王慶德

摘要： 鑒于目前礦石皮帶采制樣大部分由人工完成，采樣代表性差，檢測數(shù)據(jù)準確性低，取樣及監(jiān)督人員多，對后序工作帶來極為不利的影響等現(xiàn)象，海南山金礦業(yè)有限公司應(yīng)用了軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機。 詳細介紹了該設(shè)備的組成、工作原理、使用操作方法、技術(shù)要求和技術(shù)參數(shù)及特點等。工程應(yīng)用表明：該設(shè)備運行穩(wěn)定性高，所取礦石樣品檢測數(shù)據(jù)具有代表性、準確性;減輕了工人勞動強度，提高了工作效率;對穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量都具有十分重要的意義，可供同類型礦山參考借鑒。

關(guān)鍵詞： 軌道懸掛;截流式;皮帶礦石取樣機;皮帶帶首自動取樣;自動控制

中圖分類號：TD926.3 TD45 文章編號：1001-1277（2020）11-0053-03

文獻標志碼：A doi：10.11792/hj20201110

引 言

海南山金礦業(yè)有限公司（下稱“海南山金”）始建于2009年，是一家選礦日處理礦量800 t的黃金礦山企業(yè)。選礦工藝流程為破碎篩分-磨礦-重選-浮選-精礦脫水-尾礦脫水。其中，破碎采用二段一閉路碎礦工藝流程;磨礦采用二段閉路磨礦工藝流程;采用尼爾森兩段重選工藝流程;浮選采用浮選柱-浮選機聯(lián)合工藝方案，采用一粗二掃二精流程;尾礦脫水系統(tǒng)采用壓濾脫水工藝，壓濾后的尾礦全部進行對外銷售制磚。因此，盡量減少尾礦中的金品位，提高礦石的回收率，對增加企業(yè)的經(jīng)濟效益起到重要作用。選礦生產(chǎn)工藝流程確定后，若要提高選礦回收率，除了加強日常管理外，還需要加強對礦石樣品品位及性質(zhì)的即時、準確的化驗分析，以期為浮選流程添加浮選藥劑提供規(guī)范合理的依據(jù)。因次，提高破碎篩分后抽取的礦石樣品代表性、準確性等就顯得尤為重要。鑒于目前礦石皮帶采制樣大部分由人工完成，采樣代表性差、檢測數(shù)據(jù)準確性低的現(xiàn)狀，海南山金技術(shù)人員經(jīng)過現(xiàn)場踏勘、研究分析及充分調(diào)研，選擇應(yīng)用軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機，并成功地進行了工業(yè)應(yīng)用，取得了較好的效果。

1 取樣機應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，煤炭、有色金屬礦石皮帶采制樣大部分由人工完成，采樣代表性差，檢測數(shù)據(jù)準確性低，取樣及監(jiān)督人員多，對后序工作帶來極為不利的影響;且工作環(huán)境差、勞動強度大，對操作人員的健康有很大的影響。因此，需要在皮帶機安裝自動采制樣設(shè)備，以加強對樣品的檢驗分析。現(xiàn)有的取樣機多為皮帶中段取樣，具有以下特點：

1）對安裝場地要求較高，需要的場地較大，較平整。

2）取樣不完整，樣品的代表性差。對皮帶邊緣和底部的粉礦刮取不干凈，影響樣品的代表性、全面性。

3）對皮帶機傳輸皮帶的質(zhì)量要求高。現(xiàn)有的中段取樣機，對皮帶光潔、平整度要求高，如果皮帶接頭處或皮帶帶面有破損，則會直接影響刮取效果;而且刮取時會對破損處皮帶的使用壽命造成一定影響。

4）對皮帶寬度范圍有一定要求，其刮取物料寬度較窄。

5）每次取樣量固定，不方便調(diào)節(jié)取樣礦量。

2 軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機

2.1 取樣機組成及工作原理

軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機主要由皮帶帶首自動取樣裝置和電氣控制系統(tǒng)等組成。

1）皮帶帶首自動取樣裝置。皮帶帶首自動取樣裝置主要由電動機減速機、矩形軸承式往復式取樣斗、槽鋼軌道架和帶防護罩的鋼結(jié)構(gòu)支架等器件組成。工作時，裝置采用PLC控制器及變頻器控制啟動采樣機電動機;電動機減速機兩端輸出軸安裝1對偏心圓盤，2個偏心圓盤連接帶動連桿一端，另外一端連接采樣斗運動支架往復運動，往復運動一次接取皮帶上下落的物料，樣品利用重力流入儲存箱內(nèi)[1]。當取樣機啟動后，通過電動機帶動取料斗對需要取樣的塊狀和粉狀物進行定時定量的抓取，以達到成功獲取試樣的目的。皮帶帶首自動取樣裝置結(jié)構(gòu)見圖1。

從圖1可以看出：減速機帶動偏心轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，偏心轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的過程中通過連桿帶動取料斗懸掛支架在導軌槽中前后移動， 取料斗懸掛支架下方設(shè)置的取樣斗隨懸掛支架一同前后移動，物料通過皮帶落到取樣斗上，通過取樣斗前后的移動實現(xiàn)間隔送料的效果[2]。取料斗可以根據(jù)實際需要進行寬度加工調(diào)節(jié)。

2）電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)設(shè)有過載保護、過流保護、接地保護等完善的電氣保護措施。電氣控制柜布置在采樣現(xiàn)場?？刂品绞椒譃樽詣涌刂坪褪謩涌刂?種模式。

自動控制：根據(jù)采樣要求，當料流檢測開關(guān)檢測到料流時，PLC計時模塊按預(yù)先設(shè)定的采樣時間、采樣頻率進行采樣，該系統(tǒng)運行可靠性高、操作簡單，能夠更加準確地反映生產(chǎn)系統(tǒng)運行情況，采樣具有較高的代表性。其具體過程是：取樣電動機利用PLC時間模塊啟動電動機;電動機通電帶動取樣斗在軌道進行往復運動一次，采樣斗運行至皮帶帶首下料口下方進行往復運動截取礦石取樣。同時電動機減速機的電動機采用變頻控制，變頻器的頻率大小控制取樣斗的運行速度，從而可以控制一次取樣的數(shù)量。計時器開始計時，直到下一采樣周期再次動作，進行定時間隔采樣。

手動控制： 當自動取樣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以根據(jù)采樣要求，在運行過程中可在任意時間按下手動按鈕截取礦石取樣，即取樣時間和次數(shù)可人為操作。

2.2 使用操作方法

1）連接380 V電源，使取樣機處于通電狀態(tài)。

2）點擊電柜面板的電源按鈕，使取樣機處于待機狀態(tài)。

3）按照需要對取樣機進行設(shè)置。

（1）設(shè)置工作時間。工作時間是指取樣機從啟動到停止的全程時間，可以隨意設(shè)置時間以確保完成工作，當達到設(shè)定的時間后取樣機會自動停止工作。

（2）設(shè)置間隔時間。間隔時間是指抓料斗在前后兩次抓料過程中的停頓時間。可以根據(jù)需要自行設(shè)定，間隔時間值與抓料量成反比，間隔時間越長同一工作時間內(nèi)抓料量越少。

（3）設(shè)置取樣量。取樣量是指取料斗在一個間隔時間內(nèi)往復運行一次的質(zhì)量。可以根據(jù)所需試樣的多少來設(shè)定取樣量的數(shù)值。取樣量值與取料斗運行的速度成反比，可以通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率來控制其運行速度[3]。具體的計算過程如下：

假設(shè)取樣機取樣一次時間（電動機額定轉(zhuǎn)速時減速機偏心圓轉(zhuǎn)動一圈所需時間）為t; 取樣斗運行速度為v;偏心轉(zhuǎn)盤行程s1=20 cm;截取礦量長度為l;礦石水分f=3 %。 電動機額定轉(zhuǎn)速n=2 850 r/min;減速機減速比i=1 ∶ 40，則取樣機取樣時間t為：

t=60/ni（1）

經(jīng)計算：t=0.84 s。

取樣斗運行速度的計算公式為：

v=2s1/t（2）

經(jīng)計算：v=47.6 cm/s。

截取礦量長度為截取礦量時間（通過試驗得到數(shù)據(jù)為取樣斗的行程時間的1/3）和取樣斗運行速度的乘積，即： l=tv/3（3）

經(jīng)計算：l=13.3 cm。

則每次截取礦量（q）為：

q=Ql/3 600vf（4）

式中：Q為破碎處理量（t/h）。

經(jīng)計算：q=4 kg。

（4）運行速度、間隔時間設(shè)置完成后，點擊啟動鍵使取樣機開始工作。取樣機工作時可以點擊停止鍵來停止取樣，或者當達到設(shè)定的工作時間時也會停止取樣。

4）如果取樣機要長時間待機，可關(guān)閉電源開關(guān)。

2.3 技術(shù)要求

1）處理的物料為煤炭或有色金屬礦石。

2）皮帶寬度無要求。

3）帶速1～2 m/s。

4）入料粒度：≤70 mm。

2.4 技術(shù)參數(shù)及特點

1）電動機減速機型號為WPDK-80，減速比1 ∶ 25， 電動機型號為Y802-2，功率1.1 kW。

2）取樣間隔。1～999 min，可調(diào)。

3）取樣量。2～10 kg/次，可調(diào)。

4）時間控制：自動控制和手動控制。

5）間隔計時器啟動采樣機電動機。

6）PLC計時模塊計時進入下一周期。

7）采樣機為軌道懸掛取樣斗式，往復運動，截流取樣，對工藝流程無影響。在采樣斗安裝特定角度（大于45°角），取樣斗內(nèi)不積料和粘料。采樣斗傾斜角度50°左右。

8）采樣斗位于皮帶帶首滾筒下部，全斷面截取物樣，不損傷皮帶，安全可靠。

9）設(shè)置采樣周期為1～999 min，可調(diào)。

10）防護罩上設(shè)有觀察門，方便檢修、調(diào)試。

3 應(yīng)用及效果

海南山金于2020年1月開始應(yīng)用軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機，使用近一年時間，設(shè)備運行安全可靠，未出現(xiàn)故障，運行穩(wěn)定性高，所取礦石樣品檢測數(shù)據(jù)具有代表性、準確性;樣品取樣準確率較人工取樣提高20 %左右;減輕勞動強度、節(jié)省人力，采用全程皮帶取樣每年減少人力成本費用約35萬元。

軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機在海南山金選礦廠投入使用以來，應(yīng)用效果較好，對比現(xiàn)有的取樣機，軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機具有如下優(yōu)點：

1）截流取樣樣品更完整、更有代表性。軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機的取樣方式為軌道懸掛取樣斗截流截取礦石樣品。所取礦石樣品檢測數(shù)據(jù)具有代表性、準確性;減輕勞動強度，節(jié)省人力，提高工作效率;對穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量都具有十分重要的意義。

2）安裝場地要求低，占用場地面積小。

3）對皮帶機傳輸皮帶的質(zhì)量無特殊要求。

4）對皮帶寬度無要求，安裝時可根據(jù)皮帶寬度任意加寬。

5）每次取樣量可調(diào)，可以通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率來控制取樣斗運行速度，取樣量值與取料斗運行的速度成反比。即電動機運行頻率越高，取樣斗運行越快，每次取樣量值越小。

4 結(jié) 語

軌道懸掛截流式皮帶礦石取樣機是在皮帶機的首部安裝一套自動化采制樣設(shè)備。該設(shè)備完全符合中國有關(guān)行業(yè)標準，運行穩(wěn)定性高，所取礦石樣品檢測數(shù)據(jù)具有代表性、準確性。采用該設(shè)備進行取樣能夠減輕工人的勞動強度，節(jié)省了人力，提高了工作效率，對穩(wěn)定產(chǎn)量和質(zhì)量都具有十分重要的意義。

[參 考 文 獻]

[1]陸萍，葛培琪，孟劍鋒.機械設(shè)計基礎(chǔ)[J].濟南：山東科學技術(shù)出版社，2010.

[2] 煙臺金鵬礦業(yè)機械有限公司.煙臺金鵬礦業(yè)機械有限公司液體管道取樣機使用說明書[R].煙臺：煙臺金鵬礦業(yè)機械有限公司，2014.

[3] 李綱，李雨洋，李慶安，等.抽取或散裝礦石取樣機的設(shè)計與應(yīng)用[J].港口科技，2015（7）：25-28.

Application of track-suspended cut-off belt ore

sampler in Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd.

Wang Qingde

（ Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd. ）

Abstract： For now，most of ore sampling and preparation is done manually.Because of that，the sampling representiveness is poor，the detection data have low accuracy，and the number of people for sampling and supervision is big，which is extremely detrimental to following work.Therefore，Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd.applied track-suspended cut-off belt ore sampler.The paper introduced in detail the composition，working mechanism，operation method，technical requirement and parameters and features of the equipment.Industrial application shows that the equipment operates in a highly stable way，the detection data of sampled ores are representative and accurate; the workload for the workers is reduced and the efficiency is improved;the equipment is significant in stabilizing production and quality.The research can be used as reference by similar mines.

Keywords：track-suspended;cut-off;belt ore sampler;automatic ore sampling at the belt front;automatic control