干式尾矿带式输送机相关技术研究

发表时间:2019/6/17   来源:《防护工程》2019年第5期   作者:王振兴 苏星月
[导读] 2000年以前国内尾矿库多为湿式排放,运营成本低,管理简单,各个矿山颇为流行。近年来,随着国家对环保的重视,环保政策愈加严格。

长春黄金设计院有限公司  吉林  长春  130012
  摘要:干式尾矿运输多采用输送机运输,输送机运输具有管理方便、运输量大、成本低等诸多优点,但由于尾矿库干式堆存为近十年新兴堆存方式,输送机运输存在诸多问题,尤其是输送机布置和下行输送机的应用缺少经验,导致干式运输成本偏高。
  关键词:干式尾矿;输送机布置;下行输送机
  Abstract:Dry tailings transportation is mostly transported by conveyors. Conveyor transportation has many advantages, such as convenient management, large transportation capacity and low cost. However, the dry tailings transportation of conveyors exists in the past ten years. Many problems, especially the lack of experience in conveyor layout and down conveyor applications, have resulted in higher costs.
  Keywords: dry tailings; conveyor layout; down conveyor
  
  
  1.引言
  2000年以前国内尾矿库多为湿式排放,运营成本低,管理简单,各个矿山颇为流行。近年来,随着国家对环保的重视,环保政策愈加严格。作为矿业而言,尾矿处理方式也随之发生很大变化,尤其是涉氰尾矿及某些特殊性质的尾矿,湿式排放很难通过环保部门的审批,随之尾矿干式堆存逐渐兴起。
  作为一项新的尾矿处置工艺,选矿流程排出的尾矿浆经脱水设备(压滤机、陶瓷过滤机、带式过滤机等)脱水后,形成含水率低的尾砂,之后采用运输设备转运至尾矿库进行干式堆存。干式尾矿的运输一般采用带式输送机运输和汽车运输。进入尾矿库的尾矿可采用移动输送机、装载机和推土机倒运、整平,采用碾压机机械碾压。
  带式输送机运输费用低,可分为固定式运输机和移动式运输机。固定式运输机管理方便,适宜长距离运输;移动式运输机较为灵活,适宜堆场内短距离运输。汽车运输机动性大,但运输成本高,仅适用容积较小的尾矿库或其它特殊情况下采用[2]。
  本文仅对常用的带式输送机输送方案进行分析研究。
  2.带式输送机简介
  2.1适用范围
  目前干式尾矿运输多采用DT(Ⅱ)A型固定式带式输送机[1],该型输送机广泛应用于冶金、煤炭、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食和机械行业,输送堆积密度为0.5-2.5t/m3的各种散装物料和成件物品,适用环境温度为-20-40℃。在特殊恶劣环境下工作时,需选用特种橡胶输送带并采用相应的防护措施。
  2.2产品规格
  2.2.1带宽系列
  DT(Ⅱ)A型固定式输送机以其带宽作为主参数,常用带宽见表1。
  表1  DT(Ⅱ)A型固定式输送机常用带宽
 
  2.2.2产品代号
  DT(Ⅱ)A型固定式带式输送机以其带宽(B)、传动滚筒直径(D)和传动滚筒需用扭矩(序号)作为产品代号,即:
  DTⅡ(A)BD?X
  式中:
  DTⅡ(A):D-带式输送机,T-通用型,Ⅱ(A)-新系列;
  B:输送机带宽,cm;
  D:传动滚筒直径(不包含胶层厚度),cm;
  X:传动滚筒扭矩顺序号。
  2.2.3整机结构及部件名称
  
  图1 带式输送机整体结构图
  图中各标识为:1-头部漏斗;2-头架;3-头部清扫器;4-传动滚筒;5-安全保护装置;6-输送带;7-承载托辊;8-缓冲托辊;9-导料槽;10-改向滚筒;11-拉紧装置;12-尾架;13-空段清扫器;14-回程托辊;15-中间架;16-电动机;17-液力偶合器;18-制动器;19-减速器;20-联轴器。
  2.3总体布置设计
  影响带式输送机总体布置的因素有:输送机倾角、拉紧装置的型式和位置、受料段和机尾长度、卸料段、弧线段、过渡段、驱动装置位置等。
  2.3.1输送机倾角
  输送机的输送能力随倾角的提高而减小,对于多台输送机组成的输送系统更为明显,输送机倾角正常不宜大于20°。
  若输送机带速超过2.5m/s,为保证机尾不撒料,输送机倾角应较规定值减小2-4°,带速越高倾角越小。
  下运式输送机的倾角应较一般输送机减小2-4°。
  特殊情况下,上运或下运式输送机倾角均可提高至28°或更高,但需要采取特殊措施,并进行经济和技术评估后综合确定。
  2.3.2拉紧装置
  拉紧装置包括重锤拉紧装置、车式拉紧装置、绞车拉紧装置和螺旋拉紧装置。
  四种拉紧装置中应优先采用重锤拉紧装置,并使其尽量靠近传动滚筒。螺旋拉紧装置一般只用于无法采用其他拉紧方式的机长小于30m的输送机上,对于轻质物料或运量特小的输送机,机长可延长至50m。
  车式拉紧装置应可置于输送机中部和尾部,应尽量置于中部并靠近传动滚筒处。
  绞车拉紧装置适用于长距离输送机,应置于中部并靠近中部传动滚筒处。
  3.尾矿库干式尾矿带式输送机布置方式
  3.1脱水车间标高以下布置方式
  干排尾矿库脱水车间多布置于初期坝坝顶标高和终期堆积标高之间的平均标高或终期堆积标高,无论采用哪个标高,初期需要由高往低处运输干尾砂。
  由于存在高差,输送机布置方式有两种,第一种采用多条平行输送机,通过输送机条数来降低各平行输送机之间的高差,输送机均需要架空,且架空高度较大,详见图2。第二种采用多条下行输送机,通过输送机下行角度来调节输送机之间的高差,输送机需要架空,架空高度较低,详见图3。
  
  图3  输送机布置方式二(下行输送机)
  3.1.1平行输送机应用实例
  
  3.1.2下行输送机应用实例
  吉林省某金矿,设计规模2000t/d,选厂排尾浓度约40%,尾矿采用5台800m2板框压滤机脱水,脱水后含水率约22%。
  脱水后尾砂采用1m宽带式输送机输送至尾矿库,脱水车间标高825m,初期坝坝顶标高730m,输送高差95m。
  设计采用10条固定式下行输送机接续库区移动输送机,固定式单条下行输送机长度在50-65m之内,输送机下倾角度均在5-10°之内,每条皮带均配置逆止器,输送机支架高度大部分在5m以下,输送机落料点和接料点高差均在3m以内,实际运行良好。
  该种布置方式可明显降低输送机支架的高度,并且尾砂落料高差小,无论从安全还是运行角度都适宜采用。
  3.2脱水车间标高以上布置方式
  干排尾矿库脱水车间多布置于初期坝坝顶标高和终期堆积标高之间的平均标高或终期堆积标高,无论采用哪个标高,当堆积坝标高超过脱水车间标高时,均需要由低往高处运输干尾砂。目前矿山尾矿库由脱水车间往高处运输干尾砂多沿山体布置,之后往下部库区倒运尾砂。该种布置方式前期需要开挖山体布置输送机,土石方工程量大,投资大且年运营费用高。
  本文建议当堆积坝坝顶标高超过脱水车间标高时,输送机沿堆积坝表面布置,后期随着堆积坝的增高逐渐延长。干式堆存尾矿库堆积坝平均堆积坡比大部分缓于1:3.0,换算为角度则小于18°,该角度下带式输送机满足运行条件。该布置方式避免了山体开挖,且输送机长度随着坝体的增高逐渐延长,不仅投资小且运营费低。
  4.结论
  (1)固定式平行输送机架空高度大,落料高差大,不仅基建投资大,而且安全风险大,输送机日常运行及维护任务重;
  (2)固定式下行输送机架空高度低,落料高差小,基建投资小,且输送机日常运行及维护简单;
  (3)建议由高往低处采用固定式下行输送机,为了防止输送机紧急情况下停机的影响,输送机必须安装逆止器;
  (4)建议由低往高处输送机沿堆积坝表面分期布置,避免开挖山体,减少初期投资及年运营费;
  (5)建议尾矿库压滤车间布置于初期坝坝顶标高和终期堆积标高之间的平均标高,脱水车间标高以下采用下行输送机,脱水车间标高以上输送机沿堆积坝外表面布置。
  参考文献
  [1]DT(Ⅱ)A型固定式带式输送机设计手册[M].北京:冶金工业出版社,2003.
  [2]尾矿设施设计规范[S].中华人民共和国标准,2013.

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