基于旋回破碎技术的大型露天砂石矿生产工艺改进的可行.pdf
基于旋回破碎技术 的大型露天砂石矿生产工艺改进的可行性研究邵建峰、姚绍武2、张文彬2、姚一帆21.南京工业大学 经济与管理学院,江苏南京2 118 162.湖州新开元碎石有限公司,浙江 湖州3 13022)摘要:针对我国大型露天砂石矿生产工 艺中的问题以及砂石生产 中日益增长的成本问题,本文通过比较旋回破碎和鄂式破碎技术,从技术和经济角度分析了大型露天砂石矿粗碎工 艺采用旋回破碎工 艺实现砂石工 艺生产技术的提升的可行性.分析结果表明,旋回破碎技术可以替代目前广泛使用的鄂式破碎技术,并可以大幅度提高大型露天砂石矿的 综合竞争力。关健字:大型露天砂石矿旋回破碎综合竞争力前言2 0n年我国建筑砂石料生产总量约1 00亿吨,是人类向地球获取的最大矿产资源1 ,我国砂石开采点约两万余处,其中露天砂石矿一万余处,平均产能5 0 万吨/年,总体呈现小而散的格局,同时随着砂石生产成本逐年上升,产品的附价值比较小,约束了露天砂石矿供应半径,阻碍了砂石行业整体竞争力的提升。1旋回破碎技术在国内外的应用情况旋回破碎技术已有百余年发展历史,因其入料尺寸大、产能大、破碎比高、排料粒度均匀、粒形规整、维修间隔期长、能耗低、运行成本低等优势,适应于大块矿石的粗碎工艺,同时该技术有效降低了露天矿山采矿成本,促进了大规模采矿技术的推广【幻。目前旋回破碎技术已大规模用于铁、黄金、铜等矿种的粗碎工艺,澳大利亚、美国、我国鞍钢、马钢等大型铁矿石企业己大规模实现了旋回破碎工艺。我国大型水电企业,如三峡电站、葛洲坝电站,也大规模利用旋回破碎技术实现砂石生产3,。目前,我国露天砂石矿粗碎工艺很少见到应用旋回破碎技术。但从该技术在 国内外应用效果其实,旋回破碎技术是推动我国大型露天砂石矿技术升级以解决成本压力的有效方案之一,同时也是国家实施矿产资源整合政策的有益技术参考4。2耳天砂石矿生产工艺及问题分析2.1砂石生产工艺以新开元为例,露天砂石矿生产工艺示意图如图1所示。主要工艺描述如下:口.口口,曰口,口州,蓉蠕蕊、_原矿石运输一 一 一一 一 一一 一一 一一 一伽半成品皮带细碎回料皮带蘸辣森 .,|性 恤,、,.性.,卜、,电成品料仓州卜客户成品料皮带叫一图l露天石矿典型工艺示意图采矿工艺:主要采用中深孔爆破技术,目前孔径一般选用9 0孔,多采用潜孔钻机钻孔。爆破后,对大块石料需要进行二次冲击破碎。利用挖机和工程车辆进行原矿石装运。粗碎工艺:主要利用鄂式破碎机,其中一些中小型矿山采用反击式破碎机。细碎工艺:主要利用圆锥破碎机和立轴式破碎机,实现矿石的二次破碎整形。2.2主要 问题分析(1)生产成本高以湖州新开元碎石有限公司(以下简称新开元)为例,图2、图3、图4、图5为各生产工艺成本分布情况,图3采矿成本构成中,钻爆装运成本包含钻孔、二次破碎、装车和运输四个成本项目。受制于粗碎入料尺寸限制,爆破孔网参数较小,同时爆破后,大块率较高,二次破碎工作量大,从而导致采矿成本较高。鄂式破碎机粗碎排料颗粒问题同样影响细碎成本。表l新开元粗碎工艺设备配置和参数型型号号最大进料粒度(I I n n)电机功率(kw)设备数量量小时产量(t/)h9 9 900*1 00 0 02800 0 0312 2 22台台34 0 0 01 1 1 020*1 010 0 00100 0 0160 0 01台台5 60 0 03大型露天砂石矿采用旋回破碎机的可行性分析3.1技术可行性根据大型露天砂石矿生产技术特点,参考美卓、山特维克、力普门、北方重机等国内外矿山代表企业产品情况,本文列出国内外典型的中小型旋回破碎机和中大型鄂式破碎机的基本参数,如表2和表3所示,设备单吨产出能耗对 比曲线如图7所示。表2国内外典型的中小型旋回破碎机基本参数型型号号进料口尺寸寸最大进料料排料粒度度处理能力力电机功率率序序号号(m mXI翻口)粒度(n n I I)(mm)(t/h)(l;w)l l l l l900 0 0750 0 090l 二)0 0 03805 10 0 0210 0 02 2 2 2 2 2 2 2 2130160 0 0625770 0 0 0 03 3 3 3 3 3 3 3 3170190 0 08 159 10 0 0 0 04 4 4 4 4120 0 0 01000 0 0160190 0 012501480 0 03 10 0 05 5 5 5 5 5 5 5 52 10230 0 015601720 0 0 0 06 6 6 6 61400 0 0120 0 0 0170200 0 017502 060 0 0430 0 07 7 7 7 7 7 7 7 7210230 0 02 1602370 0 0 0 08 8 8 8 8160 0 0 01350 0 01802 10 0 024002800 0 0500 0 09 9 9 9 9 9 9 9 9210240 0 028003200 0 0 0 0表,3国内外典型的中大型鄂式破碎机基本参数型型号号进料口尺寸寸最大进料粒度度排料粒度度处理能力力电机功率率序序号号(.mXm n l)(口 m)(口m)(t/h)(W k)1 1 1 1 1750X1060 0 0650 0 080一140 0 0110一320 0 0110 0 02 2 2 2 2900X1200 0 0800 0 0100一20 0 0 0220一4 50 0 013 2 2 23 3 3 3 31200Xl l00 0 01000 0 0125一27 5 5 530 0一805 5 5160 0 04 4 4 4 41200X1500 0 01020 0 0150一300 0 040 0一850 0 0220 0 05 5 5 5 51500X1300 0 01200 0 0150一300 0 0480一116 0 0 0240 0 06 6 6 6 61500X2 100 0 0125Q Q Q180、220 0 0600一1500 0 0280 0 0通过对比,同样破碎比前提下:(1)旋回破碎机给料尺寸要大于鄂式破碎机;(2)旋回破碎机单机产能要大于鄂式破碎机;(3)中型旋回破碎机单吨产出平均能耗远低于中大型鄂式破碎机。图7典型鄂式破碎机和旋回破碎机能耗对比(横轴为平均产能)结合新开元生产现状,表4为旋回破碎机替代现有鄂式破碎机的方案比较表4新开元旋回破碎机替代鄂式破碎机的技术方案粗粗碎碎进料口尺寸寸最大进料粒度度排料粒度度处理能力力电机功率率设设备备(mn lX.In)(.田Xm m)(n u nXn u n)(t/h)(kw)鄂鄂式式900*1200 0 08 00 0 0100一225 5 5500 0 0132 2 2破破碎机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机1 1 1 1 110 0*1200 0 01000 0 0125一2 75 5 5650 0 0170 0 0旋旋回回140 0 0 01200 0 0170200 0 01800 0 0430 0 0破破碎机机机机机机机依据表4方案的模拟结果显示,一台旋回破碎机替代现有三台鄂式破碎机,可以简化现场管理,排料粒度更均匀,可以减少3 0%设备维修工作量、3%2的水电费和 5 0%人员数量。由于排料粒度更均匀,为细碎成本控制奠定基础。采用旋回破碎方案可使粗碎最大进料粒度扩大到120 0n n l l,这为牙轮钻机替代潜空钻机实施钻孔奠定了基础。在满足现有生产规模的基础上,采场采矿技术升级方案及模拟结果如表567。表5新开元牙轮钻机替代潜孔钻机的技术方案及效果方方方钻孔孔爆破破爆破品品打孔米数数二次破碎量量设备台数数燃料消耗耗案案案设备备备备备备备备备备备备备备备备孔孔孔孔径径孔距和排距距距距距距距潜潜潜孔钻机机90 0 0放大1.3倍倍减少2 5%减少 2 0%减少2 0%2 2 2减少 3 0%牙牙牙轮钻机机150 0 0放大1.5倍倍减少1%5减少4 0%减少 3 0%l l l减少 3 0%3.2经济可行性表6经济可行性比较(成本节约情况)技技术比较较改进前后对比比备注注采采采方案一一减少n.9%依据表5和图3 3 3矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿方方方案二二减少1%5粗粗碎碎减少27.8%依据表4和图4 4 4细细碎碎减少5.1%依据图5和图7,粗碎排料粒度优化可节约1%5的细碎能耗耗总总总方案一一减少1 0%依据 图2 2 2计计计计计计计计计计计计计计计方方方案二二减少n.%7表6经济可行性比显示,通过技术升级,每年可 以节约1 0%“n.%7的生产成本。以新开元为例,保守预计技术升级后年节约成本160 0万 以上,经济效益可观。4结论大型露天砂石矿粗碎工艺采用旋回破碎技术替代鄂式破碎技术,可以有效提升采矿和粗碎工艺技术水平,提高细碎生产效率,有效降低综合生产成本,且该工艺较为成熟,因此,技术上和经济性上是可行的,对提升大型露天砂石矿综合竞争力有着重要的意义,是我国露天砂石矿产业发展的趋势之一。参考文献【1陈家珑,我国机制砂石行业的现状与展望【J,混凝土世界,20 11(2):62一6 4【2肖俊,旋回破碎机国内外现状及发展趋势J,铜业工程,20 10(3):87一8 8【3 胡捷,国内在建大型水电站人工砂石系统及混凝土拌和系统设备管理模式简介【J 建设机械技术与管理,2006(11):4 6一494国土资源部,全国矿产资源规划(200820 15年)EB/OL,htt p:/切ww.mlr.gov.en/xwdt/zy tz/200901/t20090107_1137 76.htm,2009一0 1一07【5 高孟华,给料条件对山特维克圆锥破碎机性能的影响【J,金属矿山,20 10(增刊):642一64 4【6 高永涛、吴顺川主编,露天采矿学【M,长沙:中南大学出版社,20 10甘陈亚军主编,矿山爆破与安全技术M,北京:气象出版社,20 11第一作者简介:邵建峰(19 77一),男,汉,江苏如皋人,南京工业大学经济与管理学院工业工程系,讲师,硕士。研究方向:工业工程。联系方式:南京市浦口区浦珠南路 3 0号南京工业大学8 0号信箱,21181 6联系电话:13951985925邮箱:sj-fe二tl 97 7163.e om
