張星凱

(中鐵建銅冠投資有限公司， 安徽 銅陵 244000)

1 前言

米拉多銅礦是厄瓜多爾東南部薩莫拉- 欽奇佩省境內(nèi)的一個(gè)大型銅礦床。礦床中目前回收的有用金屬為銅，項(xiàng)目由中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力為2 000萬(wàn)t/a，礦石破碎機(jī)及輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為5 400 t/h，最大輸送量6 400 t/h，設(shè)備性能?chē)?guó)際領(lǐng)先。

礦石破碎站及膠帶輸送系統(tǒng)的工藝過(guò)程：來(lái)自采場(chǎng)的礦石通過(guò)旋回破碎機(jī)破碎后進(jìn)入受礦倉(cāng)，然后通過(guò)倉(cāng)下的重型板式給料機(jī)向轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)給料，轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)在No.1轉(zhuǎn)運(yùn)站將礦石轉(zhuǎn)運(yùn)至1#礦石膠帶機(jī)上，1#礦石膠帶機(jī)在No.2轉(zhuǎn)運(yùn)站將礦石轉(zhuǎn)運(yùn)至2#礦石膠帶機(jī)上，2#礦石膠帶機(jī)向選礦廠的粗礦堆供礦。轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)受料處膠帶面絕對(duì)標(biāo)高為1 155.5 m，2#礦石膠帶機(jī)卸料處膠帶面絕對(duì)標(biāo)高964.6 m，系統(tǒng)輸送高度為-190.9 m，正常生產(chǎn)時(shí)此系統(tǒng)屬于發(fā)電狀態(tài)[1]。

礦石破碎站主要設(shè)備：1臺(tái)PG60-110E旋回破碎機(jī)，由美卓礦機(jī)提供；1臺(tái)AF12-3048MN-8000重型板式給料機(jī)，由美卓礦機(jī)提供；1臺(tái)125/32 t吊鉤橋式起重機(jī)，由太原重工股份有限公司提供。

礦石膠帶輸送系統(tǒng)由3條膠帶輸送機(jī)組成。其設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。3條輸送機(jī)均由比塞洛斯淮南機(jī)械有限公司提供，鋼絲繩芯膠帶[2]。

表1 礦石膠帶輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

2 礦石破碎站及膠帶輸送系統(tǒng)重負(fù)荷試車(chē)前準(zhǔn)備

重負(fù)荷試車(chē)前，礦石破碎站及膠帶輸送系統(tǒng)已完成單機(jī)試車(chē)及系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)試車(chē)。在設(shè)備性能正常、電控等保護(hù)裝置完善的前提下才能開(kāi)展重負(fù)荷試車(chē)，同時(shí)通訊設(shè)施、交通工具及安全、環(huán)保措施必須到位。

2.1 重負(fù)荷試車(chē)礦石用量

根據(jù)旋回破碎機(jī)磨合要求，試生產(chǎn)過(guò)程各階段負(fù)荷率、對(duì)應(yīng)的礦石處理量、各階段連續(xù)試生產(chǎn)時(shí)間見(jiàn)表2。采礦場(chǎng)需同步做好供礦計(jì)劃。

表2 礦石破碎站及膠帶輸送系統(tǒng)重負(fù)荷試車(chē)計(jì)劃

各檢查點(diǎn)須詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。如問(wèn)題不影響系統(tǒng)試車(chē)，則不中斷試車(chē)工作，留待試車(chē)后集中處理。如問(wèn)題達(dá)到參數(shù)設(shè)置極限值，設(shè)備或系統(tǒng)將自動(dòng)停車(chē)。

各崗位巡檢員、專(zhuān)業(yè)點(diǎn)檢員、安全環(huán)境檢查員根據(jù)自己的職責(zé)，在各設(shè)備點(diǎn)檢表及崗位交接班記錄本上詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及存在問(wèn)題，供評(píng)定試車(chē)結(jié)果。

2.2 明確開(kāi)停車(chē)順序及其他保護(hù)措施

重負(fù)荷試車(chē)過(guò)程中嚴(yán)格按照聯(lián)動(dòng)試車(chē)已經(jīng)確定檢查過(guò)的開(kāi)停車(chē)順序進(jìn)行。開(kāi)車(chē)順序：冷卻循環(huán)水—2#膠帶輸送機(jī)—1#膠帶輸送機(jī)—轉(zhuǎn)載膠帶輸送機(jī)—重型板式給料機(jī)(粉礦回收膠帶機(jī)同步啟動(dòng))—除鐵器- 旋回破碎機(jī)。停車(chē)順序：旋回破碎機(jī)—重型板式給料機(jī)(粉礦回收膠帶機(jī)同步停)—除鐵器—轉(zhuǎn)載膠帶輸送機(jī)—1#膠帶輸送機(jī)—2#膠帶輸送機(jī)—冷卻循環(huán)水。

從聯(lián)動(dòng)試車(chē)開(kāi)始，系統(tǒng)開(kāi)停車(chē)工作將由現(xiàn)場(chǎng)人工啟停轉(zhuǎn)換至自動(dòng)控制系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行，自動(dòng)控制系統(tǒng)操作臺(tái)設(shè)在旋回破碎站控制室，操作人員通過(guò)電腦操作界面完成設(shè)備或系統(tǒng)的開(kāi)停車(chē)作業(yè)。具體步驟：控制室操作人員通過(guò)對(duì)講機(jī)通知各崗位操作人員將設(shè)備啟動(dòng)旋紐切換到遠(yuǎn)程狀態(tài)，控制室給出啟動(dòng)警報(bào)(聲光報(bào)警，持續(xù)5秒)，先逐臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)設(shè)備可啟動(dòng)后，切換至遠(yuǎn)程自動(dòng)操作，由自控系統(tǒng)按設(shè)定好的程序啟動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。

碎礦系統(tǒng)的順序與聯(lián)鎖控制：為了防止重負(fù)荷試車(chē)過(guò)程中后序作業(yè)因特殊原因突然停止時(shí)，前序作業(yè)來(lái)不及停止而產(chǎn)生更大的事故，因此在自動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)該作業(yè)系統(tǒng)設(shè)定順序與聯(lián)鎖控制。碎礦系統(tǒng)的順序與聯(lián)鎖控制程序主要有：在遠(yuǎn)程自動(dòng)運(yùn)行模式下，后序設(shè)備沒(méi)有啟動(dòng)運(yùn)行，前序設(shè)備將保護(hù)性地不允許啟動(dòng)。任何設(shè)備故障停車(chē)時(shí)，其前面工序作業(yè)都將保護(hù)性停止運(yùn)行。

為防止旋回破碎機(jī)破碎產(chǎn)品對(duì)重型板式給料機(jī)鏈板面的強(qiáng)烈沖擊，破碎機(jī)下方的受料倉(cāng)嚴(yán)禁開(kāi)空，應(yīng)始終保持一定的料位。在重負(fù)荷試車(chē)啟動(dòng)前，應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)備約500 t粉礦由破碎機(jī)進(jìn)入受料礦倉(cāng)，起到鏈板緩沖墊層的作用。

3 重負(fù)荷試車(chē)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決措施

礦石破碎站及膠帶輸送系統(tǒng)于7月18號(hào)完成整體聯(lián)動(dòng)試車(chē)，進(jìn)入重負(fù)荷試車(chē)階段。在2個(gè)月的重負(fù)荷試車(chē)周期內(nèi)，設(shè)備運(yùn)行情況逐漸趨于正常，生產(chǎn)系統(tǒng)逐步穩(wěn)定，系統(tǒng)產(chǎn)能達(dá)到6 400 t/h，超過(guò)了設(shè)計(jì)能力?，F(xiàn)將試生產(chǎn)主要實(shí)踐加以總結(jié)，以供同類(lèi)項(xiàng)目借鑒。

3.1 試車(chē)不能連續(xù)

潤(rùn)滑系統(tǒng)采用水冷方式。即冷卻塔處理后的冷水由管道泵送入潤(rùn)滑站冷卻器進(jìn)水口，通過(guò)熱交換后，冷卻器排出熱水至冷卻塔強(qiáng)制散熱，循環(huán)利用。根據(jù)破碎機(jī)操作手冊(cè)，采用ISO68級(jí)潤(rùn)滑油，回油管油溫正常設(shè)定值為39 ℃～46 ℃，報(bào)警溫度46 ℃，高溫強(qiáng)制停車(chē)溫度值為52 ℃[3]。

重負(fù)荷試車(chē)約1 h時(shí)間，旋回破碎機(jī)因潤(rùn)滑站回油溫度超過(guò)正常設(shè)定值而強(qiáng)制停車(chē)。其原因分析如下：

(1) 旋回破碎機(jī)傳動(dòng)齒輪磨合不到位。因旋回破碎機(jī)大齒輪底面加工精度欠缺，造成設(shè)備傳動(dòng)時(shí)摩擦加大、熱量增加。安裝時(shí)雖使用油石對(duì)齒輪進(jìn)行了初步打磨處理，但因磨合期不夠，齒輪嚙合額外散熱現(xiàn)象嚴(yán)重。

(2) 動(dòng)錐空轉(zhuǎn)過(guò)快。因旋回破碎機(jī)處理能力大，第一和第二階段試車(chē)時(shí)供礦量小，破碎機(jī)腔內(nèi)不僅不能形成擠滿給礦，而且時(shí)常出現(xiàn)動(dòng)錐空載快速旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象?？辙D(zhuǎn)不僅消耗電能做無(wú)用功，而且產(chǎn)生額外的熱量，增加了潤(rùn)滑系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

(3) 潤(rùn)滑站冷卻水設(shè)計(jì)能力不足。施工圖設(shè)計(jì)中，潤(rùn)滑站循環(huán)冷卻水設(shè)施采用2臺(tái)8 m3/h的管道泵(其中1臺(tái)備用)和1臺(tái)12 m3/h逆流式冷卻塔。管道泵將冷卻塔冷卻后的水揚(yáng)送到潤(rùn)滑站冷卻器進(jìn)水口，冷卻器熱水返回到冷卻塔。設(shè)計(jì)只考慮正常生產(chǎn)時(shí)最小循環(huán)冷卻水用量，未考慮試車(chē)時(shí)磨合和動(dòng)錐空轉(zhuǎn)等非正常工作狀態(tài)下額外散熱所需的冷卻水量。這也是回油溫度爆表的原因之一。

正對(duì)回油溫度爆表，現(xiàn)場(chǎng)采取的解決措施如下：

首先采用加大潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻水量的辦法，將冷水泵由設(shè)計(jì)的1臺(tái)生產(chǎn)1臺(tái)備用改為2臺(tái)同時(shí)生產(chǎn)。潤(rùn)滑系統(tǒng)循環(huán)水水量雖加大了一倍，但因冷卻塔能力所限，隨著破碎機(jī)開(kāi)車(chē)時(shí)間加長(zhǎng)，冷水溫度不斷上升，回油油溫也不斷上升，旋回破碎機(jī)同樣遭到強(qiáng)制停車(chē)。2019年8月15日，回油管溫度隨開(kāi)車(chē)時(shí)間升高記錄詳見(jiàn)表3。

表3 回油管溫度隨開(kāi)車(chē)時(shí)間升高記錄

后采用在冷水箱中投加冰塊強(qiáng)制降溫的辦法。由于冰塊消耗量太大，無(wú)法長(zhǎng)期采用。

目前采用熱水定期整體更換的方法。即待旋回破碎機(jī)開(kāi)車(chē)接近1h,用水車(chē)中自然新水置換水箱中水，使循環(huán)冷卻水水溫恢復(fù)到開(kāi)車(chē)前的溫度。此辦法雖能控制回油溫度，但需附加水車(chē)，也不是長(zhǎng)久之計(jì)。

根本的解決辦法是更換冷卻塔和循環(huán)泵。根據(jù)試生產(chǎn)得到的數(shù)據(jù)，采用1臺(tái)21 m3/h冷卻塔、2臺(tái)21 m3/h·臺(tái)循環(huán)水泵(其中1臺(tái)備用)即能滿足各種工況要求。此設(shè)備正在訂貨中。

3.2 人員無(wú)法在平臺(tái)站立

重型板式給料機(jī)鏈板由1臺(tái)18 kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鏈板間縫隙落下的粉料通過(guò)膠帶機(jī)收集排至轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)上。施工圖在高度1.2 m處設(shè)有鏈板傳動(dòng)部分的操作平臺(tái)，給料機(jī)傳動(dòng)部分與平臺(tái)脫離。重負(fù)荷試車(chē)初期，在10 Hz和20 Hz的電機(jī)頻率下，平臺(tái)振動(dòng)不明顯。電機(jī)頻率30 Hz時(shí)平臺(tái)振動(dòng)顯現(xiàn)，40 Hz時(shí)振動(dòng)厲害，50 Hz人員無(wú)法在平臺(tái)站立。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，平臺(tái)與給料機(jī)在一處焊接相連，顯然振源來(lái)自給料機(jī)的傳動(dòng)部分。將給料機(jī)的傳動(dòng)部分拆卸后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)聯(lián)軸器的梅花形彈性體(橡膠件)損壞，更換后電機(jī)振動(dòng)大幅度降低，但還未達(dá)到到正常范圍內(nèi)。進(jìn)一步的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，聯(lián)軸器的孔與電機(jī)的軸間隙偏大，導(dǎo)致不能對(duì)中，采用樂(lè)泰膠處理了間隙后再進(jìn)行電機(jī)振動(dòng)測(cè)試，振動(dòng)值滿足正常范圍。操作平臺(tái)振動(dòng)恢復(fù)正常范圍。

3.3 停車(chē)維修

試車(chē)時(shí)，轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)發(fā)生兩次縱向撕裂，撕裂長(zhǎng)度分別約為52 m和2.1 m。撕裂位置均在膠帶機(jī)受料漏斗落料處，初步判斷是從重型板式給料機(jī)排出的金屬異物刺穿膠帶所致。第一次撕裂時(shí)，防撕裂裝置因故障未動(dòng)作，膠帶損壞長(zhǎng)達(dá)52 m，造成3天停車(chē)維修。第二次撕裂時(shí)，防撕裂裝置動(dòng)作，損壞長(zhǎng)度較短。由于安裝空間受限，除鐵器只能布置在轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)受料點(diǎn)后面，對(duì)受料處鐵件不起作用。為此，漏斗的型式就顯得格外重要。雖轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)采用敞開(kāi)式直接受料方式，沿礦流方向漏斗寬度漸大，以釋放礦石對(duì)漏斗的側(cè)面擠壓力，從而降低皮帶撕裂發(fā)生的概率,但下料情況太復(fù)雜，漏斗的特殊設(shè)計(jì)也不能完全避免事故發(fā)生。

受膠帶修復(fù)膠供應(yīng)限制，52 m撕裂段只能暫時(shí)空載不布礦，攝像頭得到的信號(hào)傳遞到中控室控制重型板式給料機(jī)的啟停，從而達(dá)到撕裂段空載的目的。在等待修復(fù)膠的時(shí)間里，先將縱向撕裂段用φ3.2 mm焊條鐵絲間隔250 mm簡(jiǎn)單捆綁，每個(gè)點(diǎn)可以綁兩道。綁頭留在膠帶工作面?zhèn)?，綁頭對(duì)托輥和滾筒不會(huì)產(chǎn)生傷害。在52 m不布料的情況下，系統(tǒng)運(yùn)輸能力仍有5 100 t/h。

3.4 清理工作量大

與重型板式給料機(jī)配套的攔礦板和排礦漏斗由美卓礦機(jī)一起提供[4]。重負(fù)荷試車(chē)時(shí)，由于攔礦板與排礦漏斗(1)寬度不一致，在驅(qū)動(dòng)滾筒中心線處兩者連接不緊密，造成持續(xù)礦石散落現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)散落的礦石直接淹沒(méi)下方的粉料收集膠帶機(jī)傳動(dòng)裝置，造成粉料收集膠帶機(jī)減速機(jī)齒輪過(guò)負(fù)荷斷裂，同時(shí)造成操作平臺(tái)堆礦嚴(yán)重、清理困難。

重型板式給料機(jī)與攔礦板及排礦漏斗現(xiàn)狀關(guān)系如圖1所示。鏈板褶邊內(nèi)側(cè)的寬度為3 048 mm，攔礦板寬度為2 902 mm，排礦漏斗(1)寬度為3 277 mm，排礦漏斗(1)單側(cè)比攔礦板寬187.5 mm。每側(cè)兩塊寬187.5 mm的鋼板分別于攔礦板和排礦漏斗(1)焊接，然后通過(guò)螺栓將兩塊187.5 mm的鋼板連接，即完成攔礦板和排礦漏斗(1)的連接。在驅(qū)動(dòng)滾筒中心線處鏈板改向運(yùn)行，為適應(yīng)鏈板改向，排礦漏斗(1)設(shè)計(jì)了R539 mm的豁口。礦石在排料時(shí)呈拋落松散狀態(tài)，再加上此處礦料寬度由2 902 mm擴(kuò)放至3277 mm，造成兩側(cè)187.5 mm范圍內(nèi)粒度較小的礦石越過(guò)鏈板褶邊通過(guò)豁口落至下方的粉料收集膠帶機(jī)上或操作平臺(tái)上。

圖1 重型板式給料機(jī)與攔礦板及排礦漏斗現(xiàn)狀關(guān)系圖

根據(jù)同類(lèi)礦山的經(jīng)驗(yàn)，攔礦板及排礦漏斗(1)的寬度相同，才能最大限度地減少礦料在驅(qū)動(dòng)滾筒處的散落。鏈板改向時(shí)，礦石雖呈拋落松散狀態(tài)，因攔礦板與排料漏斗(1)寬度相同，靠近漏斗側(cè)壁的拋落礦受限于漏斗壁的約束，基本上自然垂直落于正下方的轉(zhuǎn)載膠帶輸送機(jī)上，只有極少量的細(xì)粒礦石穿過(guò)鏈板面與豁口之間的縫隙再越過(guò)鏈板褶邊散落到操作平臺(tái)上，然后通過(guò)散落物料收集溜槽將少量細(xì)粒礦石排至排礦漏斗(2)中。正確的重型板式給料機(jī)與攔礦板及排礦漏斗關(guān)系如圖2所示。

圖2 正確的重型板式給料機(jī)與攔礦板及排礦漏斗關(guān)系圖

4 結(jié)論

從米拉多銅礦礦石破碎站及輸送系統(tǒng)在試車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的情況，可以得到：

(1) 首先，設(shè)計(jì)者必須熟悉設(shè)備性能和試車(chē)各個(gè)階段可能出現(xiàn)的情況，施工圖中必須對(duì)各種情況有應(yīng)對(duì)設(shè)施。

(2) 施工單位設(shè)備安裝時(shí)必須首先檢查各部件是否完好，必須嚴(yán)格按圖施工。

(3) 試車(chē)前所有的保護(hù)設(shè)施必須準(zhǔn)確到位，不留死角。