礦倉清堵技術及裝置研究

李林森，查興江，王 槐，楊云龍

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

某選礦車間由A、B 兩套系統組成，每套系統配有2 個粉礦倉，自2007 年投入生產以來，因設計上的缺陷和受雨季天氣的影響，每到雨季粉礦倉就出現礦倉、梭槽堵塞現象，導致運輸皮帶無法正常給料，影響正常生產。受原設計規格、場地布置限制，常出現因粉礦倉出料口堵塞而影響工藝系統的正常運行，崗位人員及修理人員多次疏通，雖經過車間在生產過程中多次整改，加裝空氣炮疏通，但由于受現有場地和布局的影響，矩形錐底倉邊角部位無法全部疏通，陰雨季節無法從根本上解決堵料問題，增加了生產人員的工作強度和工作量，影響車間的正常生產，對車間造成不必要的停機，開機率和處理量有較大的不確定性和壓力。

1 背景

粉礦倉是選礦車間生產不可缺少的環節，用于儲存一、二段破碎生產的礦石粉，對選礦生產和緩沖調節起著十分重要的作用，粉礦倉的堵塞影響著整個選礦系統的正常生產。多年來，公司領導及相關專業技術人員對有關礦倉的防堵和疏通問題，已經做了大量的分析和研究工作，但礦倉堵塞問題仍然未能徹底解決。處理礦倉堵塞是非常棘手的問題，目前車間針對粉礦倉堵料問題采取的主要疏通方式有：人工疏通和空氣炮打壓，但效果不佳，只能解決暫時的堵塞問題，而不能從根本上解決堵料問題。人工疏通方式費時費力，且極易引發安全事故；空氣炮又因給力面積受限，必須在結拱位置時才能發揮作用，因礦倉每次結拱和堵塞的位置不固定，當空氣炮位置處于結拱位置上方時會使礦石粉越振越結實，不僅造成下游工藝系統運行不暢或停機，影響工藝系統穩定運行，同時增加操作人員的操作安全風險及勞動強度。

2 改造的必要性

2.1 現有清堵技術

從2007 年系統投入生產以來，每遇到陰雨天氣，礦倉及下料梭槽頻繁出現堵塞，雖每套系統都配有兩個粉礦倉，但有時礦石含水量較大，會導致所有粉礦倉都出現下料口堵塞狀況，影響正常生產。雖于2016 年對每個粉礦倉安裝了2 臺空氣炮，但效果甚微，2019 年再次對粉礦倉進行加裝空氣炮，在原有基礎上每個粉礦倉補裝2 臺空氣炮，雖取得一定的效果，但無法從根本上解決堵料問題，疏通過程耗時較長，影響了工藝系統的安全運行和設備的開機率。總結多年的使用經驗，探究得出利用人工疏通和空氣炮的疏通方式，都無法從根本上解決礦倉堵料問題，因此從根本上解決粉礦倉堵料問題勢在必行。

2.2 影響設備開機率、臺效

根據某年3 月、8 月A、B 系統磨機開機情況，并結合近年當地陰雨天氣情況，按每年365 d 除去春節放假、檢修、意外停機時間35 d，晴天248 d，受陰雨天氣影響的天數為82 d，通過對該年干燥季節和陰雨季節各抽取10 d 對比磨機綜合臺效，旱季磨機綜合臺效見表1，陰雨季節磨機綜合臺效見表2。

表1 A、B 系統旱季磨機綜合臺效

表2 A、B 系統陰雨季節磨機綜合臺效

通過對該年干燥季節和陰雨季節臺效對比發現，干燥季節礦石中含水量較小時，A 系統磨機臺效為52.302 t/h，B 系統磨機臺效為52.545 t/h；而在連續陰雨季節，礦石含水量較大時，A系統磨機臺效41.749 t/h，B 系統磨機臺效為41.755 t/h，對比發現A 系統磨機臺效在連續陰雨季節比干燥季節臺效下降10.533 t/h，B 系統磨機在連續陰雨季節比干燥季節臺效下降10.79 t/h。

從表2 可知，連續陰雨季節還會因礦倉下料口堵塞而造成停機，而礦倉疏通過程耗時較長，嚴重影響了工藝系統的安全運行和設備的開機率，現有設備及礦倉堵塞疏通方法已無法滿足和保證工藝系統高效、安全地生產，車間開機率和處理量將面臨較大的不確定性和壓力，因此礦倉疏通方式的改變迫在眉睫。

3 礦倉清堵新裝置和新技術的運用

為了提升碎礦系統有效倉容，確保倉內物料下落暢通，保證下游工藝系統穩定運行及降低操作人員的安全風險，自2021 年1 月開始，車間組織相關技術人員對碎礦有效倉容提升及安全管控開展研究分析，在查閱資料、咨詢廠家、考察其他廠礦使用效果等方面，開展了大量的統計、分析、討論工作，于2021 年6 月為A、B 系統1#粉礦倉壁量身定制了一臺雙置式振動疏通卸料機并投入使用。

該清堵裝置汲取了傳統料倉破拱設備的優勢，使用料倉內置振動耐磨襯板、料倉外置振源技術，依靠襯板振幅使倉內結拱應力分散斷裂，物料依靠自身重力自然滑落，內置振動耐磨襯板可根據不同料倉內部形狀貼面定向制作，結構安裝布局如圖1 所示。該裝置破拱疏通面積大，克服其他破拱設疏通備針在惡劣工況下的缺陷和不足，實現了料倉均勻不間斷連續供料，適合0～200 mm 大范圍粒度物料，料倉溜槽破拱疏通一次完成，料流有效疏通率99.8%，杜絕了物料在倉壁和溜槽表面的粘結，更加有效地保護倉壁和溜槽表面不被物料磨損，有效解決了礦倉堵塞問題。

圖1 清堵裝置系統結構

4 改造效果

4.1 清堵裝置安裝前后粉礦倉有效容積對比

（1）改裝前，A、B 系統由4 個粉礦倉構成，每個粉礦倉儲礦量約為400～500 t，在現有設備條件下，工作過程中粉礦倉礦石無法全部下落，導致每個粉礦倉的有效倉容約為礦倉容積的1/3，下落礦石130～170 t，在現有條件下，一個粉礦倉可供一套系統工作1.5～2.0 h，粉礦滯留在粉礦倉內較多，倉容利用率較低，導致碎礦系統開機過于頻繁（每班5～7 次），每班正常開機時間6～8 h。

（2）改裝后，料倉破拱疏通一次完成，料流有效疏通率99.8%，礦倉的有效倉容85%左右，下落礦石300 t 以上，礦倉的有效倉容由100 m3提升到200 m3左右，碎礦系統每班開機次數由10次降為3 次，合計開機5 h 左右就能滿足磨礦系統正常給料，減少設備設施的啟動頻率，降低能耗，達到節能增效的目的，且延長了設備設施的使用壽命。

粉礦倉儲存量基本保持不變（振動襯板所占面積可忽略不計），加裝雙置式振動疏通卸料機后，料倉溜槽破拱疏通一次完成（圖2），料流有效疏通率99.8%，杜絕了物料在倉壁和溜槽表面的粘接，礦倉的有效倉容達到80%左右，在粉礦倉工作過程中，下落礦石300～400 t，一個粉礦倉可供一套系統運行4～6 h，提高了粉礦倉的倉容，減少了碎礦系統的開停機時間，降低設備實施的頻繁啟動和停止，達到節能增效的目的，且延長了設備設施的使用壽命。

圖2 礦倉清堵效果

4.2 安裝前后開停機頻率對比

改裝后，解決了碎礦系統頻繁啟停問題，每班開機次數由改裝前的5～7 次降到3～4 次，每次停機時間從0.8 h 左右增至1.5～2.0 h，碎礦崗位人員能更好地利用停機時間對設備設施進行維護和保養，減少了崗位人員的工作量和勞動強度。

4.3 取得效果

對應輸料方向，在料倉底部沿溜槽及料倉椎體斜面向上加裝16Mn（316 06Cr17Ni12Mo2）柵欄型振動耐磨襯板，延伸至溜槽斜面底部，通過推力板與溜槽外部高頻矢量激振器相連接，啟動激振器由推力臂將激振力傳遞至料倉內部的振動耐磨襯板，在空載情況下，振動耐磨襯板振頻100 Hz，振幅可達到0～18 mm，迫使內部附著在料倉倉壁物料層形成的結拱擠壓應力分散斷裂，依靠物料自身重力以及倉壓自然滑落，從而達到破除料倉結拱堵塞、原料排料順暢的目的，并取得了如下成效：

（1）料倉結拱堵塞問題由原來的人工處理需5～60 min。

（2）安裝雙置式振動疏通卸料機，破除結拱堵塞用時1～3 min。

（3）避免了人工疏通清堵的不安全因素。

（4）大大提高了料倉輸料環節的生產效率。

5 總結

清堵裝置替代人工捅倉處理礦倉堵塞，提高了料倉輸料環節的生產效率，消除了安全隱患。本次對粉礦倉進行改造的原則是，合理優化和改裝現有的設備設施，以提高設備設施的生產運行效率，同時提高了作業的安全性，減少和降低存在的安全風險。在不改變現有流程和設備的情況下，針對設備設施的不足，結合現場環境及設備現狀等特點，通過技術改造使其生產運行達到工藝指標和設備開機率要求，為公司創造了可觀的經濟效益，同時在降本、增效、安全管控方面也發揮了重要作用，具有一定的推廣前景。