某铁矿主井提升箕斗卸载液压系统技术改造实践

王宪朋 王立杰等：某铁矿主井提升箕斗卸载液压系统技术改造实践 ２０１９年 ９月第 ９期
图 １ 双缸双阀技术改造原理
１—直轨油缸；２—分速集流阀
２．２ 改造后效果及存在问题分析 双缸双阀改造完成后，经实践，双缸同时动作，
在液压站工作压力值设定为 ６ＭＰａ时可以打开箕斗 闸门。但运行过程中仍存在 ２个油缸不同步的下述 问题：因执行机构同步回路中的 ２个 ＦＪＬＢ２０ＨＳ分 流集流阀的同步精确度较差，会出现由于双油缸同 步位置偏差而造成直轨的位置偏差，致使箕斗上提 至卸载站时仍会出现撞直轨现象，容易造成设备故 障甚至事故，对主井提升系统的正常生产造成极大 影响。
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０５ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０５期 ２０１９年 ９月第 ９期
Байду номын сангаас
某铁矿主井提升箕斗卸载液压系统技术改造实践
王宪朋 王立杰 涂光富 马 宁 刘 阳 杨志强
（河钢集团沙河中关铁矿有限公司）
摘 要 通过对河北某铁矿主井提升系统的长期观察和分析，发现该卸载液压站为单油缸作 用于箕斗直轨，箕斗到位后拉动直轨进行卸矿。由于水料混合导致箕斗内装矿密度不均致使箕斗 重心偏移，同时富有黏度的水炭也增加了打开闸门的阻力，箕斗上提过程中经常出现撞直轨和打不 开斗门等现象。为解决此故障，提出了将单缸改为双缸双马达的技术改造措施，同时进一步进行技 术改造，解决 ２个油缸动作的同步性偏差，使开闭闸门更加快速平稳，彻底解决了提升卸载故障，提 高了系统安全连续运行效率。
关键词 箕斗卸载 液压系统 双缸同步偏差 技术改造 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０９．０５３
河北某铁矿设计生产规模为 ２００万 ｔ／ａ矿石。 主井采用单箕斗带平衡锤提升方式，担负 －４４８ｍ 中段以上的矿石提升任务。 －４０９ｍ中段以上的矿 石经主溜井溜入 －４０９ｍ破碎硐室，经颚式破碎机 破碎成 ０～３５０ｍｍ的矿石溜入下部矿仓，经振动给 料机给入 Ｄ１皮带机运至与装载站计量斗，由液压 装载系统控制装入箕斗内，由塔式多绳摩擦式提升 机提升至地表，再通过卸载液压站及直轨卸载至主 井箕斗 仓 内。主 井 提 升 机 为 中 信 重 工 ＪＫＭ４×６ （Ⅲ）Ｅ多绳塔式摩擦提升机，闸控及电控均为 ＡＢＢ 产品，系统非标件为徐州煤安产品。系统提升高度 ７０９ｍ，其箕斗 卸 矿 （岩 ）方 式 设 计 采 用 直 轨 拉 拽 开 启多绳底卸式箕斗箱的方式进行卸载，卸载直轨的 执行机构为通过采用一个 ＦＪＬＢ２０ＨＳ分流集流阀 控制一个 ＨＳＧ１００／５５１０２５油缸进行动作，进而实 现箕斗在 直 轨 上 运 动 走 位，完 成 “箕 斗 开 启—箕 斗 开启到位—箕斗卸矿—关闭箕斗至停车位”的卸矿 循环。
１ 存在问题及原因分析
由于该矿矿坑涌水较大，虽经过治水措施，但主 溜井内仍有 ８．７ｍ３／ｈ的淋水，下部矿仓内仍有 ４．５ ｍ３／ｈ的淋水，曾多次发生主溜井及下部矿仓跑料， 矿（岩）石埋住 －４４８ｍ装载系统 Ｄ１皮带机皮带及 机尾的现象，大量矿井水与随矿（岩）石混合进入计 量斗并装入箕斗。大量矿井水与矿（岩）石混合，导
王宪朋（１９７０—），男，工程师，０５４１００河北省沙河市白塔镇上关 村。
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致矿（岩）石 黏 度 增 加，在 惯 性 冲 力 的 作 用 下，箕 斗 闸门处易形成真空，且由于料黏度增加，运行 ５～６ 斗后，闸门处 会 黏 结 大 量 粉 （泥 ）化 料，发 生 凝 结 住 斗门现象。卸载油缸设计额定工作压力为 ６ＭＰａ， 设定运行压力为 ６ＭＰａ，运行 ５～６箕斗后，在水炭 卸载压力变化极大的情况下，此压力无法打开箕斗 门，需要岗位人员用高压水将箕斗门处黏料冲掉、或 用导链协助拉拽、或者重新调整增大液压站工作压 力至 １１ＭＰａ，方可打开箕斗闸门进行卸载。同时由 于箕斗内装矿密度不均，重载后的箕斗易发生重心 偏移。箕斗上提过程中经常出现撞直轨现象。为尽 量不影响液压系统使用寿命，一个卸载循环完毕，液 压站压力须恢复到额定值 ６ＭＰａ。据统计，每处理 一次该故障，影响主井运行时间约 ２０ｍｉｎ，平均每班 处理 ４次，每天共影响主井提升运行时间 ４ｈ，大大 降低了主井提升效率。此外，超负荷使用，降低了卸 载直轨及液压系统的使用寿命。
液压同步马达控制原理如图 ２所示，为使 ２个 液压马达的流量近似相同，要求使用 ２台型号相同、 液压尺寸相同、制造厂家相同、加工精度较高的液压 同步马达，使得通过 ２个马达的流量和速度近似相 同。其次，使用 ２台型号相同、制造厂家相同、截面 积相同的液压缸，从而实现 ２个油缸速度同步。实 际使用过程中，２台液压同步马达仍存在着较明显 的同步偏差，经系统分析，影响同步偏差的主要因素 如下。
３ 双缸同步技术改进
３．１ 技术改进构思 考虑以改善双油缸动作的同步性为出发点，对
同步控制装置进行改型。采用 ２台 ＴＢ２０Ｇ３／４型 铝合金 齿 轮 式 液 压 同 步 分 流 马 达 代 替 ２台 ＦＪＬ Ｂ２０ＨＳ分流集流阀来分别控制卸载直轨的 ２台油 缸的开启和关闭的同步动作。 ３．２ 影响液压缸同步的因素
２ 双缸双阀技术改造
２．１ 改造思路 针对以上问题，考虑主要以改善箕斗重心平衡
和增加液压缸推动力为出发点，双油缸动作的同步 性为出发点，将单缸卸载改造为双缸卸载。在系统 中增加一个同型号的 ＦＪＬＢ２０ＨＳ分流集流阀，和一 台同型号的 ＨＳＧ１００／５５１０２５油缸进行同步动作， 来实现直轨的运动走位。双缸双阀技术改造原理详 见图 １。
图 ２ 液压同步马达控制原理
由于配用的同步阀稳定性较差、同步精度较差， 会使直轨 ２个油缸活塞杆伸缩速度不一致，直轨运 动过程中出现偏斜，致使箕斗箱体开关过程中左右 两侧受力不均衡，长期往复，容易造成直轨和箕斗出 现变形，且对直轨旋转轴、箕斗箱体旋转轴、箕斗左 右导轮挂钩等旋转部件以及卸载站处罐道有较大损 害，大大缩短设备（备件）的使用寿命。