雷發(fā)根

(河北鋼鐵集團灤縣常峪鐵礦有限公司)

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棒條篩分給料機在井下破碎系統(tǒng)中的應(yīng)用

雷發(fā)根

(河北鋼鐵集團灤縣常峪鐵礦有限公司)

摘要針對當(dāng)前鐵精粉市場形勢及生產(chǎn)礦山現(xiàn)狀，為提升河北鋼鐵集團常峪鐵礦新建礦山的市場競爭力，節(jié)約建設(shè)投資，通過對典型礦山破碎系統(tǒng)的考察分析，改變了井下旋回破碎方案的傳統(tǒng)觀念，應(yīng)用新型設(shè)備棒條篩分給料機與顎式破碎機形成井下破碎系統(tǒng)。通過對比表明：棒條篩分給料機與顎式破碎機形成井下破碎系統(tǒng)方案比旋回破碎機方案將節(jié)約設(shè)備購置費用、減小破碎硐室及硐室掘砌工程量、降低電耗；同時，對井下采礦原礦粒度組成進行測定，得出粗碎前增加棒條篩分給料機預(yù)先篩分后，破碎系統(tǒng)處理能力將提高30個百分點。

關(guān)鍵詞旋回破碎機棒條篩分給料機顎式破碎機井下破碎系統(tǒng)預(yù)先篩分

常峪鐵礦隸屬于河北鋼鐵集團礦業(yè)公司，為井下開采礦山，設(shè)計年處理磁鐵礦500萬t。自2012年組織籌建以來，力爭建設(shè)成為國內(nèi)最具市場競爭力的礦山，為此在設(shè)計優(yōu)化方面，多次組織技術(shù)人員考察國內(nèi)典型礦山，提出多項優(yōu)化方案，為加快建設(shè)速度節(jié)約前期投資，選礦方面優(yōu)先提出對井下破碎系統(tǒng)方案進行優(yōu)化，改變傳統(tǒng)井下旋回破碎方案，增加預(yù)先篩分后采用顎式破碎機進行粗碎作業(yè)。

預(yù)先篩分作業(yè)最先應(yīng)用于中、細碎系統(tǒng)，而且經(jīng)過多年實踐考驗，能有效提高細碎作業(yè)的處理能力[1]。近幾年預(yù)先篩分也成功應(yīng)用于入磨之前，并對篩下物料進行濕式預(yù)選提高入磨原礦品位。分析中細碎系統(tǒng)預(yù)先篩分的原理、配置等，可以考慮在粗碎前增加預(yù)先篩分，預(yù)先篩出合格物料，減少進入破碎機的礦量，從而提高整個破碎系統(tǒng)的處理能力。

為了驗證粗破前增加預(yù)先篩分對破碎系統(tǒng)生產(chǎn)能力提高的幅度，以及系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，對白馬鐵礦、太和鐵礦等進行考察，兩個礦山在增加預(yù)先篩分后處理能力提高了30個百分點，而且系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。所以按照此思路，常峪鐵礦將在井下破碎系統(tǒng)中增加預(yù)先篩分，在保證整個系統(tǒng)生產(chǎn)能力的前提下，減小破碎機的入礦量，通過對井下采區(qū)礦石粒度組成的測定，初步預(yù)測至少可提高生產(chǎn)能力30個百分點。

1常峪鐵礦井下破碎系統(tǒng)概況

常峪鐵礦選礦破碎系統(tǒng)共設(shè)計4段破碎，分別為粗碎、中碎、細碎和高壓輥磨超細碎，粗碎系統(tǒng)設(shè)置在主井下方稱為井下破碎系統(tǒng)，井下破碎系統(tǒng)設(shè)置在主井-485 m水平，主要由上部礦倉、給料硐室、破碎硐室、檢修硐室、下部礦倉、提升計量硐室等組成，采區(qū)礦石運輸至-425 m水平后給入上部礦石溜井自溜至給礦倉，礦石從上部礦倉由給料設(shè)備給入破碎機破碎后進入下部礦倉，然后通過計量、箕斗提升至地表，完成礦石井下的破碎、提升作業(yè)。

2常峪鐵礦井下破碎系統(tǒng)方案

按照常峪鐵礦采選規(guī)模500萬t/a，粗碎系統(tǒng)按照選用破碎機種類不同，可設(shè)計為旋回破碎方案和顎式破碎方案。方案1設(shè)計選用重板給料機+42-65旋回破碎機方案，此方案設(shè)備運行可靠，而且國內(nèi)外地下礦大多數(shù)均采用旋回破碎機，但是旋回破碎機價格昂貴，所需破碎硐室開鑿量大，針對目前鐵精粉市場行情缺乏企業(yè)市場競爭力；方案2為棒條篩分給料機+顎式破碎機，隨著國內(nèi)典型礦山粗碎前逐漸采用棒條篩分給料機替代重板給料機的應(yīng)用，通過生產(chǎn)實踐認為此方案運轉(zhuǎn)可靠，而且能提高破碎系統(tǒng)的處理能力，所以通過計算選型，采用SV1862棒條篩分給料機+CJ-815顎式破碎機方案。兩方案設(shè)備參數(shù)對比見表1。

由表1可知，兩種方案技術(shù)參數(shù)均滿足選礦廠設(shè)計要求，但方案1設(shè)備作業(yè)率僅為22.6%，相對過于偏低，而且設(shè)備購置費為方案2的兩倍多。

表1　兩方案設(shè)備參數(shù)對比

3兩種方案在其他礦山的應(yīng)用考察情況

為了解兩種方案在礦山的實際應(yīng)用情況，對常峪鐵礦粗破方案的選型論證給予實踐支撐，組織技術(shù)人員對采用兩種方案的典型礦山進行考察。

3.1重板給料機+PG42-65旋回破碎機方案

昆鋼大紅山鐵礦屬于地下開采礦山，年處理礦石400萬t，粗破設(shè)備采用美卓42-65旋回破碎機，破碎給料口位于344 m水平，運輸卸料水平位于380 m水平，采用兩條溜井給礦，溜井長度30 m，上部礦倉儲礦700 t每個共1 400 t，每條溜井下部采用1臺2.4 m×4.8 m電振給料機共2臺，每臺電振給料機臺時能力1 000 t，礦石破碎后給入下部礦倉由皮帶運輸至計量提升裝置提升至地表。大紅山鐵礦粗破系統(tǒng)配置見表2。

表2　大紅山鐵礦粗破系統(tǒng)參數(shù)配置

注：給礦、排礦粒度及排礦口寬度均為旋回破碎機參數(shù)配置。

由表2可知，大紅山粗破設(shè)備臺時能力達到 2 000 t/h，全年作業(yè)率僅20%，按照選廠設(shè)計規(guī)范，粗碎系統(tǒng)所需臺時量為808 t/h，所以設(shè)備能力富余太大，不僅增加生產(chǎn)成本，同時也增加設(shè)備投資，但設(shè)備自安裝運行以來，一直穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，性能優(yōu)良。

3.2棒條篩分給料機+顎式破碎機方案

棒條篩分給料機作為一款新型的粗碎前預(yù)先篩分[2]暨給料設(shè)備，已被越來越多的選礦工作者所關(guān)注，很多礦山均已使用此設(shè)備，且表現(xiàn)出運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、操作簡單、設(shè)備調(diào)整方便靈活等優(yōu)良性能[3]。為了進一步驗證棒條篩分給料機+顎式破碎機系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，對攀鋼白馬鐵礦、重鋼太和鐵礦、云浮鐵礦、杏山鐵礦等進行了實地考察，太和鐵礦粗破配置見表3。

表3　太和鐵礦粗碎系統(tǒng)配置

注:①廢石、礦石粗碎系統(tǒng)均配有液壓碎石錘；②棒條尺寸為棒條篩參數(shù)配置；③給礦、排礦粒度及排礦口寬度均為顎破參數(shù)配置；④上表中礦石破碎系統(tǒng)由原來的重板給料改造為棒條篩給料，采用棒條篩之前臺時能力為680 t/h，更換后提高到850 t/h，臺時能力提高了20個百分點。

由表3可知，廢石破碎系統(tǒng)小時處理能力達到1 500～2 000 t/h，而僅CJ815破碎機本身小時處理能力為950 t/h左右；具考察杏山鐵礦采用重板給料與CJ815配合每小時處理940 t，所以太和鐵礦增加棒條篩后能力提高了560～1 060 t/h，通過現(xiàn)場考察廢石中-300 mm物料比例達到60%～65%，說明棒條篩系統(tǒng)的處理能力與所處理礦石的粒度組成相關(guān)，通過對幾個類似礦山的考察處理能力最低可提高25個百分點。

4常峪鐵礦井下破碎系統(tǒng)方案的確定

常峪鐵礦設(shè)計年處理礦石500萬t，粗破作業(yè)率按照56.5%計算小時能力為1 010 t/h，通過對國內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)地下開采礦山考察了解，已投產(chǎn)最大地下磁鐵礦年處理量均小于500萬t，而且?guī)缀鯖]有達到設(shè)計處理能力的礦山。通過對已擬定粗破方案的分析對比，兩個方案在技術(shù)方面均可行，旋回破碎機方案小時處理能力為1 900 t/h，而顎破方案為1 100～ 1 500 t/h，僅從設(shè)備處理能力而言選用顎破方案更合理。下面對兩方案投資、作業(yè)率等進行比較，對比結(jié)果見表4。

表4　兩方案投資、作業(yè)率及所需硐室規(guī)格對比

由表4可知，方案2作業(yè)率47.5%更為合理，方案1比方案2設(shè)備購置費高1 142萬元，兩方案所需破碎硐室規(guī)格相差4 410 m3，按照實際掘進速度相差約3個月施工工期。所以兩個方案在技術(shù)參數(shù)均能滿足要求的前提下，棒條篩分給料機+顎破方案將節(jié)約設(shè)備投資1 142萬元，縮短硐室掘進3個月工期，所減小的硐室掘進費約430萬元。

棒條篩分給料機對破碎系統(tǒng)處理能力的提高，取決于采出礦石的粒度組成，太和鐵礦廢石中小于合格粒度的物料占總給料約50%以上，故小時處理能力將提高50個百分點，所以為了進一步確定地下開采礦石的粒度組成，對河北鋼鐵集團石人溝鐵礦地下開采礦石粒度組成進行實測。

此次測定在石人溝地下礦-180 m水平開采點取樣，由4 m3鏟裝機車取樣3車，分別對+300 mm礦塊進行測量，通過計算得出3車-300 mm物料產(chǎn)率分別為54%、71%、55%。石人溝地下破碎系統(tǒng)主溜井高度大約為150 m，礦石采出通過溜井自溜至上部礦倉，在此過程礦石中部分大塊被摔碎，所以實際給到破碎機的物料中大塊粒級含量基本很少。所以考慮到物料預(yù)先篩分后對中細碎的影響，可以確定棒條篩分給料能提高系統(tǒng)處理能力30個百分點。常峪鐵礦井下破碎系統(tǒng)最終選用棒條篩分給料機+顎破方案。

5結(jié)語

(1)常峪鐵礦通過考察及實際驗證，粗碎前增加棒條篩分后將提高系統(tǒng)處理能力30個百分點。

(2)常峪鐵礦采用棒條篩分給料+顎破后相比旋回方案將節(jié)約裝機功率200 kW，每年可節(jié)約用電量99萬kWh。

(3)采用棒條篩+顎破方案后可節(jié)約前期設(shè)備購置費1 142萬元，減小破碎硐室開鑿量4 410 m3，縮短施工工期3個月，節(jié)約硐室開鑿費430萬元。

(4)常峪鐵礦將成為國內(nèi)首個井下粗碎前增加預(yù)先篩分的礦山。

(5)預(yù)先篩分也存在不足之處，即對給入礦石的粒度組成要求較嚴(yán)，所以在實際采礦過程中應(yīng)適當(dāng)減小炮孔間距，控制爆破后礦石大塊含量。

參考文獻

[1]段新紅，湯興光，周宏波.預(yù)先篩分在選廠碎礦過程中的作用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010(3):47-49.

[2]宋春麗，任向軍，王志芳.某金礦原礦預(yù)先篩分改造[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報，2013(5)：38-42.

[3]秦軍.鐵礦井下破碎系統(tǒng)設(shè)計[J].礦業(yè)工程，2012(1)：66-69.

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(收稿日期2015-09-18)

雷發(fā)根(1986—)，男，工程師，063700 河北省唐山市灤縣。