轨道悬挂截流式皮带矿石取样机在海南山金的应用

王庆德

摘要： 鉴于目前矿石皮带采制样大部分由人工完成，采样代表性差，检测数据准确性低，取样及监督人员多，对后序工作带来极为不利的影响等现象，海南山金矿业有限公司应用了轨道悬挂截流式皮带矿石取样机。 详细介绍了该设备的组成、工作原理、使用操作方法、技术要求和技术参数及特点等。工程应用表明：该设备运行稳定性高，所取矿石样品检测数据具有代表性、准确性;减轻了工人劳动强度，提高了工作效率;对稳定产量和质量都具有十分重要的意义，可供同类型矿山参考借鉴。

关键词： 轨道悬挂;截流式;皮带矿石取样机;皮带带首自动取样;自动控制

中图分类号：TD926.3 TD45 文章编号：1001-1277（2020）11-0053-03

文献标志码：A doi：10.11792/hj20201110

引 言

海南山金矿业有限公司（下称“海南山金”）始建于2009年，是一家选矿日处理矿量800 t的黄金矿山企业。选矿工艺流程为破碎筛分-磨矿-重选-浮选-精矿脱水-尾矿脱水。其中，破碎采用二段一闭路碎矿工艺流程;磨矿采用二段闭路磨矿工艺流程;采用尼尔森两段重选工艺流程;浮选采用浮选柱-浮选机联合工艺方案，采用一粗二扫二精流程;尾矿脱水系统采用压滤脱水工艺，压滤后的尾矿全部进行对外销售制砖。因此，尽量减少尾矿中的金品位，提高矿石的回收率，对增加企业的经济效益起到重要作用。选矿生产工艺流程确定后，若要提高选矿回收率，除了加强日常管理外，还需要加强对矿石样品品位及性质的即时、准确的化验分析，以期为浮选流程添加浮选药剂提供规范合理的依据。因次，提高破碎筛分后抽取的矿石样品代表性、准确性等就显得尤为重要。鉴于目前矿石皮带采制样大部分由人工完成，采样代表性差、检测数据准确性低的现状，海南山金技术人员经过现场踏勘、研究分析及充分调研，选择应用轨道悬挂截流式皮带矿石取样机，并成功地进行了工业应用，取得了较好的效果。

1 取样机应用现状

目前，煤炭、有色金屬矿石皮带采制样大部分由人工完成，采样代表性差，检测数据准确性低，取样及监督人员多，对后序工作带来极为不利的影响;且工作环境差、劳动强度大，对操作人员的健康有很大的影响。因此，需要在皮带机安装自动采制样设备，以加强对样品的检验分析。现有的取样机多为皮带中段取样，具有以下特点：

1）对安装场地要求较高，需要的场地较大，较平整。

2）取样不完整，样品的代表性差。对皮带边缘和底部的粉矿刮取不干净，影响样品的代表性、全面性。

3）对皮带机传输皮带的质量要求高。现有的中段取样机，对皮带光洁、平整度要求高，如果皮带接头处或皮带带面有破损，则会直接影响刮取效果;而且刮取时会对破损处皮带的使用寿命造成一定影响。

4）对皮带宽度范围有一定要求，其刮取物料宽度较窄。

5）每次取样量固定，不方便调节取样矿量。

2 轨道悬挂截流式皮带矿石取样机

2.1 取样机组成及工作原理

轨道悬挂截流式皮带矿石取样机主要由皮带带首自动取样装置和电气控制系统等组成。

1）皮带带首自动取样装置。皮带带首自动取样装置主要由电动机减速机、矩形轴承式往复式取样斗、槽钢轨道架和带防护罩的钢结构支架等器件组成。工作时，装置采用PLC控制器及变频器控制启动采样机电动机;电动机减速机两端输出轴安装1对偏心圆盘，2个偏心圆盘连接带动连杆一端，另外一端连接采样斗运动支架往复运动，往复运动一次接取皮带上下落的物料，样品利用重力流入储存箱内[1]。当取样机启动后，通过电动机带动取料斗对需要取样的块状和粉状物进行定时定量的抓取，以达到成功获取试样的目的。皮带带首自动取样装置结构见图1。

从图1可以看出：减速机带动偏心转盘转动，偏心转盘转动的过程中通过连杆带动取料斗悬挂支架在导轨槽中前后移动， 取料斗悬挂支架下方设置的取样斗随悬挂支架一同前后移动，物料通过皮带落到取样斗上，通过取样斗前后的移动实现间隔送料的效果[2]。取料斗可以根据实际需要进行宽度加工调节。

2）电气控制系统。电气控制系统设有过载保护、过流保护、接地保护等完善的电气保护措施。电气控制柜布置在采样现场。控制方式分为自动控制和手动控制2种模式。

自动控制：根据采样要求，当料流检测开关检测到料流时，PLC计时模块按预先设定的采样时间、采样频率进行采样，该系统运行可靠性高、操作简单，能够更加准确地反映生产系统运行情况，采样具有较高的代表性。其具体过程是：取样电动机利用PLC时间模块启动电动机;电动机通电带动取样斗在轨道进行往复运动一次，采样斗运行至皮带带首下料口下方进行往复运动截取矿石取样。同时电动机减速机的电动机采用变频控制，变频器的频率大小控制取样斗的运行速度，从而可以控制一次取样的数量。计时器开始计时，直到下一采样周期再次动作，进行定时间隔采样。

手动控制： 当自动取样控制系统出现故障时，可以根据采样要求，在运行过程中可在任意时间按下手动按钮截取矿石取样，即取样时间和次数可人为操作。

2.2 使用操作方法

1）连接380 V电源，使取样机处于通电状态。

2）点击电柜面板的电源按钮，使取样机处于待机状态。

3）按照需要对取样机进行设置。

（1）设置工作时间。工作时间是指取样机从启动到停止的全程时间，可以随意设置时间以确保完成工作，当达到设定的时间后取样机会自动停止工作。

（2）设置间隔时间。间隔时间是指抓料斗在前后两次抓料过程中的停顿时间。可以根据需要自行设定，间隔时间值与抓料量成反比，间隔时间越长同一工作时间内抓料量越少。

（3）设置取样量。取样量是指取料斗在一个间隔时间内往复运行一次的质量。可以根据所需试样的多少来设定取样量的数值。取样量值与取料斗运行的速度成反比，可以通过调节变频器的频率来控制其运行速度[3]。具体的计算过程如下：

假设取样机取样一次时间（电动机额定转速时减速机偏心圆转动一圈所需时间）为t; 取样斗运行速度为v;偏心转盘行程s1=20 cm;截取矿量长度为l;矿石水分f=3 %。 电动机额定转速n=2 850 r/min;减速机减速比i=1 ∶ 40，则取样机取样时间t为：

t=60/ni（1）

经计算：t=0.84 s。

取样斗运行速度的计算公式为：

v=2s1/t（2）

经计算：v=47.6 cm/s。

截取矿量长度为截取矿量时间（通过试验得到数据为取样斗的行程时间的1/3）和取样斗运行速度的乘积，即： l=tv/3（3）

经计算：l=13.3 cm。

则每次截取矿量（q）为：

q=Ql/3 600vf（4）

式中：Q为破碎处理量（t/h）。

经计算：q=4 kg。

（4）运行速度、间隔时间设置完成后，点击启动键使取样机开始工作。取样机工作时可以点击停止键来停止取样，或者当达到设定的工作时间时也会停止取样。

4）如果取样机要长时间待机，可关闭电源开关。

2.3 技术要求

1）处理的物料为煤炭或有色金属矿石。

2）皮带宽度无要求。

3）带速1～2 m/s。

4）入料粒度：≤70 mm。

2.4 技术参数及特点

1）电动机减速机型号为WPDK-80，减速比1 ∶ 25， 电动机型号为Y802-2，功率1.1 kW。

2）取样间隔。1～999 min，可调。

3）取样量。2～10 kg/次，可调。

4）时间控制：自动控制和手动控制。

5）间隔计时器启动采样机电动机。

6）PLC计时模块计时进入下一周期。

7）采样机为轨道悬挂取样斗式，往复运动，截流取样，对工艺流程无影响。在采样斗安装特定角度（大于45°角），取样斗内不积料和粘料。采样斗倾斜角度50°左右。

8）采样斗位于皮带带首滚筒下部，全断面截取物样，不损伤皮带，安全可靠。

9）设置采样周期为1～999 min，可调。

10）防护罩上设有观察门，方便检修、调试。

3 应用及效果

海南山金于2020年1月开始应用轨道悬挂截流式皮带矿石取样机，使用近一年时间，设备运行安全可靠，未出现故障，运行稳定性高，所取矿石样品检测数据具有代表性、准确性;样品取样准确率较人工取样提高20 %左右;减轻劳动强度、节省人力，采用全程皮带取样每年减少人力成本费用约35万元。

轨道悬挂截流式皮带矿石取样机在海南山金选矿厂投入使用以来，应用效果较好，对比现有的取样机，轨道悬挂截流式皮带矿石取样机具有如下优点：

1）截流取样样品更完整、更有代表性。轨道悬挂截流式皮带矿石取样机的取样方式为轨道悬挂取样斗截流截取矿石样品。所取矿石样品检测数据具有代表性、准确性;减轻劳动强度，节省人力，提高工作效率;对稳定产量和质量都具有十分重要的意义。

2）安装场地要求低，占用场地面积小。

3）对皮带机传输皮带的质量无特殊要求。

4）对皮带宽度无要求，安装时可根据皮带宽度任意加宽。

5）每次取样量可调，可以通过调节变频器的频率来控制取样斗运行速度，取样量值与取料斗運行的速度成反比。即电动机运行频率越高，取样斗运行越快，每次取样量值越小。

4 结 语

轨道悬挂截流式皮带矿石取样机是在皮带机的首部安装一套自动化采制样设备。该设备完全符合中国有关行业标准，运行稳定性高，所取矿石样品检测数据具有代表性、准确性。采用该设备进行取样能够减轻工人的劳动强度，节省了人力，提高了工作效率，对稳定产量和质量都具有十分重要的意义。

[参 考 文 献]

[1]陆萍，葛培琪，孟剑锋.机械设计基础[J].济南：山东科学技术出版社，2010.

[2] 烟台金鹏矿业机械有限公司.烟台金鹏矿业机械有限公司液体管道取样机使用说明书[R].烟台：烟台金鹏矿业机械有限公司，2014.

[3] 李纲，李雨洋，李庆安，等.抽取或散装矿石取样机的设计与应用[J].港口科技，2015（7）：25-28.

Application of track-suspended cut-off belt ore

sampler in Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd.

Wang Qingde

（ Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd. ）

Abstract： For now，most of ore sampling and preparation is done manually.Because of that，the sampling representiveness is poor，the detection data have low accuracy，and the number of people for sampling and supervision is big，which is extremely detrimental to following work.Therefore，Hainan Shandong Gold Mining Co. ，Ltd.applied track-suspended cut-off belt ore sampler.The paper introduced in detail the composition，working mechanism，operation method，technical requirement and parameters and features of the equipment.Industrial application shows that the equipment operates in a highly stable way，the detection data of sampled ores are representative and accurate; the workload for the workers is reduced and the efficiency is improved;the equipment is significant in stabilizing production and quality.The research can be used as reference by similar mines.

Keywords：track-suspended;cut-off;belt ore sampler;automatic ore sampling at the belt front;automatic control