新建330万t_a铜硫选矿厂硫精矿堆场设备方案的探讨.pdf

d o i l O ．3 9 6 9 a ．i s s n ．2 0 9 5 ．1 7 4 4 ．2 0 1 2 ．0 1 ．0 0 7 新建3 3 0 万t ／a 铜硫选矿厂硫精矿堆场 设备方案的探讨 圜曾云华 大宝山矿业有限公司广东韶关5 1 2 1 2 8 摘要介绍广东大宝山矿业有限公司新建3 3 0 万t ／a 铜硫选矿厂硫精矿堆场设计的依据和基本要 求，指出了初步设计中硫精矿堆场设备方案存在的不足，提出了采用双尾车门式斗轮堆取料机与 装车机配套使用的设备方案，说明了这一设备方案各种生产工况的实现过程。 关键词硫精矿堆场；堆取料机；装车机；设备方案 中图分类号T D 9 2 8文献标识码A 文章编号2 0 9 5 1 7 4 4 2 0 1 2 0 l 0 0 4 9 一0 4 广东省大宝山矿业有限公司根据公司发展的要 求，需要新建一座3 3 0 万“a 铜硫选厂。选厂建成投产 后年产硫精矿约1 2 0 万t ，考虑到硫精矿生产和销售的 实际需要，要求设计单位在选厂的初步设计中设置一个 2 0 万t 硫精矿的堆场，并且要求堆场设备同时满足在生 产过程中能够实现硫精矿堆料、取料和装车多种生产工 况的要求。初步设计中堆场设备方案采用单台门式斗轮 堆取料机，并通过对设备进行一定的改造后来实现上述 工况的要求。作者通过对这一设备方案的分析认为方案 存在不能完全满足堆场三种不同生产工况的不足，提出 了采用双尾车门式斗轮堆取料机和装车机配套使用的设 备方案。新的设备方案得到了设计院的同意和认可，认 为新方案完全满足堆场硫精矿堆料、取料和装车小同生 产工况的要求。 l 硫精矿堆场的设计依据和基本要求 1 ．1 硫精矿堆场对场地的要求 3 3 0 万t ／a 铜硫选厂年生产硫精矿约1 2 0 万t ，依据 矿业公司多年来硫精矿销售情况和生产实际需要，硫精 矿堆场的大小应满足2 0 万t 两个月产量 硫精矿堆存 量的要求。 1 ．2 硫精矿堆场的设备要求 规划中要求硫精矿堆场设备应具备有堆料、取料、计 量装车的基本功能。满足以下三种生产工况要求。 1 ．2 ．1 生产的硫精矿送堆场堆存 在硫精矿过滤车间正常生产，不装车时，要求堆场 设备能将生产的硫精矿运送至堆场堆存。 1 ．2 ．2 堆场取硫精矿装车 在硫精矿过滤车间不生产，装车时，要求堆场设备 能实现从堆场取料，并将所取的硫精矿进行计量后连续 均匀地装到火车车厢内。 1 ．2 ．3 生产的硫精矿和堆场取得的硫精矿合并装车 在硫精矿过滤车间正常生产，又要装车时，要求堆 场设备能实现从堆场取料，并将所取的硫精矿与生产的 硫精矿合并进行计量后连续均匀地装到火车车厢内。 作者简介曾云华 1 9 6 2 一 男，湖南沅江人，工程师，主要 从事机械设计、技术管理工作。 有色金属工程2 0 1 2 年第1 期 4 9 万方数据 1 ．3 硫精矿堆场设备生产能力的要求 2 ．1 ．3 设备方案生产工况的实现 设备堆料能力3 0 0 讹，取料能力1 2 0 0t ／l l ，装车能 力1 2 0 0 讹。 2 初步设计堆场设备方案及存在的不足 2 ．1 硫精矿堆场设备方案 2 ．1 ．1 方案选用的设备 设计院初步设计中通过对抓斗、装载机和门式斗轮 堆取料机三种设备方案进行比较后，确定采用门式斗轮 堆取料机的设备方案。这一方案是将单尾车门式斗轮堆 取料机进行改造来实现硫精矿的堆、取、装。其改造部 分是将活动梁内的布料胶带机加长，从堆取转换机构中 间伸出，利用布料胶带机伸出部分作为硫精矿装车之 用。计量装置安装在活动梁内取料胶带和堆取转换胶带 之间，在装车时对硫精矿进行自动计量。方案所选设备的 主要技术参数为最大堆料能力3 0 0 讹，最大取料能力 1 2 0 0 t ／h ，最大料堆高度1 0 m ，跨距5 0 m ，尾车轨距5 m ，配 套地面胶带机最大输送能力3 0 0t ／l l 。 2 ．1 ．2 设备的布置 初步设计硫精矿堆场设备方案布置如图1 所示，单 尾车门式斗轮堆取料机的尾车布置在现有的铁路车道侧 面，地面胶带跨越门式斗轮堆取料机的尾车，过滤车间 硫精矿输送胶带与地面胶带布置在同一条轴线上。 3 0 0 m ，＼ ／ 畿巍矿 ／ 二 量 ／ |。＼ } 一 √坦型 8K 吼。厂居未r 。 7 l|、』，／| 揖＼ ∑∑2 么√ I ／＼l o o o 』“ 毛 ／ 0 m弋l 舀园 l 硫精矿输送胶带；卜斗轮机构；3 一地面胶带；4 一布料胶带 5 一堆取转换胶带；6 一尾车；7 一计量装置8 一取料胶带 9 一门架；1 0 一活动梁；1 1 一火车车厢 图l 初步设计硫精矿堆场设备方案布置图 工况一生产的硫精矿送堆场堆存。生产的硫精矿 经过滤车间的硫精矿输送胶带、地面胶带、门式堆取料 机尾车、堆取转换胶带、计量装置、布料胶带后将硫精 矿送到堆场堆存。 工况二堆场取硫精矿装车。门式堆取料机的斗轮 机构从堆场取得的硫精矿下到堆取转换胶带或取料胶带 上，再经计量装置、布料胶带送到车厢内。 工况三生产的硫精矿与堆场取硫精矿合并装车。这 种生产工况是前两种工况的综合使用。 2 ．2 硫精矿堆场设备方案存在的不足 在工况二和工况三中，虽然堆场设备能实现装车功 能，但存在以下问题 从图1 中可以看出，受火车车厢高度的限制，料场 底部的硫精矿无法取到，减少了料场的实际堆存量，降 低了堆场的利用率。 设备在取上部的硫精矿装车时，硫精矿落入车厢的 落差很大，物料对车厢会产生很大的冲击，降低车厢的 使用寿命，同时还会产生大量的粉尘，影响周围环境。通 过对设备方案实现生产工况情况的分析，认为虽然不同 方案的设备生产能力满足要求，但不能完全满足所有生 产工况的要求，存在一定的缺陷和不足，需要对设备方 案做进一步的完善，以便满足各种生产工况的要求。 3 双尾车门式斗轮堆取料机与装车机配套使 用的设备方案 这一设备方案是将一台双尾车门式斗轮堆取料机和一 台装车机及配套地面胶带布置在硫精矿堆场内，并与硫精 矿过滤车间输送胶带组成一条完整的硫精矿堆料、取料和 装车的生产线，通过双尾车门式斗轮堆取料机、装车机、地 面胶带的配套使用，实现硫精矿堆场不同生产工况的要求。 3 ．1 方案选用设备简介 3 ．1 ．1 双尾车门式斗轮堆取料机 双尾车门式斗轮堆取料机构造如图2 所示，主要由门 架、活动梁、机上胶带机 布料胶带、取料胶带、堆取转换 胶带 、斗轮机构、尾车 主尾车、副尾车 、活动梁升降机 构、刚性端驱动车组、柔性端驱动车组、堆取变换机构、电 气室、司机室、润滑系统、供电装置及电气系统等组成。 最大堆料能力1 2 0 0t ／1 1 ，最大取料能力1 2 0 0t ／h ，最大 堆高1 0m ，门架跨距5 0m ，尾车跨距5m ，配套地面胶带 最大输送能力1 2 0 0t ／h 。 5 0 工程设计E n g i n e e r i n gD e s i g n 万方数据 1 一门架；2 一斗轮机构3 一活动粱；4 一电气室；5 一活动梁升降机构 6 一副尾车；7 一地面胶带；8 一供电装置；9 一柔性端驱动；1 0 E 黾车； l l 一布料胶夹带；1 2 一取料胶带；1 3 一主尾车胶带1 4 一堆取转换胶带； 1 5 一刚性端驱动车组；1 卜堆取转换机构；1 7 一司机操作室 图2 双尾车门式斗轮堆取料机结构简图 3 ．1 ．2 装车机 装车机的构造如图3 所示，它主要由检测机构、分 叉漏斗、液压系统、伸缩机架、固定架、伸缩机构、装车 胶带机、动力卷筒、门座架、除尘系统、控制卷筒、司机室、行 走机构、行走检测、电气室、电气系统、尾车等构成。 设备最大装车能力1 2 0 0t ，I l ，尾车跨距5m ，配套 地面胶带最大输送能力1 2 0 0 仇。 l 一检测机构；2 一分叉漏斗；3 一液压系统；4 伸缩机架； 5 一固定架i6 一伸缩机构；7 一动力卷筒8 一门座架9 一电气室 l O 一电气系统1 1 一尾车；1 2 一司机室1 3 ～控制卷筒； 1 4 _ 地面胶带；1 5 ～行走机构1 6 一装车胶带 图3 装车机结构简图 3 ．2 设备方案的设备布置 设备布置如图4 所示。装车机布置在双尾车门式斗 轮堆取料机尾车同一侧的前方 按地面胶带机运行方 向 ，装车机与双尾车门式斗轮堆取料机尾车的轨道共 用，地面胶带同时跨越双尾车门式斗轮堆取料机副尾车 和装车机的尾车。由硫精矿输送胶带、地面胶带、双尾 车门式斗轮堆取料机和装车机组成一条完整的硫精矿堆 料、取料和装车的生产线。 L ＼， 翻●n 幅 广 o／65 E ，r rh l 硫精矿输送胶带；2 一地面胶带3 ～双尾车门式堆取料机；4 一装车 机；5 一火车轨道；6 一尾车轨道；7 一门架轨道；8 一火车车厢 图4 设备方案的设备布置图 3 ．3 设备方案生产工况的实现 3 ．3 ．1 生产的硫精矿送堆场堆存 生产的硫精矿送堆场堆存的实现过程如图5 所示。在 选定这一生产工况运行模式后，操作控制系统使双尾车 门式斗轮堆取料机的堆取转换机构处在堆料状态的位置 上，同时使堆取转换胶带和主尾车胶带按照堆料方式运 转。过滤车间生产的硫精矿经硫精矿输送胶带、地面胶 带、双尾车门式斗轮堆取料机副尾车、主尾车胶带、堆 取变换胶带、布料胶带将硫精矿送至料场堆存。通过门 式堆取料机门架和机上布料胶带的移动，可将硫精矿运 送至堆场的任意位置进行堆存。 l 硫精矿输送胶带2 一地面胶带3 一副尾车； 4 一主尾车胶带；5 一堆取转换机构；6 一斗轮机构{ 7 一堆取转换胶带8 一装车机尾车9 一装车机装车胶带 图5 生产的硫精矿送堆场堆存实现过程示意图 3 ．3 ．2 堆场取硫精矿装车 堆场取硫精矿装车的实现过程如图6 所示。在选定 这一生产工况运行模式后，操作控制系统使双尾车门 式斗轮堆取料机的堆取转换机构处在取料状态的位置 上，同时使堆取转换胶带和主尾车胶带按照取料方式运 转。装车机的伸缩机架由伸缩机构带动使伸缩机架上的 分叉漏斗处于车厢的正上方，同时移动装车机使伸缩 机架上的分又漏斗的两个下料口都处在同一个车厢的一 端，打开检测机构。双尾车门式斗轮堆取料机的斗轮机 构从料场取得的硫精矿经取料胶带、堆取转换胶带、主 尾车胶带、地面胶带、装车机尾车、装车机装车胶带将 硫精矿送往车厢装车。每节车厢装载量由设在装车机尾 车上的电子计量装置进行计量控制，通过控制装车机的 有色金属工程2 0 1 2 年第1 期 5 1 万方数据 行走速度，使物料均匀地装到车厢里。当车厢达到规定 的装载量，且分叉漏斗处于两节车厢之间时 每节车厢 各有一个下料口 ，这时检测机构检测到车厢之间的空 位后，控制系统将分叉漏斗中的翻板转向另一侧，使物 料落入下一节车厢内，当分叉漏斗两个下料口都处在同 一车厢内时，检测机构检测不到空位后，控制系统将分 叉漏斗中的翻板再转向原来的一侧，如此往复，实现定 量多个车厢的连续装车功能。 l 硫精矿输送胶带；2 一地面胶带；3 一副尾车； 4 一主尾乍胶带；5 一堆取转换机构；6 一斗轮机构； 7 一堆取转换胶带；8 一装车机尾车；卜装车机装车胶带 图6 堆场取硫精矿装车实现过程示意图一 家也有不少，如哈尔滨重型机器厂和长春发电设备总厂 等都能生产此类设备，这为方案的实施提供了设备保障。 3 ．4 ．2 设备方案的安全性 从目前我们所了解的情况看，在有色金属矿山生产过 程中，采用双尾车门式斗轮堆取料机和装车机配套使用，实 现精矿的堆、取料和装车的实例还没有，但在发电斥钢铁 厂的原料堆料、取料和码头的散装物料的堆、取料及装车 的实例有很多，且应用非常成功，运行安全可靠，这说明设 备在单独使用时是非常安全的。由于这一方案中的双尾车 门式斗轮堆取料机和装车机配套使用，单台设备都有各自 独立的行走系统，在工作过程中存在相向或相对运动，工 作时有可能发生碰撞现象，因此在方案的实施中需要在两 机之间加装安全保护装置，确保设备运行安全。 3 ．3 ．3 生产的硫精矿和堆场取部分硫精矿合并装车3 ．4 ．3 设备方案的经济性 由于过滤车间硫精矿的最大生产能力为2 7 0t ／h ，此 量不够装车量 1 2 0 0t ／h 的要求，因此还需要从堆场取部 分硫精矿和生产的硫精矿合并装车。 生产的硫精矿和堆场取部分硫精矿合并装车的实现 过程如图7 所示。在选定这一生产工况运行模式后，操作 控制系统使双尾车门式斗轮堆取料机的堆取转换机构处 在取料状态的位置上，同时使机上的堆取转换胶带和主 尾车胶带按照取料方式运转。生产的硫精矿经硫精矿输 送胶带、地面胶带、双尾车门式斗轮堆取料机副尾车、主 尾车胶带送往地面胶带同时双尾车门式斗轮堆取料机 的斗轮机构从料场取得的硫精矿经取料胶带、堆取转换 胶带、主尾车胶带送往地面胶带。生产的硫精矿与料场取 得的硫精矿在地面胶带上合并后送至装车机装车。连续 装车过程与上面的生产工况相同。 l 一硫精矿输送胶带；2 地面胶带；3 一副尾牟 4 - 主尾车胶带；5 一堆取转换机构；6 一斗轮机构 7 一堆取转换胶带；8 一装车机尾车；9 一装车机装车胶带 图7 生产的硫精矿和堆场取硫精矿合并装车实现过程示意图 3 ．4 设备方案的可行性分析 3 ．4 ．1 设备采购有保障 门式斗轮堆取料机和装车机产品，经过近四十年的 发展，技术成熟，生产工艺有保障，已有不同型号规格 和生产能力的系列产品。目前，国内生产此类设备的厂 本设备方案与其它设备方案 装载机方案、抓斗方 案，本文未作介绍 相比，虽然前期设备的投资要大些，但 设备自动化程度高、生产效率高，后期的运行成本和管 理成本相应会降低。 3 ．4 ．4 设备方案满足生产工况的程度 本设备方案完全克服了初步设计中设备方案的不足庀 完全满足了硫精矿堆场各种生产工况的要求。 3 ．4 ．5 物料对设备方案的影响 含水的硫精矿具有一定的黏性，门式斗轮堆取料机斗 轮在取料时有可能出现粘斗现象，由于门式斗轮堆取料机 用于矿山生产过程中精矿的取料还没有相关的实例，对硫 精矿粘斗的程度不清楚。对于这一问题与有关生产厂家的 技术人员进行过探讨，认为通过合理选择斗轮的材料及斗 轮的形状设计完全可以解决粘斗问题。 4 结论 新设备方案将双尾车门式斗轮堆取料机、装车机、地 面胶带合理的布置在料场上，并形成了一条完整的硫精 矿堆、取、装的生产线，克服了初步设计中存在的不足，完 全满足了硫精矿堆场各种生产工况的要求；设备方案所 选用设备技术成熟，安全可靠，国内生产厂家具备此类 设备生产能力，设备方案实施有保障；设备方案存在的 主要缺点是前期设备投资增大，但后期运行成本较低。综 合其优缺点，认为这一设备方案是可行的。 5 2 工程设计E n g i n e er ．n gD e s i g n 万方数据