长距离带式输送机清洗工艺优化研究

刘 卫，罗雄清，陈炳如

紫金矿业集团股份有限公司 福建上杭 364200

笔 者优化改造的带式输送机输送长度为 2 100 m，带强为 ST2500，带宽为 1 400 mm；输送物料为硬质铜矿石，粒度小于 300 mm；带速为 2.6 m/s，输送量为 3.8 万 t/d。该带式输送机投产至今已有 3 a，前期采用合金清扫器清扫输送带，回程时出现输送带清洗不干净，出现返砂量大，含水量多的情况。返砂加快输送带、滚筒和托辊的磨损，含水量多增加输送带打滑的风险，且潮湿环境加速输送带机架锈蚀。使用 2 a 时，输送带回程滚筒处发现大量料屑，经分析，输送带与矿石摩擦磨损，带面不平整，合金清扫器损伤输送带，导致带面脱屑。笔者对带式输送机清扫方式进行优化改造，一级清扫采用橡胶清扫器清扫，二级清洗采用高压水冲洗的联合清洗方式[1-3]。改造后，输送带返砂量减少，清扫器使用寿命延长。

1 一级清扫改造

一级清扫采用 2 道清扫器，安装在头轮。前期改造时，试用了多家知名品牌耐磨橡胶及聚氨酯清扫器，清扫器使用寿命为 1～6 个班次，影响生产供矿，维修人员工作量大，且清扫器采购价格高昂。之后，利用更换下来的旧尼龙输送带制作一级清扫器，自制清扫器如图1 所示。自制清扫器安装方便快捷，25 min 可完成一级清扫器的更换。自制清扫器可调头使用，使用寿命长，1 个清扫器可使用 9 d，远远大于外购橡胶或聚氨酯清扫器使用寿命，减轻了维修人员的工作强度，节约了成本。

图1 一级自制清扫器安装位置

2 二级清洗优化改造

二级清洗采用 2 道高压水冲洗，中间用耐磨橡胶刮板刮洗，后 2 道高压水冲洗，最后 1 道用耐磨橡胶刮板刮洗，如图2 所示。试验研究发现，影响二级清洗效果的主要因素有冲洗水压力、冲洗水管喷水口直径、冲洗水管喷水口间距、冲洗水管与输送带夹角、冲洗水与输送带夹角。

图2 二级清洗系统

3 二级清洗优化试验方案

如图2 所示，在二级清洗的第 2 道耐磨橡胶刮板处增设冲洗水收集槽，收集冲洗水，并静置沉淀，去除上层清水，烘干沉淀泥砂，秤泥砂质量，通过泥沙质量对比，比较清洗效果。

冲洗水最高水压可达 8 MPa，若冲洗水管喷水口直径D过大，则无法保证水压，且水消耗量大；若冲洗水管喷水口直径D过小，容易堵塞，影响清洗效果，且制造成本高；通过试验确定冲洗水管喷水口直径为 1.0～ 2.5 mm。若冲洗水管喷水口间距L太大，则冲洗水无法扩散到整个带面，影响清洗效果；若间距L太小，则水消耗量大，且水压无法保证，影响清洗效果；通过试验确定冲洗水管喷水口间距为 30～ 60 mm。冲洗水管与输送带夹角α为冲洗水管与输送带的横向夹角，如图3 所示，α取 0°～ 30°，冲洗水与输送带的夹角β取 20°～ 50°。

图3 冲洗水管与输送带横向的夹角示意

影响二级清洗效果的主要因素有冲洗水压力、冲洗水管喷水口直径、冲洗水管喷水口间距、冲洗水管与输送带夹角、冲洗水与输送带夹角。进行正交试验设计[4]，以期找到清洗效果最好的参数组合。试验参数及水平如表1 所列，正交试验方案如表2 所列。

表1 正交试验因素及水平

表2 正交试验方案

在供矿量相同、矿石湿度相同情况下，对正交试验 16 组工艺数据进行试验。在二级清洗系统的第二块刮板处收集冲洗水，收集时间为 5 min；并称重 16组试验收集水中的含砂质量，试验结果如表3 所列。第 15 组试验称重含砂质量最小，清洗效果最好。最优参数组合：冲洗水压力为 8 MPa、冲洗水管喷水口直径为 2.0 mm、冲洗水管喷水口间距为 40 mm、冲洗水管与输送带夹角为 30°、冲洗水与输送带夹角为20°。按试验参数指导现场清扫系统安装使用，清洗效果良好，维修工作量小。

表3 正交试验结果 g

4 结语

通过优化改造，一级清扫采用自制清扫器，使用寿命长，更换方便，维修工作量少，清扫效果良好，节约清扫器采购成本 4.5 万元/d。正交试验研究得到最优清洗效果参数组合，按试验参数指导现场清扫系统安装使用，清洗效果良好。