紫金山金铜矿铜矿选矿一选厂厂球磨机进出口料端精密水准高差测量

紫金山金铜矿铜矿选矿一选厂厂球磨机进出口料端精密水准高差测量

刘国元

紫金矿业集团股份有限公司  福建上杭  364200

摘要：球磨机在长期运行过程中，受电机和基础不均匀沉降的影响，进料口和出料口会出现高差变动现象，从而影响球磨机安全运行，必须采用高精水准测量的方法测定进料口和出料口的实际高差，再利用微调螺母进行高差调节，保证进料口和出料口的高差在球磨机安全运行范围内。

关键字：球磨机；进出口料端高差；精密水准测量；

0引言

球磨机由于受电机振动和地基不稳定因素的影响，其基础会出现不均匀沉降现象，进而影响到进料口和出料口的高差发生变化。同时，由于机器的长期运行，一些连接咬合部位会随着时间慢慢变松动，也会慢慢影响进出料端的高差变化。

根据球磨机安全运行要求，对进料口和出料口的高差有着严格的要求，通常为进料口比出料口高3mm~10mm之间，小于或大于这个限值，都不利于球磨机的安全运行，容易造成电机或其他电器设备烧坏等设备故障，严重时会造成基础承重受力不均匀，造成基础开裂下沉，进而影响球磨机的安全运行。

2球磨机

球磨机（如下图1所示）是物料进行破碎后，再进行粉碎的大型设备，铜矿选矿厂用球磨机进行铜矿石的进一步粉碎。由于持续生产的需要，球磨机长期处于高压工作，球磨机的轴承和各连接件咬合处容易出现松动现象，导致轴类易出现磨损，而这种磨损往往用肉眼不易发现，但是往往慢慢会发展为出现机器温度升高、跳动幅度大、异响等情况，之后技术人员才会慢慢发觉机器已现场故障。此时，球磨机已经带病运行，极易造成停机事故。

因此，在用户为了让球磨机处于最佳的运行状态，往往定期对球磨机进行检修，更换松动的轴承和破损的配件以及筒体内衬板。其中一个重要的项目是对进出口料端进行测定和调整，调至限差范围内，保证球磨机的进出口料端的商差能在正常工作范围内。由于测定进出口料端的误差在3mm~10mm内，所以在测定高差时使用的水准仪必须达到精度要求，需要DS05级精度要求。

图1球磨机结构示意图

3 DS05自动安平水准仪

DS05自动安平水准仪是高精度精密自动安平水准仪，广泛应用于建筑物变形及沉降监测、工具加工测量和精密工程测量，仪器利用自动补偿技术和内置数字式光学测微读数系统，直读0.1mm，估读0.01mm，精确可靠，可大大提高作业效率和作业精度，其功能结构示意图如下图2所示。

图2 DS05自动安平水准仪功能结构示意图

4水准观测

不同类型或不同型号的球磨机主轴结构不一样，为了达到进出口料端高差水准测量数据的可比性，必须找到进出口料端的水平零点，即假设球磨机在水平状态下，进料口的被测点和出料口的被测点高差为0m，只有这样实际测得的高差才是进出口料端的高差。在无法判定进料口和出料口置零点时，可以查看厂家的球磨机结构示意图，找到进出料口的水平置零点，以保证数据的真实可靠。

由于只是测量高差，根据测量误差理论，无需设定水准基点，测定进出口料端的相对高差，只需测定进出口料端的高差，以减少测量次数，减少测量累计误差，直接测定进出口料端的高差即可，一般是先测定进料口的数值，再测定出料口的数值，两个数据的差值即进料口和出料口的高差值。

4.1安置水准仪

水准仪的摆站点必须与进出口料端能够通视，且摆站点与进料口和出料口测点的距离应相近，以减少水准仪的i角误差，提高测量精度。由于是在厂房内施测，水准仪的摆站点必须坚固，不能有抖动。选好摆站点后架设好测量三角架并固定好脚螺旋，将MS05自动安平水准仪架设在三角架上，用连接螺旋杆将水准仪和三角架进行固定连接，如图下图3所示。

图3水准测量摆站示意图

4.2整平

将水准仪固定后，可以利用贺水准读数棱镜直接观察到，调整时如图2当圆水准气泡居中时，仪器即安平了。调整时如图4（a）所示，气泡未居中而位于a处；则先按箭头所指方向，用双手相对转动脚螺旋①和②，使气泡移动到b的位置（图4（b））；再左手转动脚螺旋③，即可使气泡居中。在整平的过程中，气泡移动的方向与左手大拇指运动的方向一致。当圆水泡居中时，仪器即安平了，此时视线自动安置成水平状态。

图4水准仪整平方法示意图

4.3瞄准和调焦

通过水准仪上方的粗瞄器观察，先大致找到进料口上的水准标尺，然后旋转调焦手轮，直到标尺成像无视差，清晰成像在分划板上，旋转微动手轮将分划板横丝正确地置于标尺中间。

4.4标尺读数

高精水准测量一般用专用的铟瓦尺， 在瞄准标尺后，检查圆水泡是否居中，再按一下按钮，检查补偿器是否处于工作状态。如图5所示，先从望眼镜的目镜中读取标尺的厘米值为77cm，然后旋转测微手轮，使分划板横丝和铟瓦尺上最近的厘米格重合。此时，厘米值直接从标尺上读取为77cm，毫米由读数放大镜从测微尺上读取为5.56mm，两者相加即得到观测值77.556cm，即775.56mm。

图5铟瓦尺成像读数示意图

    用同样的方法可以测定出料口端的读数为890.69mm，那么进料口端与出料口端的高差为890.69-775.56=15.13mm，即进料口比出料口高15.13mm。在球磨机检修时，必须利用基座上的微调螺母将高差调整至3mm~10mm之间，具体的数值可以根据每个月的经验偏低或偏高调整即可。

5注意事项

在实际水准测量过程中，需要注意以下几点：（1）测量时一般4人一组，进料口前视点1人，出料口后视点1人，测站1人，手电筒和现场指辉1人。（2）球磨机一般安装在厂房内，检修其间往往其他设备还在正常运行，如大功率风机等。在进行精密水准测量时必须将其他设备关停，否则会引起共振，导致水准仪目镜中的横丝上下跳动，难以固定的情况。（3）由于是在厂房内测量，往往光线较暗，测量时锢瓦尺无足够的反射光，无法进行瞄准和调焦，必须用手电筒照准标尺后再进行读数。（4）在测微尺读数时也会出现光线不足无法读取测微尺读数的情况，此时也可以利用手机筒对准水准仪测微尺部照射再进行读数。（5）由于球磨机是大型设备，进出口料端往往离地面2.5m以上，属于高处作业，进料口前视点和出料口后视点在人员扶正标尺时必须佩戴安全绳，确保作业安全。

6结尾语

球磨机由于长时间处于高负荷状态下持续工作，其本身重量大，受力金属配件高压状态易松动和变形，导致设备持续性处于微故障状态下工作，加上筒体内物料满负荷运转时，进料和出料作业时进料口和出料口的受力不均衡，最终使球磨机进料口和出料口高差超过限差值。利用球磨机月度检修期间，对球磨机的进料口和出料口的高差通过高精水准进行测量，然后通过基座中的微调螺母进行调整，使球磨机工况处于最佳状态，避免停机等事故的发生，为指导球磨机检修项目组提供精确数据，确保安全生产，该方法已在紫金山金铜矿铜矿一选厂中得到实际应用，起到了很好的应用效果，对其他同类型的球磨机安全管理有着参考和借鉴意义。

7参考文献：

[1]丁涛,祝丽萍.水准测量中应注意的问题及水准测量误差控制[J].能源与节能,2016(03):7-8+16.

[2]刘宗林.自动安平水准仪的测量误差[J].西安文理学院学报(自然科学版),2012,15(03):111-113.

[3]黄献波.浅谈水准测量施工技术[J].科技传播,2011(13):194-195.

[4]吴鹏,李士军.水准高差测量的方法和技巧[J].水利天地,2007(02):35.

[5]左朋坤,张名弘.球磨机主轴承烧瓦故障的原因和预防[J].矿山机械,2005(01):104-105.

作者简介：

刘国元（1984-），男，福建省上杭人，中级工程师。主要从事测绘与地理信息、矿区地质灾害防治、大坝边坡安全监测、GIS软件应用等研究工作。详细地址：福建省龙岩市上杭县南岗琴岗路53号（原矿冶院大楼）转紫金山金铜矿刘国元收   邮编：364200邮箱：guoyuanliu@163.com  QQ:285264858  手机：15880378860