掘进机在钾盐矿的应用及改进

1、    掘进机在钾盐矿的应用及改进    杨春海摘 要：介绍了钾盐矿目前使用掘进机的开采方法，总结了煤矿用掘进机在钾盐矿使用过程中出现的问题，并根据新发现的问题提出解决方法，以有效地将煤矿用掘进机应用于钾盐矿开采中。关键词：钾盐矿；掘进机；开采工艺；除尘系统：td421.5 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2015.15.010：2095-6835（2015）15-0010-02钾盐在我国经济领域的应用极为广泛，尤其用于钾肥的生产，是保证我国粮食安全生产的一种重要矿产，也是国家新能源的重要战略产品。钾盐的开采方法主要有两种，分别是水溶法

2、开采和机械化开采。水溶法开采时，因在处理过程中在采出氯化钾的同时会采出钾盐矿中大量的mgcl2、nacl等矿物杂质，必须花费大量的人力、物力来处理这些废液、废渣，否则将严重影响周边生态环境，开采成本较高，因此一部分钾盐矿的开采逐渐向机械化开采转移。钾盐矿机械化的开采方法与煤矿巷道掘进有着极其相似的一面，且对支护的要求较低，而不同于煤矿支护时间占到掘进时间的2/3，因此掘进机能在钾盐矿得到最大程度的应用，但由于钾盐矿本身的特殊性，煤矿用掘进机在使用过程也出现了一些新的问题需要改进。1 钾盐矿机械化开采条件开元钾盐矿业有限公司采用我公司生产的ebz260掘进机对其盐矿进行开采，该钾盐矿井深180

3、m，巷道断面为矩形，宽6 m，高4 m，矿石主要成分为光卤石，硬度约为f3。由于钾盐矿地质的特殊性，埋藏较浅，地压较小，大多数井下巷道不需要支护，同时也不含瓦斯，因此对设备也无防爆要求。由于巷道基本由含盐矿物质组成，具有水溶性，因此井下用水很少。ebz260型掘进机如图1所示。2 掘进机开采工艺钾盐矿掘进工艺基本采用与煤矿同样的开采方式，掘进机截割破碎盐料后由铲板进行装料，刮板运输机运输盐料到二运转载机，然后通过多级皮带机运输到进口，最后通过提升机提升到地面进行洗选。3 掘进机用于钾盐矿开采的特点由于钾盐地质成形主要由盐湖干旱蒸发形成，在形成过程中不会类似煤矿而产生瓦斯，因此钾盐矿对设备防爆无

4、要求，普通地面设备均可使用。钾盐矿大部分埋藏较浅，地压小，大多数钾盐巷道无支护要求，因此能最大化地发挥掘进机的效率。钾盐井下巷道如图2所示。钾盐矿硬度较低，硬度f3左右，同煤巷硬度接近，因此掘进机因振动造成的故障较小，同样截齿损耗较低，开采成本较低。4 掘进机开采中存在的问题及改进方法由于钾盐矿与煤矿使用条件的不同，在开采中也出现了一些不同于煤矿的新型问题。4.1 强腐蚀的问题因钾盐矿主要成分含nacl、mgcl2等化合物比海水腐蚀性更大，因此原掘进机所用涂层很快就失去效果，整个掘进机外层包裹了一层厚厚的铁锈，严重时，会造成电气系统的短路等损坏。同时，销轴及滑动轴承表面的黑化处理耐磨蚀能力也明

5、显不足，容易锈蚀，造成销轴无法拆卸。掘进机机身腐蚀如图3所示，白色为原漆层，深色部分为锈蚀部分。改进措施：整机二层喷漆增加为三层喷漆，底漆选用环氧富锌底漆，中间漆选用云铁环氧防锈漆，面漆氯化橡胶铝粉防锈漆，且将漆层总厚度由80120 m增加到250300 m。销轴表面热处理工艺采用新型复合盐浴高防腐处理方法，采用该表面处理方法后，掘进机机身的防锈能力是普通发黑处理的上百倍，耐磨性是镀铬的十几倍，可有效提高防锈、抗蚀能力。通过以上措施，有效防止了钾盐的锈蚀现象，降低了整机锈蚀引发的故障率。4.2 除尘系统本身ebz260掘进机带有除尘系统，但该除尘系统为湿式系统，采用雾化水混合钾盐进行除尘，但形

6、成溶液的腐蚀性造成湿式除尘器内部腐蚀严重，用一段时间后除尘器内部的喷嘴、除雾垫层、排污泵全部失效，除尘系统无法正常作业，导致在钾盐矿湿式除尘系统无法有效使用。同时，钾盐矿几乎不产生对肺部有危害的游离二氧化硅，产生的粉尘量也较少，因此取消机载除尘系统，采用人工配带呼吸防护面罩来隔离粉尘污染。4.3 冷却水的问题由于巷道完全处于钾盐矿内部，水对钾盐有着溶解性，掘进机截割电机、泵站电机均为水冷电机，再加上液压系统的冷却。不像煤矿支护时掘进机还有冷却时间，钾盐矿掘进机一直处于运行状态，因此整个系统需要50 l/min，即每小时排水量达到3 m3才能保持掘进机正常运行，排水量较大。为减少排水量，司机在操

7、作时不得不降低排水量，但又会造成掘进机过热，引起液压胶管爆管或电机故障等问题。针对该问题，钾盐矿水冷却系统必须采用类似汽车散热器类似的内循环水冷却器，正好可以利用取消除尘系统留下的空间，布置三个串联的内循环冷却器，每个冷却器自带散热风机进行散热冷却，可有效解决无法排水、冷却不足的问题。5 使用效果经过改进后的ebz260型掘进机表面防锈能力大大提高，循环冷却水系统达到零排水量。该设备于2014-12在开元矿业三盘区工作面实现了月进尺488.6 m、日进尺29.5 m的钾盐矿掘进进尺最高纪录，创下了该集团公司同类巷道施工的最好成绩。6 结束语钾盐地下开采及其相关开采工艺在我国还是一个新生的项目，地下开采工艺及施工工艺均处于摸索阶段，我国各钾盐矿山公司的钾盐机械化开采项目也处于起步阶段。我公司掘进机及后配套项目的成功应用，形成地下钾盐开采工艺及技术的成功示范应用案例，将会对地下钾盐开采市场形成连锁反应，具有良好的社会效益和经济效益。参考文献1张常青.悬臂式掘进机在钾盐矿开采中的应用j.煤矿机械，2013，30（3）：28-