掘进机在钾盐矿的应用及改进

杨春海

摘 要：介绍了钾盐矿目前使用掘进机的开采方法，总结了煤矿用掘进机在钾盐矿使用过程中出现的问题，并根据新发现的问题提出解决方法，以有效地将煤矿用掘进机应用于钾盐矿开采中。

关键词：钾盐矿；掘进机；开采工艺；除尘系统

中图分类号：TD421.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.010

文章编号：2095-6835（2015）15-0010-02

钾盐在我国经济领域的应用极为广泛，尤其用于钾肥的生产，是保证我国粮食安全生产的一种重要矿产，也是国家新能源的重要战略产品。钾盐的开采方法主要有两种，分别是水溶法开采和机械化开采。水溶法开采时，因在处理过程中在采出氯化钾的同时会采出钾盐矿中大量的MgCl2、NaCl等矿物杂质，必须花费大量的人力、物力来处理这些废液、废渣，否则将严重影响周边生态环境，开采成本较高，因此一部分钾盐矿的开采逐渐向机械化开采转移。钾盐矿机械化的开采方法与煤矿巷道掘进有着极其相似的一面，且对支护的要求较低，而不同于煤矿支护时间占到掘进时间的2/3，因此掘进机能在钾盐矿得到最大程度的应用，但由于钾盐矿本身的特殊性，煤矿用掘进机在使用过程也出现了一些新的问题需要改进。

1 钾盐矿机械化开采条件

开元钾盐矿业有限公司采用我公司生产的EBZ260掘进机对其盐矿进行开采，该钾盐矿井深180 m，巷道断面为矩形，宽6 m，高4 m，矿石主要成分为光卤石，硬度约为f3。由于钾盐矿地质的特殊性，埋藏较浅，地压较小，大多数井下巷道不需要支护，同时也不含瓦斯，因此对设备也无防爆要求。由于巷道基本由含盐矿物质组成，具有水溶性，因此井下用水很少。EBZ260型掘进机如图1所示。

2 掘进机开采工艺

钾盐矿掘进工艺基本采用与煤矿同样的开采方式，掘进机截割破碎盐料后由铲板进行装料，刮板运输机运输盐料到二运转载机，然后通过多级皮带机运输到进口，最后通过提升机提

升到地面进行洗选。

3 掘进机用于钾盐矿开采的特点

由于钾盐地质成形主要由盐湖干旱蒸发形成，在形成过程中不会类似煤矿而产生瓦斯，因此钾盐矿对设备防爆无要求，普通地面设备均可使用。

钾盐矿大部分埋藏较浅，地压小，大多数钾盐巷道无支护要求，因此能最大化地发挥掘进机的效率。钾盐井下巷道如图2所示。

钾盐矿硬度较低，硬度f3左右，同煤巷硬度接近，因此掘进机因振动造成的故障较小，同样截齿损耗较低，开采成本较低。

4 掘进机开采中存在的问题及改进方法

由于钾盐矿与煤矿使用条件的不同，在开采中也出现了一些不同于煤矿的新型问题。

4.1 强腐蚀的问题

因钾盐矿主要成分含NaCl、MgCl2等化合物比海水腐蚀性更大，因此原掘进机所用涂层很快就失去效果，整个掘进机外层包裹了一层厚厚的铁锈，严重时，会造成电气系统的短路等损坏。同时，销轴及滑动轴承表面的黑化处理耐磨蚀能力也明显不足，容易锈蚀，造成销轴无法拆卸。掘进机机身腐蚀如图3所示，白色为原漆层，深色部分为锈蚀部分。

改进措施：整机二层喷漆增加为三层喷漆，底漆选用环氧富锌底漆，中间漆选用云铁环氧防锈漆，面漆氯化橡胶铝粉防锈漆，且将漆层总厚度由80～120 μm增加到250～300 μm。销轴表面热处理工艺采用新型复合盐浴高防腐处理方法，采用该表面处理方法后，掘进机机身的防锈能力是普通发黑处理的上

百倍，耐磨性是镀铬的十几倍，可有效提高防锈、抗蚀能力。通过以上措施，有效防止了钾盐的锈蚀现象，降低了整机锈蚀引发的故障率。

4.2 除尘系统

本身EBZ260掘进机带有除尘系统，但该除尘系统为湿式系统，采用雾化水混合钾盐进行除尘，但形成溶液的腐蚀性造成湿式除尘器内部腐蚀严重，用一段时间后除尘器内部的喷嘴、除雾垫层、排污泵全部失效，除尘系统无法正常作业，导致在钾盐矿湿式除尘系统无法有效使用。同时，钾盐矿几乎不产生对肺部有危害的游离二氧化硅，产生的粉尘量也较少，因此取消机载除尘系统，采用人工配带呼吸防护面罩来隔离粉尘污染。

4.3 冷却水的问题

由于巷道完全处于钾盐矿内部，水对钾盐有着溶解性，掘进机截割电机、泵站电机均为水冷电机，再加上液压系统的冷却。不像煤矿支护时掘进机还有冷却时间，钾盐矿掘进机一直处于运行状态，因此整个系统需要50 L/min，即每小时排水量达到3 m3才能保持掘进机正常运行，排水量较大。为减少排水量，司机在操作时不得不降低排水量，但又会造成掘进机过热，引起液压胶管爆管或电机故障等问题。

针对该问题，钾盐矿水冷却系统必须采用类似汽车散热器类似的内循环水冷却器，正好可以利用取消除尘系统留下的空间，布置三个串联的内循环冷却器，每个冷却器自带散热风机进行散热冷却，可有效解决无法排水、冷却不足的问题。

5 使用效果

经过改进后的EBZ260型掘进机表面防锈能力大大提高，循环冷却水系统达到零排水量。该设备于2014-12在开元矿业三盘区工作面实现了月进尺488.6 m、日进尺29.5 m的钾盐矿掘进进尺最高纪录，创下了该集团公司同类巷道施工的最好成绩。

6 结束语

钾盐地下开采及其相关开采工艺在我国还是一个新生的项目，地下开采工艺及施工工艺均处于摸索阶段，我国各钾盐矿山公司的钾盐机械化开采项目也处于起步阶段。我公司掘进机及后配套项目的成功应用，形成地下钾盐开采工艺及技术的成功示范应用案例，将会对地下钾盐开采市场形成连锁反应，具有良好的社会效益和经济效益。

参考文献

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〔编辑：王霞〕