大型排巖系統(tǒng)膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)站綜合研究

謝德華

（鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 鶴慶 671507）

隨著我國(guó)露天礦山進(jìn)行深凹采礦，采剝的運(yùn)輸距離在增大，采剝成本大幅上升，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率降低。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采剝成本大約是一個(gè)礦山企業(yè)總成本的50%～60%，所以降低采剝費(fèi)用將是快速提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。采礦運(yùn)輸常見的就是汽車、鐵路及膠帶運(yùn)輸，而大型露天深凹采礦廢石運(yùn)輸主要采用汽車—膠帶運(yùn)輸聯(lián)合方式，該方式運(yùn)輸成本低、運(yùn)輸方式靈活。膠帶排土無(wú)法排到的死區(qū)及短距離排土就采用汽車排土，汽車與膠帶聯(lián)合排土方式為企業(yè)帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)根據(jù)礦山廢石的性質(zhì)設(shè)計(jì)膠帶系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站是一項(xiàng)非常重要的工作，轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)不合理將導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)站頻繁發(fā)生堵料、劃傷膠帶、扎傷膠帶等事故，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行效率。

1 轉(zhuǎn)運(yùn)站問(wèn)題系統(tǒng)分析

轉(zhuǎn)運(yùn)站一般常見問(wèn)題是堵料、扎傷皮帶或劃傷皮帶，特別當(dāng)有尖銳物體時(shí)會(huì)劃傷膠帶幾十米甚至上百米，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間及增加維護(hù)成本。目前劃傷膠帶采取快速修復(fù)辦法就是采用冷補(bǔ)方式，而扎傷膠帶都會(huì)損壞膠帶鋼絲繩，只能采取硫化形式修補(bǔ)，做好損壞鋼絲繩處的搭接，確保膠帶安全性。

1.1 扎傷或劃傷膠帶分析

扎傷或劃傷膠帶都是轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致廢石直接下落到膠帶上，致使膠帶劃傷或扎傷，運(yùn)行示意圖如圖1。

圖1

劃傷膠帶一般都是尖銳物體擊穿膠帶的位置與轉(zhuǎn)運(yùn)站下料口緩沖床位置接口處，擊穿膠帶后卡在緩沖床接口位置劃傷膠帶，隨著膠帶運(yùn)行向前的拉力帶走尖銳物，此次劃傷膠帶過(guò)程結(jié)束，但同時(shí)膠帶瞬間將被劃傷幾十米甚至上百米。大致示意圖如圖2。

圖2

圖3

1.2 轉(zhuǎn)運(yùn)站堵料

轉(zhuǎn)運(yùn)站在設(shè)計(jì)時(shí)一定要根據(jù)礦山廢石性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)，否則轉(zhuǎn)運(yùn)站在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)常性發(fā)生堵料。根據(jù)北衙公司廢石含泥約在20%～30%的運(yùn)行情況，轉(zhuǎn)運(yùn)站發(fā)生堵料情況不僅僅出現(xiàn)在轉(zhuǎn)運(yùn)站物料落料口處，會(huì)出現(xiàn)落料口未堵料，而是在轉(zhuǎn)運(yùn)站進(jìn)料口上方發(fā)生堵料。示意圖如圖3。

2 轉(zhuǎn)運(yùn)站劃傷、擊穿膠帶及堵料問(wèn)題解決措施

劃傷膠帶或擊穿膠帶事故一般都是轉(zhuǎn)運(yùn)站下料口沒(méi)有緩沖平臺(tái)，導(dǎo)致廢石直接下落沖擊到皮帶上出現(xiàn)劃傷或擊穿膠帶事故。為解決以上問(wèn)題需在轉(zhuǎn)運(yùn)站下料槽中安裝緩沖平臺(tái)，來(lái)降低廢石下落沖擊能量以降低對(duì)膠帶劃傷的可能性。

首先，轉(zhuǎn)運(yùn)站上部設(shè)計(jì)。一般上部設(shè)計(jì)都需要采用巖箱形式來(lái)降低上部料倉(cāng)的使用壽命及吸收廢石平拋的能量，降低對(duì)下部料倉(cāng)或膠帶的沖擊力，而上部料倉(cāng)設(shè)計(jì)如果沒(méi)有合理計(jì)算將導(dǎo)致上部料倉(cāng)通過(guò)能力不足而出現(xiàn)堵料。

根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向速度Vx=Vo（皮帶運(yùn)行速度）、豎直方向速度Vy=gt、水平方向位移X=Vot、豎直方向位移y=1/2gt2（圖 4）。

根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理得出上部料倉(cāng)巖箱的大小，計(jì)算如下：

所以在改造料倉(cāng)上部巖箱時(shí)，巖箱邊沿距離與滾筒直徑最少距離：示意圖見圖5。

圖4

圖5

其次，保障避免廢石或降低劃傷膠帶事故的解決辦法，就是必須讓廢石在料斗下落過(guò)程中有緩沖平臺(tái)，最大限度降低廢石下落產(chǎn)生的重力勢(shì)能。根據(jù)料倉(cāng)的高度情況進(jìn)行安裝緩沖平臺(tái)，在安裝緩沖平臺(tái)時(shí)要考慮廢石的通過(guò)能力，避免通過(guò)能力不足產(chǎn)生堵料，主要注意事項(xiàng)如下。

（1）安裝緩沖平臺(tái)的長(zhǎng)度要能保障廢石在此平臺(tái)上處于滑落的過(guò)程。

（2）緩沖上平臺(tái)與緩沖下平臺(tái)之間的距離要根據(jù)廢石系統(tǒng)處理能力進(jìn)行分析，確保上下距離滿足廢石瞬時(shí)通過(guò)能力。

（3）最底層緩沖平臺(tái)到下條輸送帶的高度要考慮整個(gè)廢石膠帶系統(tǒng)最大運(yùn)輸廢石塊度的1.5倍，防止廢石意外掉落到下膠帶后無(wú)法通過(guò)緩沖平臺(tái)導(dǎo)致劃傷膠帶事故。

（4）緩沖平臺(tái)最好安裝為可調(diào)式平臺(tái)，可以根據(jù)廢石性質(zhì)及實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行調(diào)整，確保廢石能快速滑落平臺(tái)卻又不會(huì)生產(chǎn)堵料情況，簡(jiǎn)圖見圖6。

再次，廢石膠帶系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站堵料問(wèn)題應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到系統(tǒng)物料性質(zhì)、水分及含泥粘度等相關(guān)因數(shù)，綜合系統(tǒng)物料性質(zhì)因素后在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)站料斗時(shí)就考慮緩沖平臺(tái)長(zhǎng)度、高度及巖石通過(guò)沖擊形成的坡度、下料口出口高度等，確保轉(zhuǎn)運(yùn)站的通過(guò)能力防止堵料。

圖6

3 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)計(jì)合理性是確保新建一套廢石膠帶系統(tǒng)能否快速正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一，設(shè)計(jì)不合理將導(dǎo)致廢石頻繁砸穿、劃傷膠帶及頻繁堵料，無(wú)法滿足系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以在轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)及改造方面要綜合廢石性質(zhì)及運(yùn)行軌跡進(jìn)行改造，解決劃傷及堵料問(wèn)題。