礦用耐磨整體式礦石分級隔篩的研制與應用

閆 亮 葉會師 王 征

(1.河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司；2.河北鋼鐵集團沙河中關鐵礦有限公司)

某地下鐵礦設計開采能力為200萬t/a，采用無底柱分段崩落采礦法，中段高度為60 m，分段高度為12 m，進路間距為12.5 m，采用2 m3電動鏟運機出礦。通過精確測量在溜井內壁上開鑿方鋼預埋孔，將方鋼安裝入預埋孔中形成上下2層的橫縱網格形狀，然后將方鋼焊接，最后將預埋孔整體灌漿，在達到規定強度后才能使用。原有溜井分級隔篩制作周期長，在使用過程中抗沖擊性及耐磨性差、壽命短，對采場生產造成很大的影響。因此，有必要對原有溜井礦石分級隔篩進行改進。

1 隔篩設備結構及原理

整體式礦石分級隔篩設備包括隔篩單體、支撐橫梁、托板、支撐縱梁、護基斜坡、固定錨桿，其特點是整體鑄造而成，隔篩下的支撐部件焊接連接，通過固定錨桿使礦石分級隔篩設備與溜井巖壁相連，實現隔篩單體、支撐部件、溜井巖壁形成一個整體。鑄造的隔篩單體材料選用耐磨、抗沖擊性材料，其材料良好力學性能更適合井下復雜的作業環境，相比現場焊接隔篩，避免了焊接應力的影響，同時通過支撐部件、固定錨桿能有效地將礦石對隔篩單體產生的沖擊力導入到溜井內壁巖石中，進一步降低了礦石對隔篩設備產生沖擊力，護基斜坡將運輸設備的重力均勻分散隔篩基礎上，防止基礎局部受損。隔篩單體鑄造材料選用高錳鋼(Mn13)[1]，整體尺寸為2 680 mm×1 960 mm×120 mm，孔徑尺寸為400 mm×400 mm，整體尺寸及孔數(6孔或8孔)可根據溜井直徑進行調整，孔徑尺寸可根據所要求的礦石粒度進行調整，因其為整體鑄造，較焊接隔篩安裝更為簡單便捷。支撐錨桿為4組共12根φ36 mm圓鋼組成，支撐錨桿楔入溜井內壁1 000 mm并用錨固劑加固，使用時支撐錨桿可將礦石對隔篩設備的沖擊力導入到溜井內壁巖石中，具有一定的抗沖擊作用；每組支撐錨桿形成三角形結構，使整個隔篩設備更加穩固。隔篩單體見圖1。

圖1 隔篩單體示意

2 隔篩設備的安裝

在礦石分級隔篩設備安裝前，需要將采場中段分區溜井用礦石料填至距隔篩安裝水平1.5 m左右，并將溜井周圍頂板浮石清理，保證作業人員安全、方便施工。采用YT-28型鑿巖機在溜井內壁鉆鑿支撐錨桿孔，4組支撐錨桿安裝到鉆孔內并添加錨固劑，保證支撐錨桿牢固可靠，然后在支撐錨桿上焊接支撐縱梁，將支撐橫梁焊接在托板上，最終形成整體焊接支撐部件；將隔篩單體安裝在整體焊接支撐部件上的支撐橫梁上，使支撐錨桿、支撐縱梁、橫梁、隔篩單體與溜井巖壁形成一個整體，同時在現場焊接過程中配備滅火器，保證采場動火作業安全，最后在溜井四周安裝護基斜坡，避免采場鏟裝設備直接對隔篩磨損破壞。整體式礦石分級隔篩設備安裝見圖2。

圖2 整體式礦石分級隔篩設備安裝示意

3 應用效果

原有方鋼焊接隔篩安裝時需要4名工人作業72 h，而采取整體鑄造成的隔篩單體后，安裝時需要4名工人作業24 h，整體鑄造成的隔篩單體較方鋼焊接隔篩安裝時更為簡單便捷，更換一次節省安裝工時48 h；鑄造的隔篩單體材料更適合井下復雜的作業環境，原有方鋼焊接隔篩更換周期平均為3個月，而采取整體鑄造成的隔篩單體后更換周期增加到1 a，使用壽命提高9個月；通過改進的整體式礦石分級隔篩在實際生產過程中一次更換較原方鋼焊接隔篩增加出礦量1 152 t，節約人工及生產費用2 125元，省時省力。

4 結 語

某地下鐵礦研發的耐磨整體式礦石分級隔篩設備抗沖擊性、耐磨性強，使用壽命高，安裝簡單，實用可靠，解決了在日常生產過程中頻繁更換溜井隔篩的問題，改善了溜井隔篩的使用效果和壽命，有效地提高了生產作業效率，降低了工人勞動強度，具有廣泛的推廣前景。

[1] 趙 欣,張 恒,王慶良,等.熱軋高錳鋼Mn13的沖擊磨料磨損性能研究[J].徐州工程學院學報(自然科學版),2014(4):61-66.