礦用耐磨整體式礦石分級(jí)隔篩的研制與應(yīng)用

閆 亮 葉會(huì)師 王 征

(1.河北鋼鐵集團(tuán)灤縣司家營(yíng)鐵礦有限公司；2.河北鋼鐵集團(tuán)沙河中關(guān)鐵礦有限公司)

某地下鐵礦設(shè)計(jì)開采能力為200萬t/a，采用無底柱分段崩落采礦法，中段高度為60 m，分段高度為12 m，進(jìn)路間距為12.5 m，采用2 m3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦。通過精確測(cè)量在溜井內(nèi)壁上開鑿方鋼預(yù)埋孔，將方鋼安裝入預(yù)埋孔中形成上下2層的橫縱網(wǎng)格形狀，然后將方鋼焊接，最后將預(yù)埋孔整體灌漿，在達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后才能使用。原有溜井分級(jí)隔篩制作周期長(zhǎng)，在使用過程中抗沖擊性及耐磨性差、壽命短，對(duì)采場(chǎng)生產(chǎn)造成很大的影響。因此，有必要對(duì)原有溜井礦石分級(jí)隔篩進(jìn)行改進(jìn)。

1 隔篩設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理

整體式礦石分級(jí)隔篩設(shè)備包括隔篩單體、支撐橫梁、托板、支撐縱梁、護(hù)基斜坡、固定錨桿，其特點(diǎn)是整體鑄造而成，隔篩下的支撐部件焊接連接，通過固定錨桿使礦石分級(jí)隔篩設(shè)備與溜井巖壁相連，實(shí)現(xiàn)隔篩單體、支撐部件、溜井巖壁形成一個(gè)整體。鑄造的隔篩單體材料選用耐磨、抗沖擊性材料，其材料良好力學(xué)性能更適合井下復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，相比現(xiàn)場(chǎng)焊接隔篩，避免了焊接應(yīng)力的影響，同時(shí)通過支撐部件、固定錨桿能有效地將礦石對(duì)隔篩單體產(chǎn)生的沖擊力導(dǎo)入到溜井內(nèi)壁巖石中，進(jìn)一步降低了礦石對(duì)隔篩設(shè)備產(chǎn)生沖擊力，護(hù)基斜坡將運(yùn)輸設(shè)備的重力均勻分散隔篩基礎(chǔ)上，防止基礎(chǔ)局部受損。隔篩單體鑄造材料選用高錳鋼(Mn13)[1]，整體尺寸為2 680 mm×1 960 mm×120 mm，孔徑尺寸為400 mm×400 mm，整體尺寸及孔數(shù)(6孔或8孔)可根據(jù)溜井直徑進(jìn)行調(diào)整，孔徑尺寸可根據(jù)所要求的礦石粒度進(jìn)行調(diào)整，因其為整體鑄造，較焊接隔篩安裝更為簡(jiǎn)單便捷。支撐錨桿為4組共12根φ36 mm圓鋼組成，支撐錨桿楔入溜井內(nèi)壁1 000 mm并用錨固劑加固，使用時(shí)支撐錨桿可將礦石對(duì)隔篩設(shè)備的沖擊力導(dǎo)入到溜井內(nèi)壁巖石中，具有一定的抗沖擊作用；每組支撐錨桿形成三角形結(jié)構(gòu)，使整個(gè)隔篩設(shè)備更加穩(wěn)固。隔篩單體見圖1。

圖1 隔篩單體示意

2 隔篩設(shè)備的安裝

在礦石分級(jí)隔篩設(shè)備安裝前，需要將采場(chǎng)中段分區(qū)溜井用礦石料填至距隔篩安裝水平1.5 m左右，并將溜井周圍頂板浮石清理，保證作業(yè)人員安全、方便施工。采用YT-28型鑿巖機(jī)在溜井內(nèi)壁鉆鑿支撐錨桿孔，4組支撐錨桿安裝到鉆孔內(nèi)并添加錨固劑，保證支撐錨桿牢固可靠，然后在支撐錨桿上焊接支撐縱梁，將支撐橫梁焊接在托板上，最終形成整體焊接支撐部件；將隔篩單體安裝在整體焊接支撐部件上的支撐橫梁上，使支撐錨桿、支撐縱梁、橫梁、隔篩單體與溜井巖壁形成一個(gè)整體，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)焊接過程中配備滅火器，保證采場(chǎng)動(dòng)火作業(yè)安全，最后在溜井四周安裝護(hù)基斜坡，避免采場(chǎng)鏟裝設(shè)備直接對(duì)隔篩磨損破壞。整體式礦石分級(jí)隔篩設(shè)備安裝見圖2。

圖2 整體式礦石分級(jí)隔篩設(shè)備安裝示意

3 應(yīng)用效果

原有方鋼焊接隔篩安裝時(shí)需要4名工人作業(yè)72 h，而采取整體鑄造成的隔篩單體后，安裝時(shí)需要4名工人作業(yè)24 h，整體鑄造成的隔篩單體較方鋼焊接隔篩安裝時(shí)更為簡(jiǎn)單便捷，更換一次節(jié)省安裝工時(shí)48 h；鑄造的隔篩單體材料更適合井下復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，原有方鋼焊接隔篩更換周期平均為3個(gè)月，而采取整體鑄造成的隔篩單體后更換周期增加到1 a，使用壽命提高9個(gè)月；通過改進(jìn)的整體式礦石分級(jí)隔篩在實(shí)際生產(chǎn)過程中一次更換較原方鋼焊接隔篩增加出礦量1 152 t，節(jié)約人工及生產(chǎn)費(fèi)用2 125元，省時(shí)省力。

4 結(jié) 語

某地下鐵礦研發(fā)的耐磨整體式礦石分級(jí)隔篩設(shè)備抗沖擊性、耐磨性強(qiáng)，使用壽命高，安裝簡(jiǎn)單，實(shí)用可靠，解決了在日常生產(chǎn)過程中頻繁更換溜井隔篩的問題，改善了溜井隔篩的使用效果和壽命，有效地提高了生產(chǎn)作業(yè)效率，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有廣泛的推廣前景。

[1] 趙 欣,張 恒,王慶良,等.熱軋高錳鋼Mn13的沖擊磨料磨損性能研究[J].徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(4):61-66.