矿用布料机的筑堆和移设

张 珏

（太原重工股份有限公司技术中心， 山西 太原 030024）

1 布料机应用介绍

矿用自移式桥式布料机系统（以下简称布料机）是一种大型露天矿用物料输送和堆存设备。在智利的埃斯康迪达和缅甸的莱比塘[1]，布料机被用于湿法炼铜的矿石堆浸；在澳大利亚的平贾拉和奎那那，布料机被用于铝矿赤泥尾矿的堆存[2]。本文介绍布料机在铜矿中的堆浸和移设工艺。

布料机工作在露天铜矿的堆浸场内，位于矿石“开采-破碎-转运-堆浸”物料流的最末端，如图1所示。堆浸场由若干个矩形堆浸单元并排组成。每个堆浸单元在完成堆场底垫的铺设后，布料机将破碎后的矿石经胶带输送机均匀筑堆在堆浸单元，并通过履带式的自行移动和胶带机的移设，将筑堆范围覆盖整个堆浸场。所有堆浸单元完成生产后，在原位置继续筑堆进行下一层的生产。

图1 露天铜矿主要工艺流程

相比传统的矿用汽车筑堆，布料机筑堆的优势在于经济性和工艺性。大型矿场的堆浸场距离破碎站通常较远，胶带输送机的后期运行成本较低。另外，矿用汽车多次往复运输对矿石的夯实效果显著，降低了物料的松散系数，不利于喷淋液体的充分渗透和浸出。履带式布料机的接地比压通常比汽车小一个数量级[3]，保持了矿石筑堆时的松散状态，提高了矿石的浸出率。

2 布料机组成

根据堆浸场地的大小形状、上游胶带机的布置形式、布料方式等的不同，布料机可分为多种类型和组成方式。本文介绍一种适合于大运量、较宽堆浸单元、矩形布料方式的布料机，其系统组成形式为“可移设胶带机+卸料车+布料桥+布料车”，如图2所示。

图2 布料机系统组成图（俯视）

1）可移设胶带机的尾站（受料槽）承接上游主胶带机。中间架由多个独立的胶带托辊架组成，托辊架之间通过柔性钢轨联接。移设胶带机的头站（驱动端）设计为履带自移式。

2）卸料车横跨在可移设胶带机之上，可沿着胶带方向自由行走，将胶带机的物料提升至卸料点，并为移设胶带提供张紧。

3）布料桥为多履带支撑的长跨距钢结构桁架，其长度应能覆盖一个堆浸单元的宽度。带式输送机位于布料桥钢结构上方，履带可驱动布料桥沿两个方向自由行走。

4）布料车沿着布料桥上的钢轨行驶，并抬高物料，经过垂直转载将矿石筑堆在布料桥两侧。布料车本质也是一台小型卸料车，为与移设胶带机上的卸料车区分，将其命名为布料车。

3 布料机的筑堆

铜矿石经破碎达到堆浸工艺要求的粒度后，经主胶带机转载至移设胶带机，并通过卸料车卸至布料桥上的胶带。布料车抬升布料桥上的胶带，并通过转载改变物料的流向，将矿石均布在布料桥的某一侧。布料车在布料的同时沿布料桥从堆浸单元的一边行走至另一边，随后布料桥整体平移一个步距，布料车反向行驶布料，如此像织布的梭子一般不断往复走“弓”字路线，直至覆盖整个堆浸单元，如图3所示。

图3 布料机筑堆过程

布料机在一次移设周期内只进行一个堆浸单元的筑堆作业。

4 布料机的移设

在布料机完成一个堆浸单元的筑堆作业后，需要将其移设至下一个堆浸单元。布料机的移设主要包括两项工作，即胶带机（含卸料车）的移设和布料桥（含布料车）的移设。

4.1 可移设胶带机（含卸料车）的平行移设

由于布料机频繁移设的需求，可移设胶带机的头站（驱动端）应设计为履带驱动式。尾站（受料槽端）由推土机进行拖拽。加装移设头的推土机拖拽中间托辊架的柔性钢轨。为了满足卸料车的最小转弯半径和钢轨的刚度要求，移设胶带机应分多个步次逐步完成。假设移设胶带机长度500 m，需平行移设200 m，每步移设50 m，需4个循环完成。详细过程如下：

1）准备工作：包括布料机停止工作，可移设胶带机胶带松弛，在地面每隔50 m画线，准备推土机等。

2）将卸料车行驶至靠近尾站约120 m范围内。

3）移设机（加装移设头的推土机）从靠近尾站约120 m处夹持钢轨，向头站方向拖拽移动，使钢轨平移1 m，共计拖拽25次，使尾站120 m至头站段的钢轨共计平移25 m，中间拖拽出类S形的过渡段（长度120 m），以保证卸料车的通过。头站由履带驱动同步平移25 m。

4）卸料车沿S弯行驶至平行移设后的钢轨（距尾站240 m以后段）。

5）移设机从靠近尾站约240 m处夹持钢轨，向尾站方向拖拽移动，多次拖拽使尾站至240 m段钢轨平移50 m，同样留出类S形的过渡段。推土机拖拽尾站，同步平移50 m。

6）卸料车行驶至尾站约120 m范围内。

7）移设机从靠近尾站约120 m处夹持钢轨，向头站方向拖拽移动，使钢轨平移50 m，留出类S形的过渡段。头站由履带驱动同步平移50 m。

8）卸料车沿S弯行驶至平行移设后的钢轨（距尾站240 m以后段）。

9）移设机从靠近尾站约240 m处夹持钢轨，向尾站方向拖拽移动，多次拖拽使尾站至240 m段钢轨平移50 m，同样留出类S形的过渡段。推土机拖拽尾站，同步平移50 m。

重复6）—9）的工作，直至完成4次共200 m的平移，最后一次移设机拖拽钢轨平移25 m使胶带机成为一条直线。步骤2）—6）的示意图见下页表1。

4.2 布料桥（含布料车）的移设

布料桥由多组履带行走机构支撑，各组履带独立驱动联锁控制，可实现行走（沿桥方向）、平移（垂直桥方向）、转向、扇形偏转。但由于地面阻力较大，各履带无法进行原地转弯，需同时行走和转弯，如图4所示。在完成可移设胶带机的平行移设后，可进行布料桥（含布料车）的移设。其详细步骤如下，并见图5：

表1 胶带机移设过程示意

1）准备工作：本堆浸单元布料结束前预留出布料桥的转向空间。修筑转弯和通往下一个堆浸单元的路基。布料车驻车制动[4]。

2）布料桥同时行走和转弯，调整履带方向由垂直桥体转至平行桥体。

3）布料桥顺着桥体方向行驶至下一堆浸单元。

4）在新堆浸单元的一端同时行走和转弯，调整履带方向由平行桥体转至垂直桥体。

图4 布料桥的行走转向

5 结论

1）布料机用于湿法炼铜中矿石的堆浸工艺。

图5 布料桥的移设（转场）

2）在长运距、大运量的工况下，相较于汽车筑堆，布料机在经济性和公益性上更具优势。

3）在每个堆浸单元中，布料桥和布料车配合运动，沿“弓”字轨迹使矿石布满整个矩形区域。

4）一个堆浸单元筑堆结束后，需要将可移设胶带机和布料桥分别移设至下一个堆浸单元。