某露天鐵礦廢石粗破碎站設計實踐

周紅平 羅政書

摘 要：某露天鐵礦最大剝離量為1200萬t/a，剝離物經礦車運輸至廢石粗破碎站進行破碎，然后由曲線膠帶機輸送至排土場。物料粉料含量大，雨季泥水多，粘性大，容易發生堵料等故障，難以保證生產的連續性。針對物料的特殊性質，制定了可靠的破碎方案，有效地解決了堵料問題，保證了采場的正常生產。

關鍵詞：廢石；粗破碎站；破碎方案；堵料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.243

1 工程概況

某露天鐵礦300萬t/a采選工程廢石剝離分南北兩個采場，剝離的廢石經礦車運輸至廢石粗破碎站進行破碎后經曲線膠帶機輸送至排土場。南采場物料粘土含量約70%，巖石約30%；北采場物料粘土含量約為30%，巖石約70%。采場覆蓋層及物料剝離后如圖1中所示。雨季時，物料中粘土吸水量大，粘性大，運輸及物料處理困難。實際生產中通過南北采場配礦來調節給入廢石粗破碎站粘土的比例，但由于物料性質的極不確定性，給入廢石粗破碎系統的巖石粒度將難以控制。

2 工作制度及生產能力[1]

廢石最大年產量Qa=1200萬t，年作業時間為210d，每天2班，每班8小時。破碎站的處理能力為：

t

t

考慮物料的不連續及不均衡性，取1.1倍的系數，破碎站的小時處理能力為3571×1.1=3928t，取4000t/h。

3 方案選擇及設備配置[2]

3.1 物料特性

物料塊度：0～1000mm； 廢石密度：1.72t/m?；

物料塊度：1000mm； 其他：粉料多，粘性大。

3.2 方案選擇

經設計人員實地考察，根據地形及物料特性，提出了兩個破碎方案：方案一：采用固定棒條篩和旋回破碎機。物料經固定棒條篩篩分后，直接進入旋回破碎機。旋回破碎機具有生產率高，電耗低，工作平穩等優點。適用于破碎片狀物料，但對粘性物料適應性差。方案二：采用液壓往復式給料機+重型棒條篩+顎式破碎機。物料由液壓往復式給料機供給，經重型棒條篩篩分后進入顎式破碎機。顎式破碎機屬于間歇性工作，功耗大，效率低，但結構簡單、檢修維護方便。

為了采用先進、可靠的破碎工藝方案，綜合考慮破碎設備的破碎能力，物料特性對破碎設備的特殊要求以及場地實際情況。結合物料含泥水多，粘性大等特點，方案一（旋回破碎機）極有可能發生堵料，難以保證破碎系統的可靠性。與設備廠家及業主溝通后決定采用方案二來保證破碎系統的可靠性。

破碎站由2套破碎系統組成，每套破碎系統由液壓往復式給料機、棒條篩配及顎式破碎機等設備組成，物料破碎系統工藝流程如圖2所示，每套破碎系統的處理能力為2000t/h，破碎系統設備配置如圖3所示。

4 廢石粗破碎站設計中的主要問題及處理[3]

因物料的粘性大，為了保證物料下料順暢，液壓往復式給料機及棒條篩料流方向均設有一定的傾角。物料至給料皮帶的落差較大，大高差落料，對膠帶沖擊力很大，并易損傷膠帶。

如圖4中所示，棒條篩篩分口至給料皮帶受料點垂直落差達h1=8m，經篩分后物料的最大粒度為200mm，最大塊質量約14kg。破碎機出料口與給料皮帶垂直落差達h2=3m，破碎機出口物料最大粒度為350mm，最大塊質量約74kg。給料皮帶物料至1A曲線主皮帶垂直落差達h3=5m，物料的最大塊度達350mm。高差越大，物料勢能越高，轉化為物料的動能會越大。

（1）

式中：m—物料質量（kg）；g—重力加速度（m/s2）；V—速度（m/s）； h—落差（m）。

由（1）式可得，經棒條篩篩分后物料到達給料皮帶的速度為V1=12.52m/s；破碎機出口物料到達給料皮帶的速度為V2=7.67m/s；給料皮帶物料至1A曲線主皮帶的速度為V3=9.9m/s。

由于物料到達皮帶機的速度瞬間減小為零，物料對皮帶機的沖擊力很大。

（2）

式中：F—沖擊力（N）； t—沖擊時間（s），取1s

m—物料質量（kg）； V—沖擊速度（m/s）

由（2）式可得，物料對皮帶的沖擊力分別為F1=175.3N；F2=567.6N；F3=732.6N。

若物料直接落到帶式輸送機上，物料必定會損傷膠帶，縮短帶式輸送機壽命。因此，在下料點處設置擋料梁或積料平臺來改變物料落料軌跡，以減少落料對膠帶的損傷。具體設置位置如圖4所示，經擋料梁及積料平臺緩沖后，落料點的落料高差分別為：h1=2.6m；h2=1.2m；h3=1.3m。

由式（1）計算可得，V1=7.1m/s；V2=4.85m/s；V3=5.1m/s。

經式（2）計算可得，F1=99.4N；F2=358.9N；F3=377.4N。

經計算，緩沖力F1、F2、F3分別降為原來的57%，64%，51.5%，故可有效保護膠帶，減少破碎系統因大的沖擊力而產生的故障。

5 總結

該廢石粗破碎站于2012年1月份建成，經調試后于2012年3月份正式投產。至今運行已有四年多，試生產期間對頭部漏斗進行改造，目前整體運行良好，系統故障率低。廢石粗破碎站的正常運行，保證了采場的正常生產作業。

參考文獻：

[1]沈厚正.石灰石破碎站的設計實踐有色礦山[J].1995（03）：37-39.

[2]張富明主編.采礦設計手冊礦山機械卷[M].中國建筑工業出版社，1988（08）.

[3]楊浩基，林伊，李翔，王向陽.欒川龍宇鉬業原礦破碎站溜槽的技術改造煤礦現代化[J].2009，05（92）：88-89.