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技术文章
大型振动给矿机在露天铁矿的成功应用
点击次数：2226 发布时间：2007-11-8
为了适应铁矿生产要求，简化矿石运输系统，拟在采场内新建2条溜井与580m平峒相通，现580m平峒已延伸到拟建新溜井下部，并准备开凿新溜井。老溜井采用的链锤式闸门重力放矿存在着能耗大、矿石流不易控制，易产生堵塞和跑矿事故，撒矿量大、维修量大、维修困难、矿车磨损量大及劳动强度大等缺点，新溜井拟采用大型振动给矿机放矿，但又担心大型振动给矿机的生产可靠性。因此公司组织有关人员到鞍钢眼前山铁矿、本溪北台铁矿及鞍山冶金设计研究院考察、了解大型给矿机设计与生产使用情况。
1 北台铁矿溜井技术条件及大型振动给矿机主要参数
李勇 1.1 溜井技术条件
北台铁矿是一个中型露天矿，年产矿石量为200万t，主要有三个独立的露天采区组成，各采区均采用汽车-溜井-窄轨铁路运输方式，用14t电机车牵引4.5m3曲轨侧卸式矿车，全矿共有4条溜井(见表1)，允许通过溜井矿石zui大粒度为700mm，自然安息角为40°。
1989年设计时，4条溜井下部均采用2000mm×1300mm链锤式闸门放矿，1991年末决定改为大型给矿机放矿，经过一年施工，于1992年11月投产使用。到目前为止，已放出矿石约1000万t。
1989年设计时，4条溜井下部均采用2000mm×1300mm链锤式闸门放矿，1991年末决定改为大型给矿机放矿，经过一年施工，于1992年11月投产使用。到目前为止，已放出矿石约1000万t。
1.2 大型振动给矿机主要技术参数
各溜井安装的均是三台板并联组合式大型振动给矿机，其主要技术参数见表2。
表1 各矿溜井(料仓)技术条件
| 溜井(料仓) 主要指标 | 黑山铁矿 | 北台铁矿 | 眼前山铁矿 | |||||
| 北台采区 | 大顶子采区 | 张家沟采区 | 岩石转载料仓 | 矿石转载料仓 | ||||
| 溜井(料仓)数量(个) | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | ||
| 溜井(料仓) 设计标高 | 上口(m) | 750 | 188 | 219 | 188 | 81 | 14.5 | |
| 下口(m) | 580 | 158.414 | 156.01 | 154.705 | 66 | -0.79 | ||
| 溜井(料仓)高度(m) | 170 | 29.586 | 62.99 | 33.299 | 15 | 15.29 | ||
| 溜井(料仓)尺寸(m) | 4 | 5.5 | 5 | 5.5 | (14.8)/(10.05)×10.2 | 13×10.9 | ||
| 设计给料能力(万t/a) | 120 | 60 | 60～80 | 60 | 450 | 450 | ||
| 设计服务年限(a) | 20 | 17 | 17 | 27 | 7 | 20 | ||
| 通过物料总量(万t) | 2400 | 922.12 | 932.81 | 2040.71 | 2520 | - | ||
| 物 料 | 名 称 | 钒钛磁铁矿 | 铁矿石 | 铁矿石 | 铁矿石 | 岩石 | 磁铁矿 | |
| 体 重(t/m3) | 3.92 | 3.40 | 3.41 | 3.40 | 2.6 | - | ||
| 松散系数 | 1.6 | 1.63 | 1.63 | 1.71 | 1.4 | - | ||
| 松散体重(t/m3) | 2.44 | 2.03 | 2.09 | 2.00 | 1.86 | - | ||
| 粒 度(m) | 0.75 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 1.0 | 1.0 | ||
| 普氏硬度f | 12～14 | 14～18 | 14～18 | 14～18 | - | - | ||
| 通过物料量(万t) | - | 全矿～1000 | 973.419 | 145.053 | ||||
表2 大型振动给矿机主要参数 |
| 项 目 | 北台铁矿 | 眼前山铁矿 | ||
| 转载矿石 | 转载岩石 | 转载矿石 | ||
| 台板 宽度 | 单宽(m) | 1.0 | 1.2 | 1.2 |
| 总宽(m) | 3.04 | 4.85 | 4.85 | |
| 台板 长度 | 前台板(m) | 3.9 | 4.5 | 5.022 |
| 后台板(m) | - | 4.6 | 3.00 | |
| 总 长(m) | 3.9 | 9.1 | 8.022 | |
| 安装角(°) | 14 | 前台板 15 | 前台板 15 | |
| 后台板30 | 后台板30 | |||
| 埋设 深度 | 前台板(m) | 1.2 | 1.2 | 1.35 |
| 后台板(m) | - | 全埋 | 全埋 | |
| 眉线高度(m) | 1.2 | 1.65 | 1.8 | |
| 眉线角(°) | 38 | 39 | - | |
| 理论给矿能力(t/h) | 2712 | 3300 | 3900～4500 | |
| 给矿速度(t/s) | 0.71 | 0.9 | 1.08～1.25 | |
| 振动功率(kW) | 5.5 | 10 | 10 | |
| 电动激振力(kN) | 18.7～39.4 | 36.75～73.5 | 36.75～73.5 | |
| 我们在现场测定，当激振力为37kN时，装车时间为14～18s/车，给料速度0.46～0.59t/s，给矿能力为1656～2124t/h。 |
图1 黑山铁矿平硐溜井运输系统示意图
1—750m平峒；2—采场内溜井(φ4m)；3—580m平峒；4—现用的溜槽——溜井；5—拟建的1号溜井(φ4m)；6—拟建的2号溜井(φ4m)；7—580m平峒新延伸部分。
2 鞍钢眼前山铁矿转载矿仓技术条件及大型振动给矿机主要技术参数
2.1 大型振动给矿机转载站技术条件
眼前山铁矿是深凹露天矿，采用准轨铁路-汽车联合运输，为了向深凹露天矿过渡于1994年在采矿场北帮66m至81m水平设计建造一座大型振动给矿机岩石转载站，并在1995年建成，1995年2月24日投入生产。转载站矿仓技术条件见表1。1997年又建一座矿石转载站，1998年12月投产。
2.2 大型振动给矿机主要技术参数及生产情况
眼前山铁矿两座转载站安装的给矿机均是4并联2串联，8台板大型组合式振动给矿机，其主要技术参数见表2，岩石转载站已转载了973.1万t岩石，矿石转载站已转载145万t矿石(见表3)。
2 鞍钢眼前山铁矿转载矿仓技术条件及大型振动给矿机主要技术参数
2.1 大型振动给矿机转载站技术条件
眼前山铁矿是深凹露天矿，采用准轨铁路-汽车联合运输，为了向深凹露天矿过渡于1994年在采矿场北帮66m至81m水平设计建造一座大型振动给矿机岩石转载站，并在1995年建成，1995年2月24日投入生产。转载站矿仓技术条件见表1。1997年又建一座矿石转载站，1998年12月投产。
2.2 大型振动给矿机主要技术参数及生产情况
眼前山铁矿两座转载站安装的给矿机均是4并联2串联，8台板大型组合式振动给矿机，其主要技术参数见表2，岩石转载站已转载了973.1万t岩石，矿石转载站已转载145万t矿石(见表3)。
表3 历年转载矿岩量(万t)
| 年 份 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 合计 |
| 岩石转载站 | 115.8 | 295.8 | 266.7 | 161.4 | 133.4 | 973.1 |
| 矿石转载站 | - | - | - | 2.3 | 142.7 | 145.0 |
| 总 计 | 115.8 | 295.8 | 266.7 | 163.7 | 276.1 | 1118.1＊ |
| ＊到1999年11月末。 3 结论及建议 3.1 结 论 大型振动给矿机生产是可靠的，它具有下列优点：一是给料能力大，经济效益好，投资少，能耗少；二是结构简单，易于加工制造、安装、维修及操作；三是具有“活化"物料、破拱转块及消除溜口堵塞的特殊功能；四是料流易控，撒料少和工人劳动强度低，并有利于控制粉尘和治理环境污染。 (1)给料能力大 眼前山铁矿大型振动给矿机的实际给矿能力为4000～5000t/h，年给矿能力可达400～500万t，1996年实际给矿量近300万t(见表3)。 北台铁矿大型振动给矿机实际装车时间为14～18s，装矿速度为0.46～0.59t/s，给矿能力达1656～2124t/h。 (2)台板寿命长 两矿台板实际寿命均在100万t以上，见表4。 表4 两矿台板实际寿命(万t矿石) |
| 矿山名称 | 地 点 | 强度寿命 | 磨损寿命 | ||
| zui高 | zui低 | 平均 | |||
| 眼前山 | 岩石转载站 | 258 | 166 | 194.6 | 350 |
| 铁 矿 | 矿石转载站 | 145 | 145 | 145① | |
| 北台铁矿 | 溜 井 | ＞200 | - | 约150 | 约50② |
| ①新台板尚未进行大修； ②北台铁矿台板强度寿命高于磨损寿命，故需在台板的台面上补焊钢板条2～3次。 3.2 建 议 (1)采用双溜口 采用双溜口，增加料流流动断面积对大型振动给矿机的可靠性和台板寿命至关重要。眼前山铁矿采用4台板并联的实践证明：zui小料流流动断面为8m2时，矿(岩)zui大粒度控制在1.0m时，其堵塞频率仅为0.2次/万t，台板平均强度寿命为194.68万t，zui高达258万t。因此建议采用双溜口。其目的：一是增加物料流动断面，可达7m2以上，减少堵塞次数，降低堵塞频率，提高大型振动给矿机可靠性，延长台板寿命；二是可延长振动给矿机大修周期，因为振动给矿机大修时，需将溜井中的物料放空才能更换台板，采用双溜口，大修周期时间延长1倍，则溜井放空次数减少一半，这无论从安全上，还是从生产管理上都是非常有利的。 (2)选好井位，严格控制矿岩粒度，避免*块进入溜井 *块引起的堵塞及处理，降低了大型振动给料机的可靠性、缩短了台板寿命，致使台板过早出现疲劳断裂和振动电机损坏，眼矿西二台板断裂就是一个例证，因此严格控制粒度，避免*块矿(岩)石进入溜井，是确保大型振动给料机正常生产的前题。黑山铁矿溜井是设在采矿场内的，在溜井井口设置格筛和溜井口采取贮满料的措施是恰当的，可避免*块矿(岩)石进入溜井中。另一方面溜井井位选择要慎重，溜井必需设在坚硬、稳定、整体性好的岩层中。 (3)应重视密封结构的设置 振动给矿机台板密封结构可以避免或减小漏下的粉矿量，并控制漏料尺寸和大小，它关系到弹性元件磨损速度和寿命。漏料尺寸越大，漏料量越大，弹性元件磨损速度越快，弹性元件寿命越短。同时密封结构设置与否，对台板寿命有很大影响，眼前山铁矿岩石转载站，几次更换的台板规格尺寸是*一样的，设密封结构的2和3次更换的台板寿命分别为211万t和258万t(见图2)，而没有设密封结构(4和5次更换)的台板寿命仅为168万t左右，相差43～90万t。没有设密封结构的台板，其漏料尺寸达到4mm，漏料量达0.02%，增加了工人劳动强度，因此其他铁矿应吸取这个经验教训。 大型振动给矿机在北台铁矿、眼前山铁矿经8年和5年的安全运行，均放出矿岩1000万t以上，充分证明振动给矿技术是可靠的，它还具有建设工期短、料流易于控制、给料安全、制造维修简单及经济效益显著等优势，为此我们认为在黑山铁矿新溜口采用大型振动给矿机是适合的。 由河南太行全利集团有限公司研制生产TKF46100大型振动放矿机是一种新型的机电一体化放矿设备，适用于环境温度不超过＋40℃、空气相对湿度不大于90％的转载站、溜井、采场、溜槽和矿（料）仓，它是厂矿企业作矿岩、物料放出、给料或装车之用的理想设备，各种矿车、汽车、火车、皮带、索道矿斗，矿井提升装载以及部分鄂式破碎机等均可采用该振动放矿机。该放矿机总体上由破拱台板、振动台板、振动电机、半固定溜嘴、挡料闸板、卷扬机构、电控系统等组成。 该振动放矿机包括前台板4块（振动台板）和后台板4块（破拱台板）为一组，两组对准一个KF-60型矿用自翻矿车，南芬露天矿矿石倒装站所用共四组（计32块台板）可同时装载两个自翻矿车。该设备已经于2002年用于本溪钢铁公司南北台铁矿芬露天铁矿、等工业证明实践经济效益显著！！ |