南山礦半連續開采工藝優化研究

呂方正 林震源 陶勝利

（安徽馬鋼礦業資源集團南山礦業有限公司）

南山礦業公司高村鐵礦半連續開采工藝規劃設計的目的是提高采場部分品位不達標礦石的綜合利用率，在采場深部通過長距離的皮帶輸送，減少汽車倒運量，通過大型干式磁選機選出有用礦物至選廠精選，產出可回收利用的建筑材料[1-2]。

該生產線設計運輸含鐵圍巖530萬t/a，每年可選出80～100萬t合格原礦送至選廠精選，尾礦物料通過高陡邊坡皮帶輸送至圍巖加工廠或通過帶式排巖機轉運至排土場，大大減少了汽車的運輸量，極大地提高了礦石資源的綜合利用率，有效地降低了運營成本。由于半連續工藝產線的不穩定，產能一度受限，達不到初始設計要求，包括后續的產能擴充要求。為了提高半連續工藝產線的產能，根據現有條件并借鑒同類礦山皮帶運輸礦石產能優化的經驗對半連續工藝進行了優化研究，以期達到設計要求[3-5]。

1 皮帶機存在的問題及對策

1.1 存在的問題

該工藝自2015年8月投產以來，出現了雨天皮帶運輸原礦易黏連皮帶，皮帶轉動灑落至地面的粉礦多，衛生難清掃，2#和6#高陡坡皮帶打滑倒溜，轉運漏斗堵料溢料，影響生產線的穩定運行。

該系統中的2#和6#皮帶機為排巖工藝段中兩條長距離、大提升高度的高陡坡皮帶，由于這兩條皮帶為露天作業，在雨天生產運行時經常出現打滑冒煙、跑偏現象；同時，雨天生產時返程皮帶所黏連的大量粉料堆積在皮帶通廊內，若清理不及時，過量的粉料淤堵在機頭的返程皮帶下將返程皮帶頂起，加劇了皮帶地跑偏。皮帶打滑嚴重時還會出現倒溜事故，上一條皮帶倒溜時，后面一條皮帶仍處于運行狀態，這時就會造成轉運漏斗堵塞漫料，引起事故。該工藝為串聯系統，一旦出現故障和事故即造成全線停產，同時嚴重影響整個露天采場的剝巖生產，造成巨大的損失。

2#、6#皮帶機工藝參數接近、工況相同，屬同一類型的高陡坡皮帶。針對該類皮帶進行分析，造成雨天皮帶原礦黏連、打滑、倒溜的主要原因是雨水浸入接觸面造成摩擦系數降低，如果能消除水的影響，可以提高摩擦力，其最直接的辦法是增設封閉式的皮帶通廊，但該辦法不但成本高，而且還需長時間停產，該辦法從成本和時間上難以實現。2#、6#皮帶采場實景見圖1。

1.2 解決措施

1.2.1 措施1

在皮帶機機頭滾筒的側母線及正下方安裝兩道接觸式刮料刀，利用皮帶的旋轉清除皮帶上黏連的粉料。皮帶刮料刀結構及實物見圖2。

1.2.2 措施2

在皮帶機架上方安裝簡易防雨棚阻擋雨水，避免雨水大量浸入第2層皮帶。該方案成本低，能有效減少雨天皮帶運輸中因原礦黏連導致的大量粉礦散落地面、衛生難清掃、皮帶打滑倒溜等現象的發生。

1.2.3 措施3

在驅動上方的改向滾筒處安裝防打滑報警裝置，當雨天生產滾筒轉速低于60 r/min時，PLC會自動接收信號保護性跳停，即使皮帶發生打滑，也不會因未能及時發現，而造成皮帶被磨冒煙等情況的發生。皮帶滾筒打滑報警自動裝置見圖3。

1.2.4 措施4

雨天生產應提高操作工的崗位責任心，提高現場巡崗頻次，加強對視頻的監控，一旦發現返程皮帶被水覆蓋，實時的控量生產，減輕皮帶負荷，增加各部滾筒的摩擦系數，避免打滑現象的發生。

2 干式磁選存在的問題及對策

2.1 存在的問題

干式磁選工藝在實際生產中，由于采場含鐵圍巖品位的變化，出現了干磁機分選效果不理想的問題，達不到品位10%以上的含鐵圍巖全部被選出的設計要求。

現有的大塊干式磁選機磁系偏角調整時只能局限于磁偏角調整盤上均布的16個輪孔，通過手動擺線針輪減速機進行調整，不但相應的調整角度有限，而且調整費時費力。同時，分礦板與磁滾筒間的間距調整不能過小（間距較小會造成較大的礦塊卡滯于兩者之間，將干磁環形皮帶撕損），否則將不滿足圍巖磁性鐵含量變化較大情況下的分選需求。若要既能滿足原料性質變化大的分選需求，又能有效避免皮帶撕損的隱患，就要對永磁滾筒的磁系偏角進行微調，從而避免因原料性質的變化而影響干磁分選率和磁選效果。

2.2 解決措施

通過使用機械鎖緊保險裝置與電動可自鎖的擺線針輪減速電機組合而成的一種新型磁系調整裝置，可實現對干磁機磁系的微調，保證磁系能調至任意角度。干選永磁機磁性調整機械鎖緊裝置見圖4。

3 4#皮帶漏斗存在的問題及對策

3.1 問題分析

大型干式磁選機分選的粗精礦通過4#皮帶機向試驗場露天料場排料，保證試驗場4條生產線的原料供給。由于無法實現不斷料切換供料點和同時為多條生產線供料，只能采取用鏟車倒運給各產線送料的方法，費時費力。

3.2 解決方案

通過對4#皮帶機進行分析，其機頭位置為一普通褲衩漏斗加翻板控制物料切換，只能滿足為1條生產線服務，如需切換供料點，必須停機斷料，切換翻板才能切換供料點，影響生產的連續性。通過使用一種可升降的凹型閘門配合門型架，安裝在落料拋物線的中點附近位置，實現單點或多點的同時供料，且在轉換供料形式的過程中安全簡單，可實現邊生產邊轉換，不影響生產的連續性。凹型閘門及門架結構見圖5、圖6。

4 干磁卸載漏斗存在的問題及對策

4.1 問題分析

2019年新建并投產的高村450萬t/a圍巖綜合利用項目與高村半連續生產線對接，生產所需的全部原料都由半連續生產線供應。該項目投產后，半連續生產線設計并新增兩套運輸工藝，即全系列工藝和圍巖加工工藝，與原有排土工藝和落地工藝并存，共4套生產工藝（圖7）。送往450萬t/a圓筒倉的物料通過8#皮帶的反轉實現，由于承接半連續生產線的來料皮帶寬1.2 m，不能滿足半連續工藝滿負荷生產的需求，只能減量生產，對高村采場造成很大的影響。

4.2 解決方案

通過對大型干式磁選機機頭卸載漏斗進行分析，在不影響干磁選礦的前提下（向4#皮帶分料）設計1個褲叉漏斗，在褲叉漏斗上方再設計安裝兩塊可上下升降的電動遠程操控閘板，實現尾品的單點或多點分料。

5 結語

南山礦高村半連續開采工藝通過優化，解決了雨天生產皮帶運行中出現的大量灑落粉料，衛生難以清理的難題及產能不達標的問題，優化了干選設備的性能，實現了皮帶運輸靈活性的多點供料，大幅提升了系統安全穩定運行的能力，發揮出了半連續產線的優勢。