大型鋼絲繩芯輸送帶更換方法的探索

銅陵有色金屬集團股份有限公司安慶銅礦 安徽安慶 246131

萊比塘銅礦是亞洲最大的濕法冶金銅礦山，年處理礦石 1 800 萬 t，采用露天開采—破碎—運輸—堆浸—萃取—電積生產工藝。原礦經過旋回破碎機破碎后，礦石粒度P80=200 mm，最大粒徑范圍達到 300～400 mm。礦石由鋼絲繩芯輸送機輸送到堆浸場，設計輸送量為 8 000 t/h，總長度為 9 km，輸送機數量為 20 臺[1]。

1 項目背景

由于礦石性質和轉載漏斗等原因，礦石對輸送帶沖擊嚴重，導致其在半年之內不同程度損傷，部分輸送帶直接被擊穿或撕裂，需要經常對輸送帶進行修補，每年需更換 3～4 條。輸送機鋼絲繩芯輸送帶更換方案需根據現場條件不同而專門制定。筆者以萊比塘銅礦選礦廠 MT41 輸送機為例，探討輸送帶更換方案。

MT41 輸送機采用 ST2500/D 級鋼絲繩芯輸送帶，輸送帶寬為 2 000 mm，速度為 4.0 m/s，總長度為 725 m，提升高度為 68.50 m，傾角為 7.3°～13.0°。MT41輸送機的尾部安裝在地平線以下 35 m 處，頭部安裝在距離地面 33.5 m 的棧橋上。

2 存在問題

2.1 需要專門的作業場地和設備

ST2500/D 級鋼絲繩芯輸送帶單位質量為 73.6 kg/m，成卷輸送帶長 450 m，質量為 33 120 kg。硫化接頭長度為 2 200 mm，硫化工序復雜，作業人員多。輸送帶更換需要收放機、絞車、大型吊車、硫化設備和作業平臺等。

由于礦山地處國外，供電系統不正常，硫化膠接需要布置發電機、布置專門作業場地及其他設備進行施工作業。

2.2 尾部缺少更換空間

MT41 輸送機尾部安裝在地平線以下凹槽內，此處還安裝了轉載漏斗和 MT43 輸送機等設備，空間狹小，不具備更換輸送帶作業條件。

2.3 頭部不具備施工條件

MT41 輸送機頭部安裝在棧橋上，空間狹小。頭部卸載滾筒下面是大型礦堆和除塵設備，不具備更換輸送帶作業條件。

3 實施方案

3.1 方案選定

MT41 輸送機與地平線夾角處的空間較大，可布置作業平臺、進出新舊輸送帶，方便車輛和設備進出。制定了“居中位置更換輸送帶”的方案，如圖 1所示。

圖1 方案現場布置示意

具體工序如下：

(1)MT41 輸送機原設計檢修平臺改造后，安裝收放機，用于成卷新輸送帶的鋪放。

(2)采用居中位置更換輸送帶，牽引絞車安裝在輸送機一側，而舊輸送帶回收按其運行方向拉拽，通過安裝導向裝置改變鋼絲繩牽引方向，用絞車牽引舊輸送帶“以舊帶新”鋪設新輸送帶。

(3)計算輸送帶拉拽時的牽引力，選配絞車。

該輸送機的已知技術參數：上托輥間距l′g=1.2 m；下托輥間距l″g=3 m；機長L=317 m；收、放輸送帶負載時單位質量q=0；輸送帶的單位質量qd=73.6 kg/m；上托輥轉動部分單位質量G′g=40.75 kg/m；下托輥轉動部分單位質量G″g=10 kg/m；輸送機平均傾角β=12.48°；上托輥阻力系數ω′=0.04；下托輥阻力系數ω″=0.035；收、放輸送帶時速度v=1 m/s。舊輸送帶的牽引力[2]計算如下。

上托輥部分輸送帶的單位質量

下托輥部分輸送帶的單位質量

上托輥輸送帶的阻力

下托輥輸送帶的阻力

輸送機主軸牽引力

絞車牽引功率

由于收、放機是自帶動力設備，并且有速度控制功能，成卷輸送帶的展放不需要絞車牽引力。因此，可借鑒同類型輸送帶更換方案選 30 kW 功率絞車。

(4)將回收的舊輸送帶集中堆放在輸送機支架上，再利用吊車分段移除。

(5)輸送帶硫化膠接質量和技術要求高，須搭設大型作業平臺。根據現場條件專門設計制作長度為 12 m 的硫化鋼平臺，支承腿采用鋼管制作并用混凝土澆筑固定，硫化平臺提前制作，施工時安裝，縮短停產時間。模塊結構，法蘭連接，輸送帶更換硫化鋼平臺總體拆除備用。

3.2 施工要點

(1)新舊輸送帶硫化對接 由于 MT41 輸送機比較長，滾筒有 11 個，為了避免用夾板剛性連接新舊輸送帶對滾筒和托輥造成損壞，采用新舊輸送帶臨時硫化對接。

(2)輸送帶的收放 利用絞車和改向滑輪向上拉拽舊輸送帶，吊車分段移除舊輸送帶，“以舊帶新”方式敷設新輸送帶，第 1 卷新輸送帶鋪放結束，吊裝第 2 卷新輸送帶，硫化膠接 2 條新輸送帶，按敷設新輸送帶→硫化膠接→回收舊輸送帶的順序依次進行。

(3)硫化膠接 根據輸送機設計，輸送帶的膠接為三階搭接熱硫化方式，鋼絲繩搭接長度為 600 mm，硫化長度為 2 200 mm，硫化斜角為 16.7°，硫化溫度為 145 ℃，硫化壓力為 1.8 MPa，開模溫度小于 60℃。輸送帶搭接方式如圖 2 所示。

4 結語

按照本方案，成功完成 MT41 輸送帶的更換，解決了特殊條件下鋼絲繩芯輸送帶更換難題。改造后，搭建的平臺、布置的設備和鋼結構可以保留，方便下次使用。該方案可為同類輸送機提供參考。