□姚明燕 張玉坤 王士學(xué)

為進(jìn)一步落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于安全生產(chǎn)重要論述和講話精神，切實(shí)把礦山安全生產(chǎn)工作擺到突出位置抓實(shí)、抓牢、抓細(xì)，不斷提高安全生產(chǎn)精細(xì)化管理水平，本著治標(biāo)又治本的理念，在某市應(yīng)急局組織下對(duì)轄區(qū)的縣（區(qū)、市）開(kāi)展了選礦廠走訪調(diào)研工作。本著“服務(wù)于企業(yè)，幫扶企業(yè)解決實(shí)際問(wèn)題”的原則，通過(guò)聽(tīng)取企業(yè)匯報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)勘察、座談交流、填寫(xiě)調(diào)查表等方式，了解企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，依據(jù)“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，幫助企業(yè)解決工藝中存在的問(wèn)題，一體化集中解決共性問(wèn)題，保證企業(yè)安全生產(chǎn)、平安生產(chǎn)，從生產(chǎn)源頭杜絕安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研可以看出，選礦廠礦倉(cāng)經(jīng)常發(fā)生堵塞，是企業(yè)的事故多發(fā)點(diǎn)。

一、近年來(lái)發(fā)生的礦倉(cāng)事故

統(tǒng)計(jì)某市2015年以來(lái)選礦廠礦倉(cāng)事故如下表。

2015年以來(lái)，某市發(fā)生了4起選礦廠礦倉(cāng)傷亡事故，其原因均為人工處理礦倉(cāng)堵塞問(wèn)題。為了保證選礦廠員工人身財(cái)產(chǎn)安全，避免礦倉(cāng)事故發(fā)生，亟待解決選礦廠礦倉(cāng)堵塞處理方法問(wèn)題，有效防止事故發(fā)生。

二、礦倉(cāng)堵塞的原因及現(xiàn)狀

礦倉(cāng)堵塞是選礦廠生產(chǎn)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題，主要發(fā)生在礦粉水分大、粒度細(xì)、粘度大的礦倉(cāng)。隨著選礦行業(yè)的發(fā)展，選礦破碎產(chǎn)品粒徑變細(xì)。地下礦石逐步增多，地下礦的水分大，特別是雨季雨水多更會(huì)導(dǎo)致礦石水分大。這些因素致使礦倉(cāng)堵塞現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。在調(diào)研的42家選礦廠中，26家粉礦倉(cāng)和廢石倉(cāng)采用人工處理礦倉(cāng)堵塞問(wèn)題，另外16家中廢石倉(cāng)基本都采用人工處理。人工處理礦倉(cāng)堵塞時(shí)，人需要進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)工作，無(wú)安全的落腳點(diǎn)，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，易發(fā)生礦石坍塌掩埋事故和人員墜落絞傷事故，危險(xiǎn)性高，事故多發(fā)。

三、礦倉(cāng)堵塞形態(tài)及處理裝置

選礦廠礦倉(cāng)常見(jiàn)的堵塞狀態(tài)有結(jié)拱、粘結(jié)、管狀、橋狀及卡咬堵塞，具體形態(tài)如下圖。

根據(jù)礦倉(cāng)堵塞的原因和形態(tài)，可以采取兩大類防止堵塞措施：一類是礦石在下落過(guò)程中使其順利下降，采用合理的倉(cāng)型和摩擦力小的料倉(cāng)內(nèi)壁；第二類是在礦石下落過(guò)程中給予外力，即使發(fā)生堵塞，在外力作用下也能清除。以上兩種措施對(duì)應(yīng)的裝置分析如下。

1.倉(cāng)壁振動(dòng)器

倉(cāng)壁振動(dòng)器工作時(shí)，振動(dòng)電機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了對(duì)料倉(cāng)壁的周期性高頻振動(dòng)。由于防閉塞裝置的周期性振動(dòng)，一方面使物料與倉(cāng)壁脫離接觸、消除物料與倉(cāng)壁的摩擦，另一方面使物料受交變速度和加速度的影響，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從而有效克服物料的內(nèi)摩擦力和聚集力，以消除料倉(cāng)內(nèi)物料間的相對(duì)穩(wěn)定性，使物料從料倉(cāng)口順利排出。倉(cāng)壁振動(dòng)器結(jié)構(gòu)如下圖。

振動(dòng)電機(jī)和底座由螺栓緊密地固定為一體。由于底座緊固地安裝在料倉(cāng)壁上，這樣就構(gòu)成了單質(zhì)點(diǎn)定向強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)。料倉(cāng)一旦起拱或下礦不暢，啟動(dòng)振動(dòng)器，待破拱后即停。但工人發(fā)現(xiàn)料倉(cāng)堵塞時(shí)才啟動(dòng)已經(jīng)晚了。如果振動(dòng)器一直開(kāi)著，有時(shí)由于給礦量少，大量粉礦聚集在料倉(cāng)口，越振越實(shí)，反而更容易起拱。

2.空氣炮

空氣炮，又叫空氣破拱助流器或清堵器，是突然噴出壓縮氣體的強(qiáng)烈氣流，以超音速直接沖入貯存散體物料的閉塞故障區(qū)。這種突然釋放的膨脹沖擊波，克服了物料靜摩擦，使容器內(nèi)的物料又一次恢復(fù)流動(dòng)。它利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，由一差壓裝置和可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的快速排氣閥瞬間將空氣壓力能轉(zhuǎn)變成射流動(dòng)力能，可以產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，是一種清潔、無(wú)污染、低能耗的理想清堵吹灰設(shè)備?？諝馀诮Y(jié)構(gòu)如下圖。

3.疏松機(jī)

疏松機(jī)安裝在礦倉(cāng)內(nèi)壁，由支座、拉桿、刮片、液壓站組成。工作時(shí)由液壓泵站產(chǎn)生的機(jī)械能通過(guò)倉(cāng)壁外側(cè)的液壓油缸驅(qū)動(dòng)拉桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)利用刮片刮擦堵塞區(qū)的礦石，破壞其密實(shí)擠壓結(jié)構(gòu)，恢復(fù)礦石的流動(dòng)。如下圖。

倉(cāng)壁振動(dòng)器、空氣炮和疏松機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)。倉(cāng)壁振動(dòng)器、空氣炮和疏松機(jī)都能有效清除礦倉(cāng)堵塞問(wèn)題，但是倉(cāng)壁振動(dòng)器對(duì)倉(cāng)壁有沖擊力，影響礦倉(cāng)結(jié)構(gòu)安全；相對(duì)沖擊力小，振動(dòng)面積??；礦石干燥程度要高，而且如果冬季或雨天連續(xù)使用，軸承過(guò)熱、潤(rùn)滑脂變質(zhì)，需要對(duì)倉(cāng)壁振動(dòng)器進(jìn)行熱機(jī)處理，還需及時(shí)補(bǔ)充和更換潤(rùn)滑脂。疏松機(jī)受液壓缸的擋板和大量刮片的影響，使倉(cāng)壁摩擦阻力增加，加大了蓬礦的概率，特別是在礦倉(cāng)的出口位置；由于疏松機(jī)只能直線運(yùn)動(dòng)，而礦倉(cāng)下部是最易堵塞的位置，其角度通常發(fā)生改變，導(dǎo)致下部無(wú)法進(jìn)行清堵；另外液壓系統(tǒng)易出問(wèn)題，造成系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行?？諝馀谂c倉(cāng)體內(nèi)壁連接位置的擋板增加壁面的摩擦系數(shù)，增大了堵煤的概率。

相比較而言，空氣炮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合安裝于礦倉(cāng)的每一個(gè)位置上，沖擊力大，適合礦石水分大、粒徑小的礦倉(cāng)，不損傷倉(cāng)斗，不會(huì)壓縮礦倉(cāng)內(nèi)的礦石。同時(shí)，空氣炮排氣速度快，無(wú)須潤(rùn)滑，減少了外用附件，并具有自動(dòng)排污功能，在釋放空氣的過(guò)程中水份及油污隨著氣流一起排放出來(lái)。另外，空氣炮不但操作安全方便、易維修，還具有自動(dòng)控制功能，且噪音低、無(wú)污染，能快速有效地解決各種物料起拱和堵塞現(xiàn)象。

四、礦倉(cāng)清塞設(shè)施調(diào)研情況

通過(guò)填寫(xiě)調(diào)研表的方式調(diào)研了某市轄區(qū)的42家生產(chǎn)的選礦廠，25家選礦廠的礦倉(cāng)沒(méi)有任何清塞裝置，有1家選礦廠的粉礦倉(cāng)安裝了倉(cāng)壁振動(dòng)器，16家選礦廠的粉礦倉(cāng)安裝了空氣炮。

安裝了空氣炮的選礦廠一致反映，空氣炮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全方便，不損傷倉(cāng)斗，能夠有效快速地清除礦倉(cāng)堵塞問(wèn)題，使用空氣炮后杜絕了選礦廠礦倉(cāng)事故的發(fā)生。其中2家粉礦倉(cāng)礦石粒度分別為85~0毫米、65~0毫米，其余均在15~0毫米.礦倉(cāng)結(jié)構(gòu)有混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)三種形式，礦倉(cāng)大小從80~117735立方米不等。通過(guò)調(diào)研結(jié)果看，空氣炮使用范圍比較廣，效果顯著，是目前為止最理想的清除礦倉(cāng)堵塞的設(shè)施。

五、空氣炮自動(dòng)化控制

空氣炮的手動(dòng)操作是靠操縱按鈕或利用換向閥上的小把手完成的，自動(dòng)控制系統(tǒng)靠空氣炮自動(dòng)控制儀執(zhí)行?？刂葡到y(tǒng)也可以采用可編程控制器對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)進(jìn)行控制，如下圖。

空氣炮自動(dòng)化控制可以實(shí)現(xiàn)如下操作：

1.在每個(gè)礦倉(cāng)出口設(shè)置礦石斷料信號(hào)，并發(fā)出報(bào)警；

2.斷料后對(duì)應(yīng)礦倉(cāng)出口的空氣炮由低至高順序啟動(dòng)；

3.可手動(dòng)/自動(dòng)控制切換；

4.主控室DCS操作員可監(jiān)控空氣炮和斷流指示器工作情況，并發(fā)出報(bào)警；

5.現(xiàn)場(chǎng)可監(jiān)控空氣炮和斷流指示器工作情況；

6.控制系統(tǒng)可監(jiān)控空氣炮的工作，判斷空氣炮是否故障，并及時(shí)切斷故障空氣炮，發(fā)出報(bào)警；

7.監(jiān)控氣源壓力，氣源壓力低時(shí)及時(shí)停止空氣炮工作并發(fā)出報(bào)警；

8.監(jiān)控礦倉(cāng)出料口閘板閥開(kāi)關(guān)情況。

空氣炮自動(dòng)化控制是選礦廠自動(dòng)化控制的一部分，可以通過(guò)選礦廠自動(dòng)化集中控制。實(shí)現(xiàn)空氣炮自動(dòng)化控制后可以及時(shí)解決料倉(cāng)堵塞問(wèn)題，避免因人工處理可能發(fā)生的安全生產(chǎn)事故，精準(zhǔn)防控礦倉(cāng)事故的發(fā)生。

六、建議

空氣炮能夠快速有效解決選礦廠料倉(cāng)堵料等問(wèn)題，從源頭上杜絕了選礦廠料倉(cāng)事故的發(fā)生，是目前最為理想、最為有效的解決料倉(cāng)堵料難題的設(shè)備?？諝馀谶m用于很多行業(yè)領(lǐng)域，適用范圍比較廣，建議廣泛應(yīng)用于部分行業(yè)的料倉(cāng)，例如：非煤礦山、火力發(fā)電廠、煤礦及井下煤倉(cāng)、洗煤廠、鋼鐵廠、水泥廠、混凝土加工廠、鑄造廠、化肥廠、焦化廠、煤氣廠、化工廠、鋁廠、淀粉廠、食品加工廠、糧食加工廠、飼料加工廠、鍋爐、制藥廠等行業(yè)。