礦用布料機的筑堆和移設

張 玨

（太原重工股份有限公司技術中心， 山西 太原 030024）

1 布料機應用介紹

礦用自移式橋式布料機系統(tǒng)（以下簡稱布料機）是一種大型露天礦用物料輸送和堆存設備。在智利的埃斯康迪達和緬甸的萊比塘[1]，布料機被用于濕法煉銅的礦石堆浸；在澳大利亞的平賈拉和奎那那，布料機被用于鋁礦赤泥尾礦的堆存[2]。本文介紹布料機在銅礦中的堆浸和移設工藝。

布料機工作在露天銅礦的堆浸場內(nèi)，位于礦石“開采-破碎-轉運-堆浸”物料流的最末端，如圖1所示。堆浸場由若干個矩形堆浸單元并排組成。每個堆浸單元在完成堆場底墊的鋪設后，布料機將破碎后的礦石經(jīng)膠帶輸送機均勻筑堆在堆浸單元，并通過履帶式的自行移動和膠帶機的移設，將筑堆范圍覆蓋整個堆浸場。所有堆浸單元完成生產(chǎn)后，在原位置繼續(xù)筑堆進行下一層的生產(chǎn)。

圖1 露天銅礦主要工藝流程

相比傳統(tǒng)的礦用汽車筑堆，布料機筑堆的優(yōu)勢在于經(jīng)濟性和工藝性。大型礦場的堆浸場距離破碎站通常較遠，膠帶輸送機的后期運行成本較低。另外，礦用汽車多次往復運輸對礦石的夯實效果顯著，降低了物料的松散系數(shù)，不利于噴淋液體的充分滲透和浸出。履帶式布料機的接地比壓通常比汽車小一個數(shù)量級[3]，保持了礦石筑堆時的松散狀態(tài)，提高了礦石的浸出率。

2 布料機組成

根據(jù)堆浸場地的大小形狀、上游膠帶機的布置形式、布料方式等的不同，布料機可分為多種類型和組成方式。本文介紹一種適合于大運量、較寬堆浸單元、矩形布料方式的布料機，其系統(tǒng)組成形式為“可移設膠帶機+卸料車+布料橋+布料車”，如圖2所示。

圖2 布料機系統(tǒng)組成圖（俯視）

1）可移設膠帶機的尾站（受料槽）承接上游主膠帶機。中間架由多個獨立的膠帶托輥架組成，托輥架之間通過柔性鋼軌聯(lián)接。移設膠帶機的頭站（驅動端）設計為履帶自移式。

2）卸料車橫跨在可移設膠帶機之上，可沿著膠帶方向自由行走，將膠帶機的物料提升至卸料點，并為移設膠帶提供張緊。

3）布料橋為多履帶支撐的長跨距鋼結構桁架，其長度應能覆蓋一個堆浸單元的寬度。帶式輸送機位于布料橋鋼結構上方，履帶可驅動布料橋沿兩個方向自由行走。

4）布料車沿著布料橋上的鋼軌行駛，并抬高物料，經(jīng)過垂直轉載將礦石筑堆在布料橋兩側。布料車本質(zhì)也是一臺小型卸料車，為與移設膠帶機上的卸料車區(qū)分，將其命名為布料車。

3 布料機的筑堆

銅礦石經(jīng)破碎達到堆浸工藝要求的粒度后，經(jīng)主膠帶機轉載至移設膠帶機，并通過卸料車卸至布料橋上的膠帶。布料車抬升布料橋上的膠帶，并通過轉載改變物料的流向，將礦石均布在布料橋的某一側。布料車在布料的同時沿布料橋從堆浸單元的一邊行走至另一邊，隨后布料橋整體平移一個步距，布料車反向行駛布料，如此像織布的梭子一般不斷往復走“弓”字路線，直至覆蓋整個堆浸單元，如圖3所示。

圖3 布料機筑堆過程

布料機在一次移設周期內(nèi)只進行一個堆浸單元的筑堆作業(yè)。

4 布料機的移設

在布料機完成一個堆浸單元的筑堆作業(yè)后，需要將其移設至下一個堆浸單元。布料機的移設主要包括兩項工作，即膠帶機（含卸料車）的移設和布料橋（含布料車）的移設。

4.1 可移設膠帶機（含卸料車）的平行移設

由于布料機頻繁移設的需求，可移設膠帶機的頭站（驅動端）應設計為履帶驅動式。尾站（受料槽端）由推土機進行拖拽。加裝移設頭的推土機拖拽中間托輥架的柔性鋼軌。為了滿足卸料車的最小轉彎半徑和鋼軌的剛度要求，移設膠帶機應分多個步次逐步完成。假設移設膠帶機長度500 m，需平行移設200 m，每步移設50 m，需4個循環(huán)完成。詳細過程如下：

1）準備工作：包括布料機停止工作，可移設膠帶機膠帶松弛，在地面每隔50 m畫線，準備推土機等。

2）將卸料車行駛至靠近尾站約120 m范圍內(nèi)。

3）移設機（加裝移設頭的推土機）從靠近尾站約120 m處夾持鋼軌，向頭站方向拖拽移動，使鋼軌平移1 m，共計拖拽25次，使尾站120 m至頭站段的鋼軌共計平移25 m，中間拖拽出類S形的過渡段（長度120 m），以保證卸料車的通過。頭站由履帶驅動同步平移25 m。

4）卸料車沿S彎行駛至平行移設后的鋼軌（距尾站240 m以后段）。

5）移設機從靠近尾站約240 m處夾持鋼軌，向尾站方向拖拽移動，多次拖拽使尾站至240 m段鋼軌平移50 m，同樣留出類S形的過渡段。推土機拖拽尾站，同步平移50 m。

6）卸料車行駛至尾站約120 m范圍內(nèi)。

7）移設機從靠近尾站約120 m處夾持鋼軌，向頭站方向拖拽移動，使鋼軌平移50 m，留出類S形的過渡段。頭站由履帶驅動同步平移50 m。

8）卸料車沿S彎行駛至平行移設后的鋼軌（距尾站240 m以后段）。

9）移設機從靠近尾站約240 m處夾持鋼軌，向尾站方向拖拽移動，多次拖拽使尾站至240 m段鋼軌平移50 m，同樣留出類S形的過渡段。推土機拖拽尾站，同步平移50 m。

重復6）—9）的工作，直至完成4次共200 m的平移，最后一次移設機拖拽鋼軌平移25 m使膠帶機成為一條直線。步驟2）—6）的示意圖見下頁表1。

4.2 布料橋（含布料車）的移設

布料橋由多組履帶行走機構支撐，各組履帶獨立驅動聯(lián)鎖控制，可實現(xiàn)行走（沿橋方向）、平移（垂直橋方向）、轉向、扇形偏轉。但由于地面阻力較大，各履帶無法進行原地轉彎，需同時行走和轉彎，如圖4所示。在完成可移設膠帶機的平行移設后，可進行布料橋（含布料車）的移設。其詳細步驟如下，并見圖5：

表1 膠帶機移設過程示意

1）準備工作：本堆浸單元布料結束前預留出布料橋的轉向空間。修筑轉彎和通往下一個堆浸單元的路基。布料車駐車制動[4]。

2）布料橋同時行走和轉彎，調(diào)整履帶方向由垂直橋體轉至平行橋體。

3）布料橋順著橋體方向行駛至下一堆浸單元。

4）在新堆浸單元的一端同時行走和轉彎，調(diào)整履帶方向由平行橋體轉至垂直橋體。

圖4 布料橋的行走轉向

5 結論

1）布料機用于濕法煉銅中礦石的堆浸工藝。

圖5 布料橋的移設（轉場）

2）在長運距、大運量的工況下，相較于汽車筑堆，布料機在經(jīng)濟性和公益性上更具優(yōu)勢。

3）在每個堆浸單元中，布料橋和布料車配合運動，沿“弓”字軌跡使礦石布滿整個矩形區(qū)域。

4）一個堆浸單元筑堆結束后，需要將可移設膠帶機和布料橋分別移設至下一個堆浸單元。