DPQ型多功能破碎清塞机在诺普矿业的应用

王 琦,孙振波,王喜兵,吉万健,尚启文,郝其昌

(1.东北大学机械工程与自动化学院, 辽宁沈阳 110004;2.安徽霍邱诺普矿业有限公司,安徽六安市 238464;3.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司, 安徽马鞍山市 243004)

DPQ型多功能破碎清塞机在诺普矿业的应用

王 琦1,孙振波2,王喜兵2,吉万健3,尚启文3,郝其昌3

(1.东北大学机械工程与自动化学院, 辽宁沈阳 110004;2.安徽霍邱诺普矿业有限公司,安徽六安市 238464;3.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司, 安徽马鞍山市 243004)

矿山溜井口格筛经常发生大块阻塞,严重影响物料流动。通过联合研制破碎清塞机对大块物料进行破碎,对粉状物料进行破拱疏通,成功解决了矿山生产难题,取得高效、安全、节能、环保的多重效果。

机械破碎,多功能清塞机,无线遥控,负载反馈

诺普矿业公司由于井下破碎系统建设滞后,为此在各溜井口加装格筛限制大块,因而导致各溜井口格筛产生大块堵塞现象。为解决上述问题,公司结合自身的情况与中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司共同研制了 DPQ30HW型多功能破碎清塞机,以解决溜井格筛堵塞问题。

1 DPQ型多功能破碎清塞机

DPQ新型破碎清塞机的设备结构见图1。

图1 设备结构

1.1 设备主要参数

DPQ30H15/90-3.0/2.0-W型破碎清塞机主要设备参数见表1。该设备对岩石硬度系数 f=14～17的矿石,可将其最大块度在 1100 mm×1000 mm×400 mm的大块破碎到 350 mm以下,破碎能力较好。

表1 DPQ30H15/90-3.0/2.0-W型破碎清塞机主要参数

1.2 清塞方法

矿石阻塞入料口及格筛口的主要原因是:物料尺寸大于入料口或格筛孔尺寸;物料相互挤压形成棚料。针对产生原因,设备清塞方法如下:

(1)当物料三维、二维尺寸都大于入料口或格筛孔尺寸时,采用液压冲击锤或液压破碎钳破碎清塞。

(2)当物料一维尺寸大于入料口尺寸时,可采用破碎法,也可采用挑动、勾动、扒动法破坏棚料拱,使入料口疏通。

(3)当物料三维尺寸都小于入料口或格筛孔尺寸,因由于物料受潮粉状物相互挤压形成拱状棚料时,则可采用扒动、挖动、挑动、勾动法,破坏自然拱,使之散落料口疏通。

1.3 主要应用领域

多功能破碎清塞机应用领域众多。可用于各类矿山破碎机入料口、溜井格筛口处物料阻塞的破碎疏通处理;各类地下矿山放矿口处物料阻塞时的破碎及疏通;各类矿山、采石场的二次破碎;各冶炼厂对移动式钢包打壳、拆砖、拆包处理;各种冶金炉专用打壳,拆砖、清渣处理;各矿石码头、装卸站大块及结块阻塞处理。

2 设备的主要技术特点与创新点

2.1 主要技术特点

(1)采用低重心设计的机架底座强度大,且稳定性高。

(2)采用无齿型回转支承及双液压缸组成的回转机构,能有效抵抗由于冲击和加压产生的倾覆翻转力矩和回转力矩。

(3)大臂采用双油缸支承,构成了空间桁架结构,能够有效抵抗旋转产生的惯性力矩与横向拨动矿石时产生的横向力矩。

(4)二臂油缸置于大臂和二臂的下方,在相同的作业范围内,占用的空间小,针对井下使用的设备优点十分突出。

(5)主机同液压站分开布置,降低了高度,隔离了震动,更适合井下设备的安装和布局。

(6)液压系统选用负载敏感变量泵,电磁比例控制系统,各执行元件运动速度与负载变化无关,因而能快速准确的捕捉到打击点和调整打击方向,工作效率高,又十分节能。

(7)控制系统采用无线遥控、有线电控、手动 3种控制方式,并能方便快速转换,控制方便灵活可靠。操纵者视角好,可在最安全的地点操纵。

(8)电气系统采用 PLC控制器,抗震性能好,工作可靠。

2.2 创新点

设备的主要技术资料提交给国家一级科技查新报告咨询单位——安徽省科学技术情报研究所,对国内期刊、专利、成果论文等 11个数据库 1989～2008年期间内进行查新,并联机检索了美国 国际联机情报检索系统中与该课题有关的“科学文摘、美国政府研究报告、工程索引、科学引文索引、日本科学与技术、法国文献通报”6大数据库,证明无线遥控、电动、手动 3种方式快速转换,负载反馈式电磁比例调速无线遥控,利用油缸推动回转支承的无线遥控等 3点为研发创新点。

与此同时,该设备已获得 2项实用新型专利,专利号分别为:ZL200820185071.3,ZL200820185072.8。

3 在诺普矿业的应用

自 2008年 10月 5日诺普矿业使用多功能破碎清塞机至今,使用情况良好,能适应井下工况条件,性能稳定可靠,操作安全便捷。此设备投入使用,节省了基建投资,提高了矿山出矿量,降低了运营成本,产生了很好的经济效益和安全环保节能效益。

3.1 基建投资

经过改进设计后公司节省了一台颚式破碎机,一台振动给料筛和一台双梁起重机。这些设备与研制的破碎清塞机的价格与型号列表对比见表2。

表2 节省基建投资项目

3.2 溜井出矿量

人工破碎大块时的产量是 900 t/d,而现在的产量是 1200 t/d。每年增加的直接经济效益为 324万元。

3.3 运营成本

(1)减少了人工成本。在使用清塞机设备后,原岗位人员由 8人减少为只需 4人。按目前井下作业工人平均工资 3000元 /月计算,每年减少人员费用支出 20万元以上。加上原来设计颚式破碎机及振动筛还有 8名操作工,总计每年保节省人工成本60万元以上。

(2)节省了电费成本。低矮式颚式破碎机的功率为 110K W、振动筛的功率为 11 kW、双梁起重机的功率为 10 kW,而多功能破碎清塞机的功率为 30 kW,除起重机为维护安装等使用,颚式破碎机与振动筛以及多功能破碎清塞机的使用效率为 80%,每天节省的电量为 1747.2 kW·h,每年节省费用达63.8万元。

(3)由于在井下进行了二次破碎,因而提升了选矿厂的初碎生产率,这也能创造一定经济效益。

另外,设备代替了繁重的人工破碎大块作业,改善了劳动条件,劳动安全性得到极大提高,有效防止了人身安全事故。采用电力拖动,无有害气体排放,同时设备配置了负载敏感控制的液压系统,节能环保。

4 结 论

(1)针对矿山开采中因大块和棚料造成的堵塞等问题,研制出了既具有破碎功能,又具有清塞功能的多功能破碎清塞机,对于矿山生产的正常运行、提高出矿效率具有重要意义。

(2)该设备的机械系统具有 5个自由度,配备专用工具,可实现冲击破碎、钳碎、挑动、勾动、扒动、挖动、铲动、抓动等多功能作业;液压系统采用负载反馈式电磁比例先导传动,系统节能性好;控制系统采用无线遥控、电控和手动 3种方式,并能快速相互转换,电气系统采用 PLC控制,操作方便,工作可靠。

(3)该设备在安徽霍邱诺普矿业公司得到成功应用,经过工业试验和近两年的生产应用,各项技术指标达到设计要求,产生了明显的经济效益和社会效益,具有广阔的推广应用前景。

[1] 安徽省科学技术情报研究所.查新报告 (20085315号)[R].合肥:安徽省科学技术情报研究所,2008.

[2] 李望生.液压碎石机及其主机主要参数的确定和匹配[J].矿业研究与开发,1994,14(3):41～46.

[3] 沈立盛.液压碎石机选型问题探讨[J].矿业研究与开发,2000,20(3):32～33.

2010-07-06)