西沟石灰石块粉均衡性技术研究

赵学敏 张丽宙

（1.酒泉钢铁（集团）有限责任公司信息自动化分公司;2.甘肃西沟矿业有限公司）

甘肃西沟矿始建于1959年，是酒钢集团宏兴钢铁股份公司的石灰石原料基地，同时为周边水泥厂、电厂、铝厂提供石灰石原料。因市场总体对块状（+10 mm）石灰石矿的需求更大，而现场块矿率只有48.1%，多余的粉矿需倒运至他处销售，在满足块矿需求的情况下每年需倒运35万t以上的粉矿，这不但会增加生产成本，而且影响销售额。因此，西沟矿迫切需要优化生产工艺。

1 生产现状

生产现场采用两段破碎—筛分工艺，粗碎反击破前矿石的块矿率约为73.6%，反击破产品的块矿率为58.3%，块矿率下降15.3个百分点；中碎圆锥破产品的块矿率为52.5%，块矿率下降5.8个百分点，筛子寿命期的平均块矿率为48.1%。

2 影响西沟矿综合块矿率的因素

2.1 溜井因素

A系统2条溜井深400 m，生产过程中往往因采场溜井灌矿过程和下游生产工序不匹配，常出现溜井空高过高，矿石入溜井时产生较大的冲击力，造成矿石块矿率降低［1］。

2.2 重板给料机因素

重板给料机给料出口尺寸为1 800 mm×1 500 mm，运行频率20～22 Hz，给矿量780～830 t/h，给矿速度较慢，输送的物料集中，进入反击破的物料厚度较大，影响反击破的生产能力及效率。

2.3 反击破因素过度破碎

进入反击破的矿石插入深度较小，而物料插入转子深度是影响生产能力的主要因素，而转子入料速度是影响插入深度的关键因素，因此，物料进入转子的速度对产量的影响极大［2-3］。

2.4 露天矿多排孔爆破

露天矿多排孔（3排以上）爆破容易造成矿石爆破过程中的过粉碎，致使块矿率降低。

3 工艺改进方向

3.1 溜井口改进

采场超标大块矿石进入溜井造成溜井下口堵矿、胶带下料口堵塞、胶带划伤、破碎机及重板给料机堵矿等问题，影响生产组织。因此，必须对溜井口进行改进，即在溜井口加装格筛，控制超标大块入溜井。

在溜井口加装格筛，溜井直径6 m，所以选用9 m×9 m规格的格筛，为降低安装及检修难度，该格筛采用3块3 m×9 m的格筛拼接而成。格筛表面为双金属复合耐磨钢板，下部采用16Mn制作的工字主梁；中间加立板，立板立面做耐磨处理，上部有分散装置，采用高强耐磨合金制作。当高空矿石落下时，分散装置可以有效地缓冲矿石对格筛的冲击，同时矿石在撞击分散装置的过程中，在自身冲击力作用下破碎后落入溜井，减少大块矿石堵塞格筛的几率。

3.2 加装溜井测深装置

溜井测深采用最原始的测绳、投掷石子等方法进行，此方法无法准确判断溜井料位高度和存矿量，经常造成井空、堵塞等生产事故，生产损失巨大。值班人员经常至溜井口进行测量，溜井空高数据无法实时掌握，给溜井配矿带来很大难度；集控室人员无法实时掌握溜井空高，对于下线生产无法发出准确指令，导致下线生产不能连续进行，造成劳动生产力的极大浪费。

为解决上述问题，在溜井口架设VEGA雷达料位计，测量距离最远100 m，精度2 cm，分辨率1 mm，响应速度毫秒级。控制系统采用西门子S7-1200系列PLC，设置下限报警，下线报警设2个报警阈值，控制器根据设置阈值对料位进行实时判断，当料位触发相应阈值时，控制通过继电器输出开关量信号，对声光报警器进行报警控制。

搭建无线网桥，溜井和值班室S7-1200 PLC通过工业以太网与无线网桥连接，溜井PLC与休息室PLC通过机旁无线网桥经西山头无线中转基站实现数据交换，保证采场区域无线网络的全覆盖，不受采场采掘面变化的影响。控制系统采用西门子S7-1200系列PLC，主控器采用CPU1214集成以太网及DP接口。通过手持终端或PC终端实时监控所有溜井空高，便于值班长和调度人员组织、协调生产，减少各溜井井空和堵塞事故的发生。

3.3 改进重板给料机，提高运行频率

对重板给矿机上部进料口进行部分封堵，进料口宽度保持不变，使用40 mm钢板将进料口的长度由3.4 mm缩小到1.4 m。入料口缩小后，重板给矿机出料高度由以前的1.8 m降低到1.1 m，单位距离矿石量降低38.9%。保持重板给矿机的落料点在重板给矿机距机头4/5处，使重板给料机给料均匀。将运行频率调整到26～28 Hz，提高物料进入反击破转子的速度和物料插入转子的深度。

3.4 加装预筛装置

重板给料机至反击破加装小型棒状条筛，矿石在进入反击破前先进行预筛分，将小于140 mm的矿石通过条筛直接进入A1胶带，减少符合中破要求的块矿的破碎次数，增加块矿率。

重板给料机至反击破溜槽距离为2.6 m，内部宽度为1.48 m。依据现场实际安装条件，可安装长度为2 m的条筛。考虑到筛条的固定、检修、更换的方便，条筛上下两端使用50 mm厚的开φ125 mm通孔的钢板固定。条筛制作使用120 mm圆钢，筛条上间距为200 mm，下间距为250 mm，筛缝从上到下逐渐变大（图1），可防止矿石在筛条之间被卡，从而起到防止堵塞的作用。同时，筛条采用插装式安装，方便日后更换筛条，检修时，每根筛条可单独取出。条筛下部高于反击破料口20 mm，防止矿石下落过程中堆积。

在基准平台上（反击破后方）开凿一800 mm×800 mm的漏料口，开凿出的料口四周使用10 mm钢板防护，在内部安装12 mm耐磨衬板，对外侧护板进行保护。料口开凿位置见图2，料口结构见图3。

基准平台上下2部分溜槽全部采用10 mm钢板做主体结构，内部安装12 mm低合金钢板做耐磨衬板，整体采用焊接方式连接。下部料口与反击破下料口对接，中部再制作缓冲板，减小矿石下落势能。筛下的小粒积矿直接通过反击破下料口进入A1皮带。

4 改进效果

通过实施上述改进措施，不仅块矿率提高到53.5%（部分测定结果见表1），而且有效地解决了生产过程中的各种堵矿问题，大大提高的生产的稳定性，劳动生产率得到提高。

5 结论

针对甘肃西沟石灰石块矿（+10 mm）率低，影响企业经济效益的问题，现场进行了一系列技术改造，主要措施包括溜井口改进、加装溜井测深装置、改进重板给料机、加装预筛装置等。经过现场改造，不仅块矿率由改造前的48.1%提高至53.5%，而且有效地解决了生产过程中的各种堵矿问题，大大提高的生产的稳定性，劳动生产率和经济效益都得到了提高。

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