耙式浓缩机浓缩机跑泥原因浅析

气温的影响

介质对沉降物的阻力，还表现在介质的粘度上。据测定，水介质粘度随温度的增高而降低，温度升高1%，水介质粘度大约降低2%，纯水在7℃时的粘度为1.41毫泊，18℃时粘度为1.0559毫泊，而30℃时粘度为0.8007毫泊。不难理解，粘度越小，阻滞力越小，越有利于矿粒沉降。因而在粒度组成相同的条件下，气温高比气温低有利于矿粒在浓缩机中的沉降。经实测，在气温低的元月份，浓缩机溢流的175次测定中，有145次跑泥，平均溢流浓度为3.8%；曾测到最大溢流浓度为10.89%。而在三月，浓缩机溢流的巧3次测定中，仅7次跑泥，其平均浓度为4.1%；到五月，176次测定中，平均溢流浓度为0.21%，基本上不跑矿泥。由此说明:浓缩机跑泥还与气温密切相关。

矿物粒度特征的影响

选矿厂在浓缩机跑泥时取样分析，矿泥中一8μm占78.9%。属于胶体颗粒（-1μm）占39.5%，超细粒级别（1~10μm占42.7%，10~74μm占17.8%。用SKC一2000型微量粒度分布仪测定一8μm粒级，比表面积为56487cm²/g。众所周知，矿物越细，颗粒越多，比表面积越大，表面能越强，则其矿粒间彼此碰撞及摩擦的几率就越多，沉降阻力就越大，沉降速度也就越慢，例如烟台鑫海矿机自主创新的高效深锥多锥浓密机具有较大的沉降区和压缩区，可以获得较高的的卢浓度和较大的处理能力，避免颗粒粒度的影响。

其他因素

浓缩机溢流中固体物含量的多少，跑不跑泥，还与许多因素有关，如给矿矿浆和浓缩产品的固体含量（或浓度），单位面积处理量，及矿浆中所含有的盐类或残余药剂等因素。选矿厂实际生产中，精矿浓缩机底流浓度较高，达到75%左右。尾矿和中矿浓缩机给人料量也偏大，造成溢流量较大（0.042m³/s），因而浓缩机中的上升水流也比较大（0.021mm/s）。使部分细粒、超细粒精矿没有充分时间进行沉降，可能是造成溢流带走固体物数量大的原因。

耙式浓缩机按其结构特点可分为单层浓缩机、多层浓缩机和高效浓缩机三类；按其传动方式又可分为中心传动式和周边传动式两类。选矿厂中常用单层中心传动式和单层周边传动式。根据耙子和传动机构的支承方式，中心传动浓缩机又分为桥式和中心柱式两种。周边传动浓缩机均属中心柱式。

桥式中心传动浓缩机

如图《中心传动浓缩机》a所示，它的特点是用一个横跨槽体上部的桥式桁架支承传动机构和耙臂。浓缩机的主要部件有槽体、给矿装置、耙臂和耙叶、传动机构、支承桁架和提升装置。槽体是用钢板或钢筋混凝土建造的一个圆形槽，槽底呈水平（钢槽）或微倾斜的缓锥状（混凝土槽）。槽的上部桁架上装有传动机构和提升装置。槽中装有耙臂，与水平呈8°～15°倾斜。它由蜗轮蜗杆减速机构和立轴带动沿槽底缓慢旋转，其外围线速度不超过7～8m/min。浓缩机工作时，矿浆沿给矿管或槽给入槽体中央的给矿筒，筒的下部浸没于澄清层之下。矿浆从这里沿径向往四周流动，并发生沉淀作用。澄清液从上部环状溢流堰流出，沉淀物则借耙叶刮至中央排矿漏斗，自流或用泵抽出机外。耙叶在运动时对沉淀物施加压力，有利于挤出其中的水分。当给矿量过多或沉淀物浓度过大时，转矩指示器发出信号，通过提升装置提起耙臂，以免烧坏电动机或损坏机件。桥式中心传动浓缩机最大直径为53m，但一般直径不超过35m。过大的规格将使桁架费用过高而不经济。

中心柱式中心传动浓缩机

如图《中心传动浓缩机》b所示，槽体用钢筋混凝土建造，槽体中央有一钢筋混凝土的支柱，用以代替桥式桁架支承传动机构和耙子；从中心支柱到槽边设一桁架以支撑人行道、动力线和给矿管或槽；中心支柱的底部有一环状沟槽，用于收集和排出底流产品；底流通过建在浓缩机下面的隧道用管和泵排出机外。大型中心传动浓缩机常采用中空的沉箱式中心支柱，其内安设底流泵和排矿管道；底流从中空柱内扬送出槽面，再经桁架送到后续作业，节省建造隧道费用。浓缩机采用锥形滚柱轴承或液压油膜轴承，以及具有行星齿轮系统的传动机构。其耙臂连接在一个大直径的转笼上，转笼则支承在中心柱上端的轴承座中，由传动机构带动旋转。液压油膜轴承的摩擦阻力非常小，适用于大型设备。中心柱式中心传动浓缩机的直径在30m以上，最大规格为200m。直径100m以下的一般均装有自动或手动提耙装置。对于更大直径，还配有自动润滑、测压、测负荷等自动测控装置。

周边传动浓缩机

将传动机构安装在沿周边轨道移动的小车上，借小车带动耙臂旋转的浓缩机；有大、中、小各种规格，直径介于15～198m。按耙臂支承方式可分为钢桁架支承式和悬臂支承式两种；前者的传动架与耙臂连成一体，后者的耙臂完全由悬臂支承。钢桁架支承式周边传动浓缩机的结构如图《周边传动浓缩机》所示。它采用钢筋混凝土造的槽体和中心支柱，与耙臂相连的桁架一端借助于轴承支承在中心柱上，另一端借助驱动小车上的辊轮支承在环池轨道上，通过传动机构使辊轮沿轨道滚动并带动桁架和耙臂旋转。这种辊轮传动方式，由于辊轮与轨道间的摩擦力小，容易打滑，只适用于小型浓缩机。中型和大型周边传动浓缩机在浓缩池周边上固定了一圈与轨道并列的齿条，驱动小车上的齿轮减速器有一小齿轮与齿条啮合以推动小车前进。这种齿条传动方式，可防止辊轮打滑，特别适用于冰冻地区。周边传动浓缩机从耙臂结构的受力情况看比中心传动有利，但是难于安装耙子提升装置以克服临时发生的高负荷。

根据重力沉降原理，利用装在圆槽底部的旋转耙连续排出沉淀产品的矿浆浓缩设备。耙式浓缩机高度不大而占地面积大，但它动力消耗少，产品浓度高，运转可靠，是应用最普遍的重力浓缩设备。它的给矿固体浓度范围很宽：作为精矿脱水时介于20%～30%，作为尾矿脱水或污水澄清时介于2%～10%。浓缩产品的浓度可达30%～70%（视固体密度而定）。溢流中固体含量一般在0.1～0.5g/L以下。用于澄清作业的浓缩机，当给矿浓度为2%并添加絮凝剂时，其溢流固体含量可降至0.01g/L以下。

《连续式浓缩机》用于选矿厂的精矿和尾矿脱水处理。

连续式浓缩机，用于选矿厂的精矿和尾矿脱水处理。

连续式浓缩机一般主要由浓缩池、粑架、传动装置、粑架提升装置、给料装置、卸料装置和信号安全装置等组成。

连续式浓缩机工作的主要特点是在待浓缩的矿浆中添加一定量的絮凝剂，使矿浆中的矿粒形成絮团，加快其沉降速度，进而达到提高浓缩效率的目的。

连续式浓缩机特点：

1、添加絮凝剂增大沉降固体颗粒的粒径，从而加快沉降速度；

2、装设倾斜板缩短矿粒沉降距离，增加沉降面积；

3、发挥泥浆沉积浓相层的絮凝、过滤、压缩和提高处理量的作用；

4、配备有完整的自控设施

连续式浓缩机广泛应用于冶金、矿山、煤炭、化工、建材、环保等部门矿泥、废水、废渣的处理，对提高回水利用率和底流输送浓度以及保护环境具有重要意义。

由于耙岩机具有装载能力强、结构简单、使用效率高、适应性好的特点，在煤矿掘开工作面的使用广泛。但在使用过程中，由于耙岩机导向轮设计结构不合理，还存在钢丝绳磨损严重、容易发生跳绳、断绳等安全隐患。通过现场实际调研，现场观察统计耙岩机使用情况，详细记录整个使用环节，总结耙岩机导向轮损坏程度及频率，以及钢丝绳磨损原因。同时实际测绘了耙岩机导向轮的结构，与耙岩机正规使用工艺结合，分析出导向轮在使用过程中存在的结构缺陷，最终制定出技术改造方案，对导向轮进行最大限度的改造。通过对耙岩机导向轮结构进行技术改造，提高了导向轮的使用寿命，减少钢丝绳的磨损和导向轮的更换，缩减成本，在使用过程中，能控制钢丝绳跳绳、断绳等现象，保证设备和人身安全。

耙斗式装岩机存在问题

导向轮是耙岩机的重要组成部分，在耙岩机装岩作业过程中是用来引导、改变钢丝绳方向的装置。它安装在粑岩机的后部，由侧板、绳轮、心轴、滚动轴承等零部件组成，在使用过程中主要存在以下问题：

1）导向轮侧板销轴

与导向轮间距较小，在使用过程中钢丝绳反复与侧板及侧板销轴摩擦，易造成钢丝绳损坏，缩短钢丝绳使用寿命。

2）导向轮的绳槽较浅，在使用过程中容易发生跳绳，同时由于绳槽较浅，摩擦阻力较小，容易发生滑绳，影响耙岩机牵引能力。

3）导向轮侧板防卡绳装置为半包，在施工过程中容易出现跳绳伤人事故，存在设计安全隐患。

4）导向轮侧板销轴由于经常受钢丝绳摩擦，容易出现磨断，使用寿命较短。

耙斗式装岩机技术改造方案

1） 为了防止钢丝绳与导向轮夹板固定销轴的摩擦，我们加大了销轴与导向轮的距离。由原先的40mm变为80～100mm。有效地降低了钢丝绳与侧板的摩擦，延长了侧板的使用寿命。

2）通过对现场使用情况统计，耙岩机导向轮侧板销轴主要摩擦位置位于上部，下部的右下摩擦较少，通过对导向轮力学结构分析，我们将导向轮上方销轴的位置向上移动，加大了钢丝绳的摆动角度，能更好地防止钢丝与销轴的摩擦。

3）同时对导向轮右下方的销轴再向右下移动，使得钢丝绳基本不接触销轴。降低了侧板下部销轴的摩擦。

4）通过测算耙岩机导向轮旋转牵引过程中摩擦阻力要求及钢丝绳直径，我们加深了导向轮滑轮的绳槽，增加了导向轮摩擦阻力，增加了导向轮牵引能力，同时有效避免了跳绳、滑绳现象的发生。

5）针对导向轮侧板销轴易损，我们改变了销轴的材质，采用耐磨材料制作，延长了销轴的使用寿命。

6）把原先防卡绳装置加长，由原先的半包变为全包，在整个滑轮圆周上制作了防卡绳装置。提高了导向轮的安全性和可靠性。

耙斗式装岩机改造效果

改造前后的效果图如图1所示。

改造后的导向轮在我矿井下进行了试验，现场效果良好。本次改造不仅延长了导向轮和钢丝绳的使用寿命，导向轮使用寿命由原来的平均11个月增加到平均16个月，同时钢丝绳使用寿命也由原来的平均5个月增加到平均7个月，大大减少了耙岩机更换钢丝绳和导向轮的次数，减少了生产误时，提高工作效率。在使用过程中，改造后的导向轮能够有效控制钢丝绳跳绳、断绳等现象，保证了设备和人身安全，消除了设备缺陷带来的安全隐患。初步测算，这项改造每年能节约耙岩机导向轮和钢丝绳使用成本30万元。

通过对耙岩机导向轮结构的技术改造，不仅提高了耙岩机的工作效率，延长了导向轮使用寿命，降低了生产误时，还有效消除了耙岩机导向轮因设计缺陷导致的不安全隐患，降低了设备的损坏率和事故率，具有较高的推广使用价值。