矿仓清堵技术及装置研究

李林森，查兴江，王 槐，杨云龙

（云南华联锌铟股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

某选矿车间由A、B 两套系统组成，每套系统配有2 个粉矿仓，自2007 年投入生产以来，因设计上的缺陷和受雨季天气的影响，每到雨季粉矿仓就出现矿仓、梭槽堵塞现象，导致运输皮带无法正常给料，影响正常生产。受原设计规格、场地布置限制，常出现因粉矿仓出料口堵塞而影响工艺系统的正常运行，岗位人员及修理人员多次疏通，虽经过车间在生产过程中多次整改，加装空气炮疏通，但由于受现有场地和布局的影响，矩形锥底仓边角部位无法全部疏通，阴雨季节无法从根本上解决堵料问题，增加了生产人员的工作强度和工作量，影响车间的正常生产，对车间造成不必要的停机，开机率和处理量有较大的不确定性和压力。

1 背景

粉矿仓是选矿车间生产不可缺少的环节，用于储存一、二段破碎生产的矿石粉，对选矿生产和缓冲调节起着十分重要的作用，粉矿仓的堵塞影响着整个选矿系统的正常生产。多年来，公司领导及相关专业技术人员对有关矿仓的防堵和疏通问题，已经做了大量的分析和研究工作，但矿仓堵塞问题仍然未能彻底解决。处理矿仓堵塞是非常棘手的问题，目前车间针对粉矿仓堵料问题采取的主要疏通方式有：人工疏通和空气炮打压，但效果不佳，只能解决暂时的堵塞问题，而不能从根本上解决堵料问题。人工疏通方式费时费力，且极易引发安全事故；空气炮又因给力面积受限，必须在结拱位置时才能发挥作用，因矿仓每次结拱和堵塞的位置不固定，当空气炮位置处于结拱位置上方时会使矿石粉越振越结实，不仅造成下游工艺系统运行不畅或停机，影响工艺系统稳定运行，同时增加操作人员的操作安全风险及劳动强度。

2 改造的必要性

2.1 现有清堵技术

从2007 年系统投入生产以来，每遇到阴雨天气，矿仓及下料梭槽频繁出现堵塞，虽每套系统都配有两个粉矿仓，但有时矿石含水量较大，会导致所有粉矿仓都出现下料口堵塞状况，影响正常生产。虽于2016 年对每个粉矿仓安装了2 台空气炮，但效果甚微，2019 年再次对粉矿仓进行加装空气炮，在原有基础上每个粉矿仓补装2 台空气炮，虽取得一定的效果，但无法从根本上解决堵料问题，疏通过程耗时较长，影响了工艺系统的安全运行和设备的开机率。总结多年的使用经验，探究得出利用人工疏通和空气炮的疏通方式，都无法从根本上解决矿仓堵料问题，因此从根本上解决粉矿仓堵料问题势在必行。

2.2 影响设备开机率、台效

根据某年3 月、8 月A、B 系统磨机开机情况，并结合近年当地阴雨天气情况，按每年365 d 除去春节放假、检修、意外停机时间35 d，晴天248 d，受阴雨天气影响的天数为82 d，通过对该年干燥季节和阴雨季节各抽取10 d 对比磨机综合台效，旱季磨机综合台效见表1，阴雨季节磨机综合台效见表2。

表1 A、B 系统旱季磨机综合台效

表2 A、B 系统阴雨季节磨机综合台效

通过对该年干燥季节和阴雨季节台效对比发现，干燥季节矿石中含水量较小时，A 系统磨机台效为52.302 t/h，B 系统磨机台效为52.545 t/h；而在连续阴雨季节，矿石含水量较大时，A系统磨机台效41.749 t/h，B 系统磨机台效为41.755 t/h，对比发现A 系统磨机台效在连续阴雨季节比干燥季节台效下降10.533 t/h，B 系统磨机在连续阴雨季节比干燥季节台效下降10.79 t/h。

从表2 可知，连续阴雨季节还会因矿仓下料口堵塞而造成停机，而矿仓疏通过程耗时较长，严重影响了工艺系统的安全运行和设备的开机率，现有设备及矿仓堵塞疏通方法已无法满足和保证工艺系统高效、安全地生产，车间开机率和处理量将面临较大的不确定性和压力，因此矿仓疏通方式的改变迫在眉睫。

3 矿仓清堵新装置和新技术的运用

为了提升碎矿系统有效仓容，确保仓内物料下落畅通，保证下游工艺系统稳定运行及降低操作人员的安全风险，自2021 年1 月开始，车间组织相关技术人员对碎矿有效仓容提升及安全管控开展研究分析，在查阅资料、咨询厂家、考察其他厂矿使用效果等方面，开展了大量的统计、分析、讨论工作，于2021 年6 月为A、B 系统1#粉矿仓壁量身定制了一台双置式振动疏通卸料机并投入使用。

该清堵装置汲取了传统料仓破拱设备的优势，使用料仓内置振动耐磨衬板、料仓外置振源技术，依靠衬板振幅使仓内结拱应力分散断裂，物料依靠自身重力自然滑落，内置振动耐磨衬板可根据不同料仓内部形状贴面定向制作，结构安装布局如图1 所示。该装置破拱疏通面积大，克服其他破拱设疏通备针在恶劣工况下的缺陷和不足，实现了料仓均匀不间断连续供料，适合0～200 mm 大范围粒度物料，料仓溜槽破拱疏通一次完成，料流有效疏通率99.8%，杜绝了物料在仓壁和溜槽表面的粘结，更加有效地保护仓壁和溜槽表面不被物料磨损，有效解决了矿仓堵塞问题。

图1 清堵装置系统结构

4 改造效果

4.1 清堵装置安装前后粉矿仓有效容积对比

（1）改装前，A、B 系统由4 个粉矿仓构成，每个粉矿仓储矿量约为400～500 t，在现有设备条件下，工作过程中粉矿仓矿石无法全部下落，导致每个粉矿仓的有效仓容约为矿仓容积的1/3，下落矿石130～170 t，在现有条件下，一个粉矿仓可供一套系统工作1.5～2.0 h，粉矿滞留在粉矿仓内较多，仓容利用率较低，导致碎矿系统开机过于频繁（每班5～7 次），每班正常开机时间6～8 h。

（2）改装后，料仓破拱疏通一次完成，料流有效疏通率99.8%，矿仓的有效仓容85%左右，下落矿石300 t 以上，矿仓的有效仓容由100 m3提升到200 m3左右，碎矿系统每班开机次数由10次降为3 次，合计开机5 h 左右就能满足磨矿系统正常给料，减少设备设施的启动频率，降低能耗，达到节能增效的目的，且延长了设备设施的使用寿命。

粉矿仓储存量基本保持不变（振动衬板所占面积可忽略不计），加装双置式振动疏通卸料机后，料仓溜槽破拱疏通一次完成（图2），料流有效疏通率99.8%，杜绝了物料在仓壁和溜槽表面的粘接，矿仓的有效仓容达到80%左右，在粉矿仓工作过程中，下落矿石300～400 t，一个粉矿仓可供一套系统运行4～6 h，提高了粉矿仓的仓容，减少了碎矿系统的开停机时间，降低设备实施的频繁启动和停止，达到节能增效的目的，且延长了设备设施的使用寿命。

图2 矿仓清堵效果

4.2 安装前后开停机频率对比

改装后，解决了碎矿系统频繁启停问题，每班开机次数由改装前的5～7 次降到3～4 次，每次停机时间从0.8 h 左右增至1.5～2.0 h，碎矿岗位人员能更好地利用停机时间对设备设施进行维护和保养，减少了岗位人员的工作量和劳动强度。

4.3 取得效果

对应输料方向，在料仓底部沿溜槽及料仓椎体斜面向上加装16Mn（316 06Cr17Ni12Mo2）栅栏型振动耐磨衬板，延伸至溜槽斜面底部，通过推力板与溜槽外部高频矢量激振器相连接，启动激振器由推力臂将激振力传递至料仓内部的振动耐磨衬板，在空载情况下，振动耐磨衬板振频100 Hz，振幅可达到0～18 mm，迫使内部附着在料仓仓壁物料层形成的结拱挤压应力分散断裂，依靠物料自身重力以及仓压自然滑落，从而达到破除料仓结拱堵塞、原料排料顺畅的目的，并取得了如下成效：

（1）料仓结拱堵塞问题由原来的人工处理需5～60 min。

（2）安装双置式振动疏通卸料机，破除结拱堵塞用时1～3 min。

（3）避免了人工疏通清堵的不安全因素。

（4）大大提高了料仓输料环节的生产效率。

5 总结

清堵装置替代人工捅仓处理矿仓堵塞，提高了料仓输料环节的生产效率，消除了安全隐患。本次对粉矿仓进行改造的原则是，合理优化和改装现有的设备设施，以提高设备设施的生产运行效率，同时提高了作业的安全性，减少和降低存在的安全风险。在不改变现有流程和设备的情况下，针对设备设施的不足，结合现场环境及设备现状等特点，通过技术改造使其生产运行达到工艺指标和设备开机率要求，为公司创造了可观的经济效益，同时在降本、增效、安全管控方面也发挥了重要作用，具有一定的推广前景。