南山矿半连续开采工艺优化研究

吕方正 林震源 陶胜利

（安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司）

南山矿业公司高村铁矿半连续开采工艺规划设计的目的是提高采场部分品位不达标矿石的综合利用率，在采场深部通过长距离的皮带输送，减少汽车倒运量，通过大型干式磁选机选出有用矿物至选厂精选，产出可回收利用的建筑材料[1-2]。

该生产线设计运输含铁围岩530万t/a，每年可选出80～100万t合格原矿送至选厂精选，尾矿物料通过高陡边坡皮带输送至围岩加工厂或通过带式排岩机转运至排土场，大大减少了汽车的运输量，极大地提高了矿石资源的综合利用率，有效地降低了运营成本。由于半连续工艺产线的不稳定，产能一度受限，达不到初始设计要求，包括后续的产能扩充要求。为了提高半连续工艺产线的产能，根据现有条件并借鉴同类矿山皮带运输矿石产能优化的经验对半连续工艺进行了优化研究，以期达到设计要求[3-5]。

1 皮带机存在的问题及对策

1.1 存在的问题

该工艺自2015年8月投产以来，出现了雨天皮带运输原矿易黏连皮带，皮带转动洒落至地面的粉矿多，卫生难清扫，2#和6#高陡坡皮带打滑倒溜，转运漏斗堵料溢料，影响生产线的稳定运行。

该系统中的2#和6#皮带机为排岩工艺段中两条长距离、大提升高度的高陡坡皮带，由于这两条皮带为露天作业，在雨天生产运行时经常出现打滑冒烟、跑偏现象；同时，雨天生产时返程皮带所黏连的大量粉料堆积在皮带通廊内，若清理不及时，过量的粉料淤堵在机头的返程皮带下将返程皮带顶起，加剧了皮带地跑偏。皮带打滑严重时还会出现倒溜事故，上一条皮带倒溜时，后面一条皮带仍处于运行状态，这时就会造成转运漏斗堵塞漫料，引起事故。该工艺为串联系统，一旦出现故障和事故即造成全线停产，同时严重影响整个露天采场的剥岩生产，造成巨大的损失。

2#、6#皮带机工艺参数接近、工况相同，属同一类型的高陡坡皮带。针对该类皮带进行分析，造成雨天皮带原矿黏连、打滑、倒溜的主要原因是雨水浸入接触面造成摩擦系数降低，如果能消除水的影响，可以提高摩擦力，其最直接的办法是增设封闭式的皮带通廊，但该办法不但成本高，而且还需长时间停产，该办法从成本和时间上难以实现。2#、6#皮带采场实景见图1。

1.2 解决措施

1.2.1 措施1

在皮带机机头滚筒的侧母线及正下方安装两道接触式刮料刀，利用皮带的旋转清除皮带上黏连的粉料。皮带刮料刀结构及实物见图2。

1.2.2 措施2

在皮带机架上方安装简易防雨棚阻挡雨水，避免雨水大量浸入第2层皮带。该方案成本低，能有效减少雨天皮带运输中因原矿黏连导致的大量粉矿散落地面、卫生难清扫、皮带打滑倒溜等现象的发生。

1.2.3 措施3

在驱动上方的改向滚筒处安装防打滑报警装置，当雨天生产滚筒转速低于60 r/min时，PLC会自动接收信号保护性跳停，即使皮带发生打滑，也不会因未能及时发现，而造成皮带被磨冒烟等情况的发生。皮带滚筒打滑报警自动装置见图3。

1.2.4 措施4

雨天生产应提高操作工的岗位责任心，提高现场巡岗频次，加强对视频的监控，一旦发现返程皮带被水覆盖，实时的控量生产，减轻皮带负荷，增加各部滚筒的摩擦系数，避免打滑现象的发生。

2 干式磁选存在的问题及对策

2.1 存在的问题

干式磁选工艺在实际生产中，由于采场含铁围岩品位的变化，出现了干磁机分选效果不理想的问题，达不到品位10%以上的含铁围岩全部被选出的设计要求。

现有的大块干式磁选机磁系偏角调整时只能局限于磁偏角调整盘上均布的16个轮孔，通过手动摆线针轮减速机进行调整，不但相应的调整角度有限，而且调整费时费力。同时，分矿板与磁滚筒间的间距调整不能过小（间距较小会造成较大的矿块卡滞于两者之间，将干磁环形皮带撕损），否则将不满足围岩磁性铁含量变化较大情况下的分选需求。若要既能满足原料性质变化大的分选需求，又能有效避免皮带撕损的隐患，就要对永磁滚筒的磁系偏角进行微调，从而避免因原料性质的变化而影响干磁分选率和磁选效果。

2.2 解决措施

通过使用机械锁紧保险装置与电动可自锁的摆线针轮减速电机组合而成的一种新型磁系调整装置，可实现对干磁机磁系的微调，保证磁系能调至任意角度。干选永磁机磁性调整机械锁紧装置见图4。

3 4#皮带漏斗存在的问题及对策

3.1 问题分析

大型干式磁选机分选的粗精矿通过4#皮带机向试验场露天料场排料，保证试验场4条生产线的原料供给。由于无法实现不断料切换供料点和同时为多条生产线供料，只能采取用铲车倒运给各产线送料的方法，费时费力。

3.2 解决方案

通过对4#皮带机进行分析，其机头位置为一普通裤衩漏斗加翻板控制物料切换，只能满足为1条生产线服务，如需切换供料点，必须停机断料，切换翻板才能切换供料点，影响生产的连续性。通过使用一种可升降的凹型闸门配合门型架，安装在落料抛物线的中点附近位置，实现单点或多点的同时供料，且在转换供料形式的过程中安全简单，可实现边生产边转换，不影响生产的连续性。凹型闸门及门架结构见图5、图6。

4 干磁卸载漏斗存在的问题及对策

4.1 问题分析

2019年新建并投产的高村450万t/a围岩综合利用项目与高村半连续生产线对接，生产所需的全部原料都由半连续生产线供应。该项目投产后，半连续生产线设计并新增两套运输工艺，即全系列工艺和围岩加工工艺，与原有排土工艺和落地工艺并存，共4套生产工艺（图7）。送往450万t/a圆筒仓的物料通过8#皮带的反转实现，由于承接半连续生产线的来料皮带宽1.2 m，不能满足半连续工艺满负荷生产的需求，只能减量生产，对高村采场造成很大的影响。

4.2 解决方案

通过对大型干式磁选机机头卸载漏斗进行分析，在不影响干磁选矿的前提下（向4#皮带分料）设计1个裤叉漏斗，在裤叉漏斗上方再设计安装两块可上下升降的电动远程操控闸板，实现尾品的单点或多点分料。

5 结语

南山矿高村半连续开采工艺通过优化，解决了雨天生产皮带运行中出现的大量洒落粉料，卫生难以清理的难题及产能不达标的问题，优化了干选设备的性能，实现了皮带运输灵活性的多点供料，大幅提升了系统安全稳定运行的能力，发挥出了半连续产线的优势。