江西有色金属  1987, Vol. 1 Issue (1): 20-23
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振动出矿技术在江西各钨矿推广有重大经济效果[PDF全文]
黄存绍     
中南工业大学
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江西各钨矿的共性是:重力放矿留矿法的比重很大,地处供电不足的赣南,在五十年代和六十年代为国家做出了很大贡献,近年来,由于各种原因(例如品位下降和钨精矿的销路不好等),盈利的矿山逐渐减少,要寻求新技术,都感资金不足。在矿床地质方面,急倾斜薄矿脉占主要地位,因而不可避免的贫化率较大。根据这些特点,在江西钨矿系统中,大力推广应用振动出矿技术会取得很大的经济效果,改善企业的经营状况。如何应用推广振动出矿技术,分别说明如下。

一 用振动放矿留矿法取代木漏斗重力放矿留矿法

江西各钨矿对留矿法的使用是很有经验的,长期来已认识到降低贫化损失和坑木消耗,对改善留矿法开采的经济效果有重要意义。近年来,我们在几个矿山进行振动放矿留矿法试验证明,振动放矿留矿法,基本上可以达到此目的(表 1)。由于振动放矿留矿法的论文已在多种期刊上发表,因此,关于使用振动放矿留矿法需要说明的仅提出下列几点:

表 1 石人嶂钨矿用振动放矿和重力放矿留矿法开采同一条矿脉的对比指标
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1.振动放矿留矿法能降低损失贫化的原因:振动放矿改善了被放矿石流动性,顺利放矿所需采幅宽度只要0.8~1.0米,比重力放矿的采幅要小,可以降低一次贫化,放矿效率高,而且顺利,所以最终放矿和回采需要时间缩短,减少片帮,二次贫化降低。振动放矿时基本消除了漏斗脊部和底板残积矿石损失,片帮产生大块废石堵塞矿石通道所引起的矿石损失也消除了或减少了。

2.振动出矿机与木漏斗在一个采区中共用问题(图 1):为了降低采区装备振动出矿机的费用,增加每台振动出矿机的放矿量,有人建议采用图 1所示的最终放矿顺序和振动出矿机与木漏斗的配置方式。我们认为建议者的想法是很好的,但考虑欠周详,其原因是:在一个采区中有振动出矿机和木漏斗,后者的放矿条件较差,放矿工人必然喜欢使用前者,这样在局部放矿时,就可能因各漏斗放矿不均匀,引起留矿堆表面高低不平,增加平场工作量;位于木漏斗上的矿石长期不放,可能压实结块,使最终大量放矿困难,甚至引起大量的采下矿石损失。

图 1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ混合式放矿顺序

要达到建议者的目的,只有组织快速回采,在振动出矿机上用炸药爆破破碎大块时,限制药量,正确敷设药包,防止炸坏振动出矿机,争取重复使用多次(按放矿量计,一台振动出矿机可以使用30次以上),简化安装与拆迁,降低安装费。

3.消灭漏斗颈,充分发挥振动出矿机的作用。现在一些初步使用振动放矿留矿法的矿山,受原有采切工程的限制和习惯势力影响,基本上是用振动出矿机取代木漏斗(图 2),振动出矿机之上有一段断面很小的漏斗颈,它限制振动波的传播。此种底部结构形式,限制了振动放矿效果的发挥。

图 2 振动出矿机取代木漏斗

要消灭漏斗颈,可以考虑采用图 3所示的平底结构。它是中国式的变形方案,在运输巷道的顶板上直接开凿放矿口,比打漏斗要容易,效率也高,振动波也容易传到采场的留矿堆中,改善被放矿石的流动性。振动出矿机的安装,可以采用图 3所示的用4根锚杆悬吊,也可以用两根圆木,将振动出矿机放在圆木上,不用弹性元件,小型的振动出矿机,苏联使用过此种利用支架的坑木为弹性元件的安装方法。

图 3 平底式锚杆悬吊振动出矿机

4.关于振动出矿机的结构形式和参数。如果不能采用图 3所示的、用锚杆悬吊的振动出矿机,建议采用图 4所示的,机架为三角架式的HZJ —Ⅲ型的轻型振动出矿机。此种结构形式具有下列特点:重量轻,节省钢材;由台板、振动电机和机架三大部件组成,安装与拆迁方便,它的立柱上钻有穿过固定振动出矿机用的锚杆孔,锚杆使振动出矿机在巷道的岩壁上生根固定。振动出矿机的功率,有1.5千瓦就足够了,推荐采用ZDJ—1.5—4型的。

图 4 HZJ—Ⅲ型轻型振动出矿机

振动放矿留矿法采场用的振动出矿机使用的主要参数,建议釆用表 2中所列各值。

表 2 振动出矿机参数的推荐值
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振动出矿机是否好用,既要设计时选用参数合理,加工保证质量,又要安装参数合理。

二 用振动出矿机取代溜井中的气动闸门

用FZC溜井振动出矿机系列的振动出矿机改造目前各溜井中使用的气动闸门,具有下列几方面的经济效果:节省动力消耗,改善溜井放矿的劳动条件,减少维修费用。江西盘古山钨矿已进行了尝试。节省动力消耗,对赣南各钨矿,在目前电力供应不足的情况下很重要,压气机房是矿山用电的大户,由气动闸门改为振动出矿机后,此方面的动力消耗可以节省95%以上。因此,在井下有足够的存窿矿石,采矿因电力不足停产,有可能维持选厂继续生产,摆脱各矿完成年生产钨精矿产量的困难。

例如大吉山钨矿现有阶段溜井6个,主溜井3个,采用气动指状闸门放矿,能耗很大,星期天为了放矿,要专门开动一台300马力的压气机供气。若9个溜井都改为3千瓦的振动出矿机放矿,一天的节电量为(300×0.75-27)×24 = 4752度,即节省动力费475.2元。全年按300天计,则每年可以节省动力费为475.2 ×300 = 142, 560元。

三 用振动出矿机取代原矿仓下面的板式给矿机

大吉山钨矿和西华山钨矿在原矿仓下面都使用板式给矿机,板式给矿机不但年修理费大,而且经常要清理机下漏出的粉矿与泥水,污染工作环境,不是一种最理想的给矿设备。根据我们近几年来在有关矿山的原矿仓的下面,研究使用振动给矿筛分机的经验(如江西宜春钽铌矿),用振动出矿机取代板式给矿机有下列经济效果:

1.每年可以节省板式给矿机的维修费3~5万元;

2.电力消耗可以节省50%以上;

3.矿仓利用率提高;

4.没有板式给矿机下的漏泥漏水问题,车间文明生产有保证,可以减少粗碎车间所需的工人数。

板式给矿机一年的维修费足够采用振动出矿机的改造工程费之用。如果有分级和脱泥的要求,釆用板式给矿机有大块堵塞和粉矿粘结起拱等情况时,改用振动给矿筛分机更有价值,因为,此时,除了上述经济效益外,尚可以改善选矿流程和提高选矿回收指标,其产生的经济效益比上列几项要大得多。

四 用振动出矿机取代球磨机的圆盘给料机

圆盘给料机配球磨机使用,是传统的定型产品,但是圆盘给料机用于粘结性矿石,不但下料不均匀,下料困难,甚至结死,而改用振动出矿机就可以避免这些问题。江西武山铜矿已经试验,达到了预期的目的。

五 其他方面使用振动出矿机

除了上述五方面推广振动出矿机外,下列几方面也值得考虑:

1.用振动清车器清理矿车结底,这方面鞍钢弓长岭铁矿已有成功的经验;大吉山钨矿的矿车结底不算严重,但是,如果采用振动清车器,初步估计可以提高运输效率17%,年经济效益为6万8千元左右。

2.废石场用振动出矿机装载自卸汽车,节省装车费。江西东乡铜矿已有此方面的经验。

3.用振动电机改造选矿厂的振动筛。

4.箕斗提升井中,用振动出矿机装载箕斗。苏联克里沃罗格铁矿区的“联合”矿井,改用振动出矿机,箕斗提升能力提高15.7%,一台振动出矿机的年经济效益为三万卢布。

5.在充填法中用振动出矿机散播充填料,可使播料均匀,提高充填料的浓度和强度,苏联已有此方面的经验,可资我们借鉴。

总之,在江西钨矿系统中推广振动出矿技术是大有前途的,有关部门应加以重视。

在结束本文之前,还要指出的是,不少矿山在初次使用振动出矿机时(指用振动电机为振源的),发生了烧毁振动电机时,往往按普通电机的烧毁原因去对待分析,以为是采用功率小了,换大的就不会烧毁。这样看待,往往适得其反。振动电机烧毁的原因,主要是:空载运转,脱焊开裂,固定螺帽松脱,后两者易理解,也可以采取对策进行处理。为什么空载运转会烧毁振动电机?需要说明如下:

一台振动电机的功率N, 角频ω和激振力F是匹配好了的,因为激振力F是为振动电机轴上悬挂的偏心块的偏心矩me和振动电机的极数所决定的转速n所决定,即:

(1)

振动出矿机的振幅A是设计者选择的,它与参振重量W和角频ω、激振力F是相匹配的,它有下式的关系:

(2)

而参振重量W为板台和振动电机的重量Wj,台板上输送矿石重量W1,作用于台板上的压力W2所决定:

(3)

式中:λ为结合系数,一般取λ =0.25~0.30。

当振动出矿机空载运转时,(W1+W2)=0,W就减小,从(2)式可知,振幅A就增加。振幅A增加,功率N增加,因为单轴的振动出矿机功率N有下式的关系:

(4)

功率N增加,电流增加,电流增加超过了制造振动电机的铜线允许的电流值过大时,就会烧毁。所以空载试车的时间不能过长,而且要将活动偏心块旋动90°,使F值降低。台板上有大块矿石卡堵时,开动振动出矿机消除大块卡堵的时间也不能过久。

为了振动出矿技术在江西各钨矿的顺利推广并取得最佳的经济效果,中国有色金属工业总公司南昌公司主办专门的培训班,培训研究推广振动出矿技术的干部,很有必要,这是极其有效的智力投资,促进科学技术迅速转变为生产力。