采金船及设备在我国的应用状况.pdf

歹 一 采 金 船 及 设 备 在 我国 韵 应 用 状 况 ／4 苎 。 黜 襄 美 蕾 询 、 理 亟 丝 盈 、 ．三 我崮黄金储量中抄垒 约 占 _i 6 ． 7 7 ％，砂 金年产量缉古黄金总产量的1 ．／ 6 ～1 ／ 5 ，其中 船来砂金 占总产量盼5 2 。 国内采金船开采始于1 9 6 0 年，1 9 7 5 年前 议 1 3 只船，1 9 7 6 年开始大发 展，至 今 己_遍 2 0 0 其，现已形成系列，按斗窑有5 0 、1 0 0 ． 1 5 0 ，2 0 n 、2 s o 和3 0 0 L等 6 种规格共鸵种型 ， 。 1 采金船的基本类型 我国采金船迄今为止全部为裢斗式，按 移 行方式又分为桩柱式，首 鳍式和混 合式三 种 。． 1 ． 1 桩柱式采金船 利用船尾部安装的两根桩柱，工作时其 中一根插入尾矿堆，实行扇形回采工艺，采 用双层排尾方式。1 9 8 0 年以前，我国约有3 0 只 采金船，均为桩柱式，主要分布在黑龙江 和吉林。其主要优点是操作 方 便，工 艺 可 靠，适应性强，但 由于尾矿宽度小于回采工 作面长度，砾石松散系数又大，致使尾矿堆 高于采场地面，且细砂在底部，砾石覆盖上 部，很不利子复 田。 1 ． 2 首 绳式 采垒船 利用安装崔船首绞车上的首蝇牵引和 4 根横移锕绳使果金船横向移 实行平行直 采工艺。由于首绳开采工作面宽，黼尾矿 砂铺散面积大，直尾砂和水穗合充填入砾石 缝隙， 使尾矿堆平坦充实 ， 便于复田。 f _蛸4 年 我国开始自行设计、建造首缒式采垒船。 1 ． 8 首鳇桩桂混合式采金船 由乎单一首绳式船在生产耐钢绳占的空 闭大，挖硬土岩时效率比桩柱式低，特别在 挖掘工柞面角鹃时效率扳为挖中 辅r删韵3 0 ％ 一4 0 ．，且挤压上船电缆。为解 抉 这 一 矛 盾，在首筑船尾音 增设一根固定锚柱梆尾矿 皮带机，既能单独使用首绳或桩柱词栗，也 可在同一采幅中联合回采 粒工作面中都时 用首绳，挖角隅时 用桩柱 回采。排 尾矿是 三层方式，溜槽排 出尾矿在下，主皮带机排 弃筛上砾石居中，尾矿细砂覆盖在上。这种 宽工作面的回采新工艺既提高采金船挖掘效 率，减少贫化，又解决了首绳压坏电缆的问 趣}尾矿场的形成也十分有利于复田。混合 峥 } H }啼 啼 - } -} - 峥 -} -} } -} 峥 用 ，做好设备的维修保养工作。 ④做好矿 山防排水是矿 山正常生产 的关 键。应该尽快治理对井下威 胁最大的青山河 塌陷区，实施其他一些必要的防治水措施。 ⑤膏体泵送充填在我国虽然尚未有应用 于生产骑先料，但在金川已成功进行了半工 业试验，对应的一些技术如添加承泥的方法 都进行了试验，各方面也都稹兼了大量的经 验，相信在铜绿山矿一定能取得成功，使我 国的充填技术更上一个 台阶。 采蛊船及设备在我屈 韵应用状况 忻尚正 邮编 l i 0 o l j 一9一 维普资讯 式是我国目前大、中型采金船的主要类型。 国外船采砂金的主要国家有前苏联、美国、 加拿大、加纳、 ． 朝鲜、马来西亚，餐鲁等。 除链斗式船外，国外还采用抽吸式采金船， 如秘鲁 1 9 9 0 年打 有 6只 该 型 船。 日本、泰 国，荷兰等国在砂矿生产中还引用液压抓斗 船，我国也探讨 了抓斗式采金船的可行性。 由于链斗式船最大挖深有限 3 0 0 L 船最大挖 深为2 0 m，尤其不允许有喀斯特 地形，在 挖掘胶结层和砾土时对采金船生产能力 响 很大，而抓斗式船却能很好解决这些问题。 在相同生产能力下，抓斗式船的总重比链斗 式轻1 ／ 4 ～1 ／ 3 ，安装功率少1 ／ 5 ／ 4 ，电费 和维修费每年可多节约1 0 3 0 万元，且斗容 越大，省下的费用越多’又 由于 船 总 重 减 小，重心降低，有利于船体平衡和稳定，还 有利于选矿和防洪’抓斗卸矿时可降低采矿 损失率。 长春黄金研究所1 9 9 ．1 年研制了反铲漂 浮式砂金洗选厂设备。其采矿设备是通用的 挖掘机，斗容0 ． 8 m。 ，有 效挖 深 3m，平 均 挖掘凿力4 0 m。 ／ h ，最大挖掘力l i t 。挖掘机 和漂浮式洗进厂之间有 连接装置，挖掘机可 直接向洗选厂供矿，洗选厂的横移和前进由 挖掘机行走部分带动，无需其它设备。挖掘 机将矿砂给入受料斗，其上装有高压喷水管 和大粒金捕收 溜槽 ’矿砂在 受料斗中经压力 水洗矿造浆后 自流到筒筛进行碎散、洗矿和 筛分’选矿设备则采用鼓动溜槽。这套装置 具有船采和露天机械开采的双重特色，建造 费仅是相应规格采金船的1 ／ 2 -1 ／ ．3 ，设备重 量仅为采金船的1 ／ 4 ～1 ／ e j特 别 适 用 于小 而分散的矿体，其要求的最少开 采 矿 砂 量 仅2 0 3 0 万1 1 1 采金 船 要 求 最 少 为 1 0 0 ～ 2 0 0 万m 。 ’整套设备简单，事故点少，作业 时间利用率高，且操作方便，易于维修，每 班只需 3 人操作，其投资风险小，一旦地质 品位变化较大，便于搬迁，通常一周内即可 组装完毕并投入生产。 2 挖掘系统主驱动设备 挖掘系统是果金船发挥生产 能 力 的 关 键，其主体部分 即链斗式挖掘机 及 其 原 动 机，常统称为主驱动设备。 2 ． 1 驱动 方式 主驱动装置承受特殊的低速大扭矩的重 载链传动和复杂的、很不稳定的交变负荷， 应具有较大的启动能力和过载能力，其输出 转速应能根据转矩的变化具有 自动相适应改 变的特性 即 “ 挖掘机特性”。 我国早期采金船除吉林浑春2 只2 fi 0 L船 用直流驱动外，绝大多数用交流 电动 机 驱 动，不能满足上述特性，为适应 挖掘机特 性”，国外多用直流驱动。8 0 年代 以来我国 在1 5 0 、2 0 0 ．2 5 0 ，3 0 0 L等大，中型船上引 入可控硅直流供 电技术，使用直流主驱动电 机，配置紧凑，维修操作方便，并使挖掘机 特性处于理想状态 。 随着流体传动与控制技术的发展，近年 来有探讨在主驱动装置上引用液力变矩器， 更有建议采用液压马达直接驱动或多点单级 减速液压驱动的方案 以取代电力驱动，不仅 可满足 “ 挖掘机特性”，且在 技术经济方面 具有众多优越性，这是采金船主驱动的理想 发展方向。 2 ． 2 主驱动装置布置形式 我国采金船斗链主驱动现有三种布置 1固定支承的双边驱动装置。全部 设备在主驱动平 台上，交流双机驱动， 由电 动机 ，三角皮带 ．减速器 和开式齿轮等双套 部件组成，对称布置，有利船体平衡，但设 备多，占地面积大，且交流驱动不适应 挖 掘机特性”。现主要用 于斗容为5 0 ．1 0 0 L 及 部分 1 5 0 L 的采金船。 2固定支承的单边驱动装置。采用 单机驱动，传动装置布置于单侧，结构相对 简单， 占地面积小，用于1 5 0 H C 及1 5 0 HE船 上，其中1 5 0 HE 型采用直流电动机取代交流 维普资讯 机驱动，可满足 “ 挖掘机特性”}但非对称 布置不利子船体平衡。 上述两种 固定支承形式，受矿漏斗 与挖 斗之间在卸矿时的漏矿 损失都较大。 3 四连杆活动支承的单 边 驱 动 装 置。这种布置始于由荷兰引进的3 O O L 船 ， 后 推广应 用在我国 自行设 计 建 造 的3 o 0 HS ， 3 0 0 HB S ，1 5 0 HF等采金船。其特点 是直流 电动机轴线与上滚筒轴线相互垂直，动力作 用问经西德T GW分载式硬齿闯减速 器 传 递 后发生变化， 减速器输出端的空心轴通过锁 紧器悬挂在上滚筒轴上，输入轴通过联轴器 和电动机联结。挖斗架由A型架吏承，并可 绕其转动，使主驱动平台及其机组作上下水 平移动，形成平行四连杆机构，从而无论斗 架如何变化，斗链处于各种 位置下均能保证 受矿漏斗与挖斗之间合理的最小间隙，最大 限度地减小漏矿损失，由原1 O ％～1 5 ％降至 3 ～ 5％。 2 ． 3 甲板绞车 ， 采金船上诸多绞车，包括斗 桥 提 升 绞 车，首绳绞车和檬移绞车。传统驱动壳式是 电力驱动，1 9 8 4 年我国使用液压马达驱动， 结构紧凑，体积小、重量轻 ，有过载保护、 可实现无级调速，具有与负载相适应的 自适 应性。斗桥提升绞车是提升 ，下 放 斗 桥 用 的，采用两台低速大扭矩液压马达，通过一 级齿轮减速驱动滚筒，液压系统中具有限速 功能，可防止斗桥下放时跑车。首绳绞车在 进船和开采时起首锚作用，驱动形式与斗桥 绞车类同，特点是具有足够制动力。横移绞 车前后左右共 4台，各由 1台低速大扭矩液 压马达通过一级开式齿轮驱动绞车，可无级 调速，且当绞车放缆时具有一定张紧力，停 船时具有足够制动力，防止乱绳和被风浪冲 动而发生事故，这都是 电动绞车不具备的性 能。 2． 4 挖斗 挖斗链成本 占整船价值 1 O ，挖斗磨损 主要部件是其唇部， 当斗厝磨损置小于4 0 m m 时，传统修复方法是使用2 5 6 和2 6 e 电焊条堆 补}当磨损更严重时则需焊接新 铸 造 的 斗 唇，修复成本高，工艺难度大，质量常不能 保证。在俄罗斯，挖斗采用可更 换 斗 屠 结 构，其铸造斗唇形如两头尖由间 宽 的 西 瓜 皮，安装时将两尖端插入挖斗两侧方槽 内， 斗唇中间宽处则用螺栓与挖斗相联接。一旦 旧斗唇磨损，1 O 分钟内即可更换完，这种挖 斗工作可靠，修复成本远低于焊接费用，建 议借鉴这一先进工艺。 3 洗选工艺及设备 3 ． 1 碎散，洗矿和筛分f 业 我国采金船多用圆筒筛实现碎散，洗矿 和筛分，其效果直接与筒筛结构有关。现用 的圆筒筛简体通常由光滑表面的无孔和有孔 段组成，当筒筛转动时，筒筛内矿砂作切向 兼轴向下滑，但却无上下韶动 以致楹砾石 总在下部，_细矿砂财在上部。由于矿砂中含 金颗粒一般小于2 ra m 。细粒金牯 附l于 砾 石 上， ． ． 当筒筛碎散装置不善，不能充分碎散泥 团或结块，加之筛分效率不高，致使常有金 颗粒裹在泥厨中或粘附砾石表面，作为尾砂 丽流失。当矿砂中含泥量越高或开采永久冻 土层时，金揖失就越多，有的船上金损失高 达3 O 左右。 ’ 俄罗斯采金船上的筒筛，其 无 孔 段 较 长，且装有破碎齿以强化碎散，碎散齿是长 1 0 0 多mm 钢制四棱锥，以1 0 0 多m m间距均布 于无孔段。有的筒筛尾部还装设辐射状高堰 板和纵向扬料板，能将粗砂和砾石翻到细砂 上面，以更有利于筛分。也有采用双层筛板 结构的圆筒筛，里层大孔径，外层小孔径， 两层筛板相距2 0 O mm， 由于筛板面积递增近 一 倍，提高了筛分效果。俄罗斯采金船筒筛 的筛分效率在8 O 以 上，而 我 国 仅7 O 定 右0 。 国外对难选的含粘土量高的矿砂，除在 采盒船及设备在我国的应用状况忻尚正 邮编1 1 C 0 1 5 维普资讯 绡筛上用水括辅助设施以强化冲洗外，还有 采用装有搅∞的筒型洗矿机 、振动虢矿机、 多螺嶷状的槽式挽矿机和双层筛的洗矿机以 取代筒缔，可得到更好的碎散和洗矿效果。 城 少砂金掼失，这些经验值得借鉴 筒筛锶制筛板是采金船上主要振动和噪 音源，我国近年来研制成功用橡胶筛板来取 代钢制筛板，不但降_低了噪音，且造价低， 使用寿命长，有推 广价值 轧2 造剐作业及设备 我国采金船的基本选矿工艺流程及主要 设 备，可概 括成下面 3种基本类型。 1以固定漓稽 为主要设备的工艺流 程 。包括固定溜槽粗选和典瓦尔 跳 汰 机 精 选，主要用于I 9 O 年前设计建造的5 0 、I O O L 豹小船 从粒度特征出发，这种类型最适用 于粗粒_盒为主灼砂矿选别。 2 以胃动胶带溜槽为主选设备的工 艺 漱程 1 9 1 年 可动腔带 溜槽用于5 0 、“1 0 0 坫O L 的采金船，其优点是适应性强，能在含泥量 较多，水量矿量变化大的条件下获樽较好指 标，操作简单、劳动强度小，单机作业四收 率比固定溜稽高l O ～2 O ％，但 设 备 易 损 环，选别细粒金的效果不如圆形跳汰机，当 金 粒 级 在0 ． O 7 4 ～O ． 1 mm之间时，回 收 率 为 聃 ． 1 8 ％。 3 以跳汰机为主选设备 的 工 艺 流 程。8 O 年代引进荷兰采金船后，我国仿制成 圆形跳汰机，并研究系列化矩形跳汰机。当 金的粒级在0 ． 0 7 4 0 ． 1 mm之间时 ， 该新型跳 汰机的单机回收率可高迭9 9 ，圆形跳汰机 为主选设备的流程多由三段跳汰组成，用于 大、中型船，有的在跳汰后尚有摇床，这种 先进的工艺梳程其回收率在g O 以上，很适 宜采盎船作业的特殊条件，目前我国约5 0 ％ 的采金船用此工艺流程 但避年来生产单位 实际作业回收率不理 想，且出现床面易堆积 等问题，以使有的砂矿出藐采用分逸效果较 差的溜稽或尤l舀酷汰桃口 稿 向。其原因一是 工艺流程不完备，三段流程各段 款机曲线 不统一，二是圃跳本身存在 一定 问题，突出 的是各室矿量分配不 匀翻 床面堆 积以 及筛下 水补给不足，糨散度小，会造成金的损失。 圆形跳l汰机有分液器或给矿涌动箱，可使给 矿进一步分圾 ，并减轻中心l和跳汰床面前部 负载，解决床面堆积问题。丽我国自 制 掰跳 丢弃了分液器，又无涌动箱，导 致 床 面 堆 积，跳赦过程播现死区。白水金矿提出有效 措施，蛔络矿方式改用涌动箱结掏，均匀分 配入料，破l进流程，粗选尾矿经 扫 选 后 排 弃，避免重矿物在流翟内恶性循环，减少筛 孔堵塞率并降低主圆跳负荷’含理确定冲洗 挫斗和筒筛洗矿碎筛供水量，保证矿浆适宜 浓懂和矛 速，以及增设锥形水流均分装蛊， 尽量保证床面脉动承流强璃一致，床层橙散 度均匀。 沈阳黄金学院1 9 9 2 年研究采用比例液压 控制 阀， 以垒液压驱动控制取代凸轮控制 实现了可无级诃整的理想锯齿波跣汰曲线。 在蒜河采金船工程公司协作下，已获得单室 工业试验成功，在自水金矿的支持下，又进 一 步研制 了适用多室的程控和反馈系统，该 新成粜有望在提高回收率方面取 得 新 的 突 破。 我国近几年研制成功的离心盘选机是选 砂金的薪型高效设备，对细粒金耐收能力 强，作业回收率可达9 5 。用此设备可取代 两段精选作韭的跳汰机，也可用作对粗选圆 跳尾矿的扫选作业。黄金武警第一总队研制 成功的曲面涡流淘金机，用在采金船尾矿回 收细粒中也取得 良好效果 。 4 几 点建议 1 从我国实际出发，尽管船采砂金 发展速度减缓，与国外总趋向一致，但仍是 砂金生产 的主要方式。故应继续在改 进链斗 式采金船及设备，引进新技术方 面 多 下 功 有色矿 山一槽9 T ．1 维普资讯 夫， 同时应研制适应更广范围的其它类型如 液压抓斗式采金船。要提倡用推土机等工程 机械剥离表土、开采砂矿上部，而用高效采 金船处理深部含金矿砂的联台开采方法，可 提高采金船的时间利用率，并使成本低予单 一 采金船开采工艺。长春黄金研究所研制的 反铲一漂浮式砂金洗选厂设备很适于小而分 散的矿体，有机采和船采的双重特色，是采 金船开采的很好补充。 28 0 年代以来液压技术 已成功地用 于甲板绞车和圆筒筛。在国外斗桥提升已有 采用液压支承缸取托斗桥钢绳绞车，值得推 荐。可控硅直流供电为直流驱动开辟 了应用 前景。随着流体传动与控制技术的发展，为 更好适应 挖掘机特性”，建议主驱动设备 引用液力变矩器以及用低速大扭矩液压马达 直接或间接驱动方案，促使液压技术在采金 船上的应用登上新台阶。 3 提高我国采金船采选工艺全盘 自 动化程度，国外采金船多装有采掘工作面各 工作参数的检测装置，并用工业电视监视。 4 作为选别准备作业的圆筒筛是我 国采金船设备的薄弱环节，应从结柯上吸收 俄罗斯等国经验加以改进，提高碎散、洗矿 和筛分效果9以保证减少砂金损失。据国内 外经验，对含粗 、中粒级的砂金矿主选设备 用可动式 橡胶覆面溜槽 或可动式金属 结梅漓 槽可能是 较隹方案；当台有较多中、细 粒砂 金矿m A ,用跳汰机为主选设备的多段选 别流 程是合理的。国外对细砂金的选别除应用圆 形跳汰机外，还采用 罗奥斯”、“ 尤 巴 、 雷迈尔 等跳汰机，德国研制的高频跳汰 机在采金船上得到应用。俄罗斯的T p y _s 跳汰机，比以往的M0 1 I 型有明显改进。 5不断改进材质是采盒船设计的长 期任务。平底船作业时承受各种冲击载荷， 要求保持密闭，并要有较好的稳性、浮性和 坚固性，故多用优质碳素钢和低合金钢。上 部建筑设施要求轻质、保暖，又利于采光和 份廉 的物料。至于挖掘系统的挖斗、盖板、 僦板、斗架、上滚筒轴等都要求耐磨、耐冲 击、韧性好且价格便宜的材质。 6我国采金船开采在北方遇到的主 要难题是冻土，多年来致力于解冻技术的研 究，包括甩推土机超前剥离，水针与爆破解 冻以及泡 沫与冰封解冻等多种方法，取得了 一 定成效，但使用都有一定的局限性，尚未 彻底过关。在南方 趺、甘、川 遇到的主 要难题是 砾石， 巨砾和胶结层以及面临河流 湍急含泥量高的矿砂，对这些课题应继续研 究。 参考文献 略 恭 贺 新 春 采盒船殛设备摩晚胃的应用状况忻尚正 邮箍1 【 D 0 1 5 维普资讯