同時(shí)電動(dòng)機(jī)減速機(jī)的電動(dòng)機(jī)采用變頻控制，變頻器的頻率大小控制取樣斗的運(yùn)行速度，從而可以控制一次取樣的數(shù)量。計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，直到下一采樣周期再次動(dòng)作，進(jìn)行定時(shí)間隔采樣。

手動(dòng)控制： 當(dāng)自動(dòng)取樣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以根據(jù)采樣要求，在運(yùn)行過(guò)程中可在任意時(shí)間按下手動(dòng)按鈕截取礦石取樣，即取樣時(shí)間和次數(shù)可人為操作。

2.2 使用操作方法

1）連接380 V電源，使取樣機(jī)處于通電狀態(tài)。

2）點(diǎn)擊電柜面板的電源按鈕，使取樣機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)。

3）按照需要對(duì)取樣機(jī)進(jìn)行設(shè)置。

（1）設(shè)置工作時(shí)間。工作時(shí)間是指取樣機(jī)從啟動(dòng)到停止的全程時(shí)間，可以隨意設(shè)置時(shí)間以確保完成工作，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后取樣機(jī)會(huì)自動(dòng)停止工作。

（2）設(shè)置間隔時(shí)間。間隔時(shí)間是指抓料斗在前后兩次抓料過(guò)程中的停頓時(shí)間?？梢愿鶕?jù)需要自行設(shè)定，間隔時(shí)間值與抓料量成反比，間隔時(shí)間越長(zhǎng)同一工作時(shí)間內(nèi)抓料量越少。

（3）設(shè)置取樣量。取樣量是指取料斗在一個(gè)間隔時(shí)間內(nèi)往復(fù)運(yùn)行一次的質(zhì)量。可以根據(jù)所需試樣的多少來(lái)設(shè)定取樣量的數(shù)值。取樣量值與取料斗運(yùn)行的速度成反比，可以通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的頻率來(lái)控制其運(yùn)行速度[3]。具體的計(jì)算過(guò)程如下：

假設(shè)取樣機(jī)取樣一次時(shí)間（電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)減速機(jī)偏心圓轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所需時(shí)間）為t; 取樣斗運(yùn)行速度為v;偏心轉(zhuǎn)盤(pán)行程s1=20 cm;截取礦量長(zhǎng)度為l;礦石水分f=3 %。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=2 850 r/min;減速機(jī)減速比i=1 ∶ 40，則取樣機(jī)取樣時(shí)間t為：

t=60/ni（1）

經(jīng)計(jì)算：t=0.84 s。

取樣斗運(yùn)行速度的計(jì)算公式為：

v=2s1/t（2）

經(jīng)計(jì)算：v=47.6 cm/s。

截取礦量長(zhǎng)度為截取礦量時(shí)間（通過(guò)試驗(yàn)得到數(shù)據(jù)為取樣斗的行程時(shí)間的1/3）和取樣斗運(yùn)行速度的乘積，即： l=tv/3（3）

經(jīng)計(jì)算：l=13.3 cm。

則每次截取礦量（q）為：

q=Ql/3 600vf（4）

式中：Q為破碎處理量（t/h）。

經(jīng)計(jì)算：q=4 kg。

（4）運(yùn)行速度、間隔時(shí)間設(shè)置完成后，點(diǎn)擊啟動(dòng)鍵使取樣機(jī)開(kāi)始工作。取樣機(jī)工作時(shí)可以點(diǎn)擊停止鍵來(lái)停止取樣，或者當(dāng)達(dá)到設(shè)定的工作時(shí)間時(shí)也會(huì)停止取樣。

4）如果取樣機(jī)要長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，可關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。

2.3 技術(shù)要求

1）處理的物料為煤炭或有色金屬礦石。

2）皮帶寬度無(wú)要求。

3）帶速1～2 m/s。

4）入料粒度：≤70 mm。

2.4 技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

1）電動(dòng)機(jī)減速機(jī)型號(hào)為WPDK-80，減速比1 ∶ 25， 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y802-2，功率1.1 kW。

2）取樣間隔。1～999 min，可調(diào)。

3）取樣量。2～10 kg/次，可調(diào)。

4）時(shí)間控制：自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。

5）間隔計(jì)時(shí)器啟動(dòng)采樣機(jī)電動(dòng)機(jī)。

6）PLC計(jì)時(shí)模塊計(jì)時(shí)進(jìn)入下一周期。

7）采樣機(jī)為軌道懸掛取樣斗式，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，截流取樣，對(duì)工藝流程無(wú)影響。在采樣斗安裝特定角度（大于45°角），取樣斗內(nèi)不積料和粘料。采樣斗傾斜角度50°左右。

8）采樣斗位于皮帶帶首滾筒下部，全斷面截取物樣，不損傷皮帶，安全可靠。

9）設(shè)置采樣周期為1～999 min，可調(diào)。

10）防護(hù)罩上設(shè)有觀(guān)察門(mén)，方便檢修、調(diào)試。

3 應(yīng)用及效果

海南山金于2020年1月開(kāi)始應(yīng)用軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)，使用近一年時(shí)間，設(shè)備運(yùn)行安全可靠，未出現(xiàn)故障，運(yùn)行穩(wěn)定性高，所取礦石樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性;樣品取樣準(zhǔn)確率較人工取樣提高20 %左右;減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力，采用全程皮帶取樣每年減少人力成本費(fèi)用約35萬(wàn)元。

軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)在海南山金選礦廠(chǎng)投入使用以來(lái)，應(yīng)用效果較好，對(duì)比現(xiàn)有的取樣機(jī)，軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）截流取樣樣品更完整、更有代表性。軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)的取樣方式為軌道懸掛取樣斗截流截取礦石樣品。所取礦石樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性;減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，提高工作效率;對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量都具有十分重要的意義。

2）安裝場(chǎng)地要求低，占用場(chǎng)地面積小。

3）對(duì)皮帶機(jī)傳輸皮帶的質(zhì)量無(wú)特殊要求。

4）對(duì)皮帶寬度無(wú)要求，安裝時(shí)可根據(jù)皮帶寬度任意加寬。

5）每次取樣量可調(diào)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的頻率來(lái)控制取樣斗運(yùn)行速度，取樣量值與取料斗運(yùn)行的速度成反比。即電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率越高，取樣斗運(yùn)行越快，每次取樣量值越小。

4 結(jié) 語(yǔ)

軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機(jī)是在皮帶機(jī)的首部安裝一套自動(dòng)化采制樣設(shè)備。該設(shè)備完全符合中國(guó)有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行穩(wěn)定性高，所取礦石樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性。采用該設(shè)備進(jìn)行取樣能夠減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力，提高了工作效率，對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量都具有十分重要的意義。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]陸萍，葛培琪，孟劍鋒.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[2] 煙臺(tái)金鵬礦業(yè)機(jī)械有限公司.煙臺(tái)金鵬礦業(yè)機(jī)械有限公司液體管道取樣機(jī)使用說(shuō)明書(shū)[R].煙臺(tái)：煙臺(tái)金鵬礦業(yè)機(jī)械有限公司，2014.

[3] 李綱，李雨洋，李慶安，等.抽取或散裝礦石取樣機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].港口科技，2015（7）：25-28.

Application of track-suspended cut-off belt ore

sampler in Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd.

Wang Qingde

（ Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd. ）

Abstract： For now，most of ore sampling and preparation is done manually.Because of that，the sampling representiveness is poor，the detection data have low accuracy，and the number of people for sampling and supervision is big，which is extremely detrimental to following work.Therefore，Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd.applied track-suspended cut-off belt ore sampler.The paper introduced in detail the composition，working mechanism，operation method，technical requirement and parameters and features of the equipment.Industrial application shows that the equipment operates in a highly stable way，the detection data of sampled ores are representative and accurate; the workload for the workers is reduced and the efficiency is improved;the equipment is significant in stabilizing production and quality.The research can be used as reference by similar mines.

Keywords：track-suspended;cut-off;belt ore sampler;automatic ore sampling at the belt front;automatic control