大山半自磨机格子板优化实践
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LIU Jun
（Ｊｉａｎｇｘｉ Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｘｉｎｇ Ｍｉｎｅ，Ｄｅｘｉｎｇ ３３４２２４，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｐｌａｔｅ ｉｓ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｂａｒｒｉｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｌｐ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍｉｌｌ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｍｉ－ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｍｉｌｌ， ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｌｌ， ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｅｔｃ．Ｔｈｅ ａｒｃ－ｇｒｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ Ｄｅｔｏｎｇｓｈａｎ ｍｉｌｌ， ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｈｏｌｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｌａｙｏｕｔ ａｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｏｃｋ， ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Keywords: Ｓｅｍｉ－ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｍｉｌｌ； Ａｒｃ－ｓｈａｐｅｄ ｇｒｉｄ ｐｌａｔｅ； Ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
显然格子孔的通过能力也能通过离散元进行模拟仿真， 综合考虑通过格子孔的颗粒及模拟时间，采用 φ65、φ45、 φ40 的球形颗粒进行模拟，直形及弧形格子板的通过能力 分别如图 3、4 所示，通过能力对比如图 5 所示，弧形格子板 通过能力是直形格子板的 2.23 倍。
收稿日期 ：２０２１－０５ 作者简介 ：刘俊，男，生于 １９８３ 年，江西兴国人，汉族，本科，工程师，研 究方向 ：矿山机械设备。
图 3 直形格子板通过情况 图 4 弧形格子板通过情况
30
世界有色金属 2021年 5月下
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M 机械加工与制造 achining and manufacturing
图 5 直形与弧形格子板通过能力对比
2 格子孔优化工业实践 2.1 应用第一套弧形格子板生产数据分析
（1）在处理难磨矿石工况条件下。难磨矿给矿粒度分布 如图 6 所示，可以看出难磨矿中间粒径的矿石较多。在经过 半自磨的碎磨后，较一般的工况条件来说，出现的顽石量也 会比较大。
5.02%，半 自 磨 筒 体 磨 矿 做 功 减 少，功 率 稳 定 在 5000kw 左 右，出 料 端 轴 压 维 持 在 4.8Mpa，筒 体 内 混 合 充 填 率 大 约 下 降 到 14%。处 理 粉 矿 时 实 时 平 均 台 效 1168t/h，顽 石 量 平 均 125t/h。使 用 弧 形 格 子 板 后，排 矿 -200 目 含 量 在 20.99%~31.16%，比使用直形格子板下降了 10 个百分点左右， +10mm 含量在 20%~26.73%，顽石量达到 200t/h 以上。由于 第一套弧形格子板使用过程中，在处理粉矿及一般矿石时， 球磨机负荷相对较大，还需进一步对开孔情况进行优化。 2.2 格子孔优化实践
如果下一作业的矿浆提升器有足够的能力，通过优化格 子板可实现一个预期的矿浆排出速度及半自磨机产品的粒 度组成。
1 格子板结构优化实践 1.1 弧形格子板设计
弧形格子板即带弧形提升条的格子板，在国外选矿厂有 现场应用实践如西澳 φ12.2x11m 自磨机，其能够提高格子 板的通过能力，充分利用顽石破碎，实现多碎少磨，减小系 统电耗的作用。
图 1 直形格子板 图 2 弧形格子板 1.2 格子板通过能力离散元分析
目前，国内外使用离散元方法，对磨机等设备中的物料 运动情况及磨损做了很多分析。潘庆 [3] 等利用 ROCKY 软件 对半自磨衬板磨损规律进行了分析，并且分析与现场使用结 果一致。孟庆霞 [4] 等采用离散元分析了半自磨矿浆提升器的 排矿效果、磨损等，对矿浆提升器结构进行了优化。
M 机械加工与制造 achining and manufacturing
大山半自磨机格子板优化实践
刘俊
（江西铜业德兴铜矿，江西 德兴 ３３４２２４）
摘 要 ：格子板是矿浆排出半自磨机的第一道关卡，其设计的合理性直接影响着半自磨机的产品粒度分布、磨机的磨
矿效果、台效及系统电耗等。在德铜大山选厂采用弧形格子板结构，并对格子孔尺寸及排布进行优化，实现了提高半自
因在大山选矿厂弧形格子场直形格子板结构如图 1 所示， 格子孔尺寸为 70mm 和 26mm。弧形格子板结构如图 2 所 示，开孔尺寸组合为 70mm、50mm、40mm、30mm。因结 构影响，直形格子板开孔面积为 7.05 ㎡，弧形格子板的开孔 面积降至 6.5 ㎡。
德兴铜矿大山选矿厂半自磨系统选用了 1 台 φ10.37m× 5.19m半自磨机和1台φ7.32m×10.68m球磨机用于两段 磨矿，于2010年11月投入使用[1]。由铜厂和富家坞两个采 区供矿，随着采区深部开采，给矿块度及硬度逐步增加， 原设计半自磨机排料端排料能力不足，排料粒度组成不合 理，造成半自磨机运行功率高、磨矿效率低[2]。同时，半自 磨排出的顽石量仅155t/h，顽石破碎机的运转率低。
磨系统台效、增加顽石量、降低系统电耗的目的。
关键词 ：半自磨机 ；弧形格子板 ；离散元
中图分类号 ：ＴＤ４５３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００２－５０６５（２０２１）１０－００３０－２
Optimization practice of grid plate in Dashan semi - autogenous mill
磨机排料有两个过程 ：一是将矿浆与顽石运送到格子 板 ；二是矿浆通过格子板进入矿浆提升器，矿浆提升器将物 料提升并且排出磨机之外。格子板是物料排出半自磨机的第 一道关卡，其作用包括①把大块物料及磨矿介质保留在半自 磨机内。②限制物料排出功能，强化物料的摩擦粉碎机理， 进而加强细磨作用。但是如果格子板对矿浆的阻力太大，会 在半自磨机内形成一个矿浆池，使精细矿浆聚集在物料中 形成矿浆池。矿浆池会产生相反的转矩，减少磨机的支取功 率，从而降低磨机的产量。格子孔的开孔面积、大小、排布、 格子板上的提升条高度及形状直接影响着物料通过格子板 的能力、半自磨机产品的粒度组成、顽石通过格子板的速度。
（Ｊｉａｎｇｘｉ Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｘｉｎｇ Ｍｉｎｅ，Ｄｅｘｉｎｇ ３３４２２４，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｐｌａｔｅ ｉｓ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｂａｒｒｉｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｌｐ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍｉｌｌ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｍｉ－ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｍｉｌｌ， ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｌｌ， ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｅｔｃ．Ｔｈｅ ａｒｃ－ｇｒｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ Ｄｅｔｏｎｇｓｈａｎ ｍｉｌｌ， ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｈｏｌｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｌａｙｏｕｔ ａｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｏｃｋ， ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Keywords: Ｓｅｍｉ－ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｍｉｌｌ； Ａｒｃ－ｓｈａｐｅｄ ｇｒｉｄ ｐｌａｔｅ； Ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
显然格子孔的通过能力也能通过离散元进行模拟仿真， 综合考虑通过格子孔的颗粒及模拟时间，采用 φ65、φ45、 φ40 的球形颗粒进行模拟，直形及弧形格子板的通过能力 分别如图 3、4 所示，通过能力对比如图 5 所示，弧形格子板 通过能力是直形格子板的 2.23 倍。
收稿日期 ：２０２１－０５ 作者简介 ：刘俊，男，生于 １９８３ 年，江西兴国人，汉族，本科，工程师，研 究方向 ：矿山机械设备。
图 3 直形格子板通过情况 图 4 弧形格子板通过情况
30
世界有色金属 2021年 5月下
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M 机械加工与制造 achining and manufacturing
图 5 直形与弧形格子板通过能力对比
2 格子孔优化工业实践 2.1 应用第一套弧形格子板生产数据分析
（1）在处理难磨矿石工况条件下。难磨矿给矿粒度分布 如图 6 所示，可以看出难磨矿中间粒径的矿石较多。在经过 半自磨的碎磨后，较一般的工况条件来说，出现的顽石量也 会比较大。
5.02%，半 自 磨 筒 体 磨 矿 做 功 减 少，功 率 稳 定 在 5000kw 左 右，出 料 端 轴 压 维 持 在 4.8Mpa，筒 体 内 混 合 充 填 率 大 约 下 降 到 14%。处 理 粉 矿 时 实 时 平 均 台 效 1168t/h，顽 石 量 平 均 125t/h。使 用 弧 形 格 子 板 后，排 矿 -200 目 含 量 在 20.99%~31.16%，比使用直形格子板下降了 10 个百分点左右， +10mm 含量在 20%~26.73%，顽石量达到 200t/h 以上。由于 第一套弧形格子板使用过程中，在处理粉矿及一般矿石时， 球磨机负荷相对较大，还需进一步对开孔情况进行优化。 2.2 格子孔优化实践
如果下一作业的矿浆提升器有足够的能力，通过优化格 子板可实现一个预期的矿浆排出速度及半自磨机产品的粒 度组成。
1 格子板结构优化实践 1.1 弧形格子板设计
弧形格子板即带弧形提升条的格子板，在国外选矿厂有 现场应用实践如西澳 φ12.2x11m 自磨机，其能够提高格子 板的通过能力，充分利用顽石破碎，实现多碎少磨，减小系 统电耗的作用。
图 1 直形格子板 图 2 弧形格子板 1.2 格子板通过能力离散元分析
目前，国内外使用离散元方法，对磨机等设备中的物料 运动情况及磨损做了很多分析。潘庆 [3] 等利用 ROCKY 软件 对半自磨衬板磨损规律进行了分析，并且分析与现场使用结 果一致。孟庆霞 [4] 等采用离散元分析了半自磨矿浆提升器的 排矿效果、磨损等，对矿浆提升器结构进行了优化。
M 机械加工与制造 achining and manufacturing
大山半自磨机格子板优化实践
刘俊
（江西铜业德兴铜矿，江西 德兴 ３３４２２４）
摘 要 ：格子板是矿浆排出半自磨机的第一道关卡，其设计的合理性直接影响着半自磨机的产品粒度分布、磨机的磨
矿效果、台效及系统电耗等。在德铜大山选厂采用弧形格子板结构，并对格子孔尺寸及排布进行优化，实现了提高半自
因在大山选矿厂弧形格子场直形格子板结构如图 1 所示， 格子孔尺寸为 70mm 和 26mm。弧形格子板结构如图 2 所 示，开孔尺寸组合为 70mm、50mm、40mm、30mm。因结 构影响，直形格子板开孔面积为 7.05 ㎡，弧形格子板的开孔 面积降至 6.5 ㎡。
德兴铜矿大山选矿厂半自磨系统选用了 1 台 φ10.37m× 5.19m半自磨机和1台φ7.32m×10.68m球磨机用于两段 磨矿，于2010年11月投入使用[1]。由铜厂和富家坞两个采 区供矿，随着采区深部开采，给矿块度及硬度逐步增加， 原设计半自磨机排料端排料能力不足，排料粒度组成不合 理，造成半自磨机运行功率高、磨矿效率低[2]。同时，半自 磨排出的顽石量仅155t/h，顽石破碎机的运转率低。
磨系统台效、增加顽石量、降低系统电耗的目的。
关键词 ：半自磨机 ；弧形格子板 ；离散元
中图分类号 ：ＴＤ４５３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００２－５０６５（２０２１）１０－００３０－２
Optimization practice of grid plate in Dashan semi - autogenous mill
磨机排料有两个过程 ：一是将矿浆与顽石运送到格子 板 ；二是矿浆通过格子板进入矿浆提升器，矿浆提升器将物 料提升并且排出磨机之外。格子板是物料排出半自磨机的第 一道关卡，其作用包括①把大块物料及磨矿介质保留在半自 磨机内。②限制物料排出功能，强化物料的摩擦粉碎机理， 进而加强细磨作用。但是如果格子板对矿浆的阻力太大，会 在半自磨机内形成一个矿浆池，使精细矿浆聚集在物料中 形成矿浆池。矿浆池会产生相反的转矩，减少磨机的支取功 率，从而降低磨机的产量。格子孔的开孔面积、大小、排布、 格子板上的提升条高度及形状直接影响着物料通过格子板 的能力、半自磨机产品的粒度组成、顽石通过格子板的速度。