掘進機在鉀鹽礦的應用及改進

1、    掘進機在鉀鹽礦的應用及改進    楊春海摘 要：介紹了鉀鹽礦目前使用掘進機的開采方法，總結(jié)了煤礦用掘進機在鉀鹽礦使用過程中出現(xiàn)的問題，并根據(jù)新發(fā)現(xiàn)的問題提出解決方法，以有效地將煤礦用掘進機應用于鉀鹽礦開采中。關鍵詞：鉀鹽礦；掘進機；開采工藝；除塵系統(tǒng)：td421.5 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2015.15.010：2095-6835（2015）15-0010-02鉀鹽在我國經(jīng)濟領域的應用極為廣泛，尤其用于鉀肥的生產(chǎn)，是保證我國糧食安全生產(chǎn)的一種重要礦產(chǎn)，也是國家新能源的重要戰(zhàn)略產(chǎn)品。鉀鹽的開采方法主要有兩種，分別是水溶法

2、開采和機械化開采。水溶法開采時，因在處理過程中在采出氯化鉀的同時會采出鉀鹽礦中大量的mgcl2、nacl等礦物雜質(zhì)，必須花費大量的人力、物力來處理這些廢液、廢渣，否則將嚴重影響周邊生態(tài)環(huán)境，開采成本較高，因此一部分鉀鹽礦的開采逐漸向機械化開采轉(zhuǎn)移。鉀鹽礦機械化的開采方法與煤礦巷道掘進有著極其相似的一面，且對支護的要求較低，而不同于煤礦支護時間占到掘進時間的2/3，因此掘進機能在鉀鹽礦得到最大程度的應用，但由于鉀鹽礦本身的特殊性，煤礦用掘進機在使用過程也出現(xiàn)了一些新的問題需要改進。1 鉀鹽礦機械化開采條件開元鉀鹽礦業(yè)有限公司采用我公司生產(chǎn)的ebz260掘進機對其鹽礦進行開采，該鉀鹽礦井深180

3、m，巷道斷面為矩形，寬6 m，高4 m，礦石主要成分為光鹵石，硬度約為f3。由于鉀鹽礦地質(zhì)的特殊性，埋藏較淺，地壓較小，大多數(shù)井下巷道不需要支護，同時也不含瓦斯，因此對設備也無防爆要求。由于巷道基本由含鹽礦物質(zhì)組成，具有水溶性，因此井下用水很少。ebz260型掘進機如圖1所示。2 掘進機開采工藝鉀鹽礦掘進工藝基本采用與煤礦同樣的開采方式，掘進機截割破碎鹽料后由鏟板進行裝料，刮板運輸機運輸鹽料到二運轉(zhuǎn)載機，然后通過多級皮帶機運輸?shù)竭M口，最后通過提升機提升到地面進行洗選。3 掘進機用于鉀鹽礦開采的特點由于鉀鹽地質(zhì)成形主要由鹽湖干旱蒸發(fā)形成，在形成過程中不會類似煤礦而產(chǎn)生瓦斯，因此鉀鹽礦對設備防爆無

4、要求，普通地面設備均可使用。鉀鹽礦大部分埋藏較淺，地壓小，大多數(shù)鉀鹽巷道無支護要求，因此能最大化地發(fā)揮掘進機的效率。鉀鹽井下巷道如圖2所示。鉀鹽礦硬度較低，硬度f3左右，同煤巷硬度接近，因此掘進機因振動造成的故障較小，同樣截齒損耗較低，開采成本較低。4 掘進機開采中存在的問題及改進方法由于鉀鹽礦與煤礦使用條件的不同，在開采中也出現(xiàn)了一些不同于煤礦的新型問題。4.1 強腐蝕的問題因鉀鹽礦主要成分含nacl、mgcl2等化合物比海水腐蝕性更大，因此原掘進機所用涂層很快就失去效果，整個掘進機外層包裹了一層厚厚的鐵銹，嚴重時，會造成電氣系統(tǒng)的短路等損壞。同時，銷軸及滑動軸承表面的黑化處理耐磨蝕能力也明

5、顯不足，容易銹蝕，造成銷軸無法拆卸。掘進機機身腐蝕如圖3所示，白色為原漆層，深色部分為銹蝕部分。改進措施：整機二層噴漆增加為三層噴漆，底漆選用環(huán)氧富鋅底漆，中間漆選用云鐵環(huán)氧防銹漆，面漆氯化橡膠鋁粉防銹漆，且將漆層總厚度由80120 m增加到250300 m。銷軸表面熱處理工藝采用新型復合鹽浴高防腐處理方法，采用該表面處理方法后，掘進機機身的防銹能力是普通發(fā)黑處理的上百倍，耐磨性是鍍鉻的十幾倍，可有效提高防銹、抗蝕能力。通過以上措施，有效防止了鉀鹽的銹蝕現(xiàn)象，降低了整機銹蝕引發(fā)的故障率。4.2 除塵系統(tǒng)本身ebz260掘進機帶有除塵系統(tǒng)，但該除塵系統(tǒng)為濕式系統(tǒng)，采用霧化水混合鉀鹽進行除塵，但形

6、成溶液的腐蝕性造成濕式除塵器內(nèi)部腐蝕嚴重，用一段時間后除塵器內(nèi)部的噴嘴、除霧墊層、排污泵全部失效，除塵系統(tǒng)無法正常作業(yè)，導致在鉀鹽礦濕式除塵系統(tǒng)無法有效使用。同時，鉀鹽礦幾乎不產(chǎn)生對肺部有危害的游離二氧化硅，產(chǎn)生的粉塵量也較少，因此取消機載除塵系統(tǒng)，采用人工配帶呼吸防護面罩來隔離粉塵污染。4.3 冷卻水的問題由于巷道完全處于鉀鹽礦內(nèi)部，水對鉀鹽有著溶解性，掘進機截割電機、泵站電機均為水冷電機，再加上液壓系統(tǒng)的冷卻。不像煤礦支護時掘進機還有冷卻時間，鉀鹽礦掘進機一直處于運行狀態(tài)，因此整個系統(tǒng)需要50 l/min，即每小時排水量達到3 m3才能保持掘進機正常運行，排水量較大。為減少排水量，司機在操

7、作時不得不降低排水量，但又會造成掘進機過熱，引起液壓膠管爆管或電機故障等問題。針對該問題，鉀鹽礦水冷卻系統(tǒng)必須采用類似汽車散熱器類似的內(nèi)循環(huán)水冷卻器，正好可以利用取消除塵系統(tǒng)留下的空間，布置三個串聯(lián)的內(nèi)循環(huán)冷卻器，每個冷卻器自帶散熱風機進行散熱冷卻，可有效解決無法排水、冷卻不足的問題。5 使用效果經(jīng)過改進后的ebz260型掘進機表面防銹能力大大提高，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)達到零排水量。該設備于2014-12在開元礦業(yè)三盤區(qū)工作面實現(xiàn)了月進尺488.6 m、日進尺29.5 m的鉀鹽礦掘進進尺最高紀錄，創(chuàng)下了該集團公司同類巷道施工的最好成績。6 結(jié)束語鉀鹽地下開采及其相關開采工藝在我國還是一個新生的項目，地下開采工藝及施工工藝均處于摸索階段，我國各鉀鹽礦山公司的鉀鹽機械化開采項目也處于起步階段。我公司掘進機及后配套項目的成功應用，形成地下鉀鹽開采工藝及技術(shù)的成功示范應用案例，將會對地下鉀鹽開采市場形成連鎖反應，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。參考文獻1張常青.懸臂式掘進機在鉀鹽礦開采中的應用j.煤礦機械，2013，30（3）：28-