在新建地下金屬礦礦山和地下金屬老礦山的深部開拓工程中，礦石和廢石的裝載與運(yùn)輸是最為重要的部分，直接決定著礦山生產(chǎn)能否正常進(jìn)行，影響著礦山的生產(chǎn)成本。礦石和廢石的裝載與運(yùn)輸能否順暢有序的進(jìn)行取決于礦石和廢石是否具有適宜的塊度。通常，經(jīng)爆破采下的礦石會有一些較大塊，這些大塊或超大塊成為裝載與運(yùn)輸?shù)募�手問題。因此，近20年來，許多礦山將礦石的粗碎工序從選廠移到井下進(jìn)行，使采、選相融合。這種趨勢正成為當(dāng)前地下礦山采選技術(shù)發(fā)展的新方向。
    然而，井下破碎系統(tǒng)可采用的破碎設(shè)備，只有兩種選擇：要么用大型顎式破碎機(jī)，要么用旋回破碎機(jī)。傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)不是簡擺就是復(fù)擺，它們結(jié)構(gòu)老化，高度高，致使破碎硐室容積增大，高度增加，一般容積在3000 mz左右，高度10～14 m。若采用旋回破碎機(jī)，其破碎硐室容積更大，高度更高。這樣大的硐室，其施工難度大，工程投資大，工效低，工期長，是礦山建設(shè)中最困難、最危險的工程。特別是在某些地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、斷層縱橫交錯的破碎地層，開鑿難度和危險性更大。因此，特別需要滿足地下硬巖礦山要求的低矮破碎設(shè)備。
    近年來，北京礦冶研究總院先后研制成功了PEWA75106和PEWA90120等外動顎低矮破碎機(jī)，高度比同型號傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)低30%，特別是喂料高度比同型號傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)低50%以上。這種破碎系統(tǒng)的高度降低1/3以上，大大減少了井下破碎硐室的開鑿量。同時這種破碎機(jī)還具有破碎力強(qiáng)大、襯板磨損小及能量消耗低等特點(diǎn)，是井下初碎的理想破碎設(shè)備。
1、井下破碎系統(tǒng)對破碎設(shè)備的要求
1.1  高度低矮、結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小
    井下破碎設(shè)備安裝在硐室中，其外形尺寸決定了硐室的大小。硐室尺寸越小，安全性和經(jīng)濟(jì)性就越好。硐室的穩(wěn)定性與硐室的斷面積直接相關(guān)，主要由跨度和高度決定。在跨度一定的條件下，通過降低高度可以減小斷面面積，從而控制硐室的穩(wěn)定性。高度低矮、結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小的破碎設(shè)備安裝維護(hù)所占用空間小，因而就能減小開挖工程量，加大硐室的穩(wěn)定性。
1.2抗沖擊、耐磨損、破碎力強(qiáng)大
    地下金屬礦山，特別是深部開采中破碎的多為堅硬物料。礦巖硬度大，普氏系數(shù)達(dá)到15～20。因此，要求設(shè)備在提供強(qiáng)大破碎力的同時，必須具有足夠高的強(qiáng)度、剛度以抵抗堅硬物料對動顎、靜顎及機(jī)架的沖擊。同時，顎板應(yīng)堅固耐磨，以延長顎板的使用周期。
1.3操作維修方便、安全可靠
    地下礦山深部開采中，濕度較大，物料中泥水含量較高，工作環(huán)境惡劣、空間狹窄。因此，要求破碎設(shè)備簡單可靠和操作維修方便。
2、工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.1工作原理
    PEWA90120外動顎低矮破碎機(jī)由傳動部1、機(jī)架部2、動顎部3、調(diào)整部4、可調(diào)顎部5、拉緊部6及潤滑系統(tǒng)等組成，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。
電動機(jī)經(jīng)三角皮帶將運(yùn)動傳到大皮帶輪和飛輪蓄能。大皮帶輪和飛輪分別固定于偏心軸的兩端，與偏心軸組成偏心軸系。偏心軸系和動顎分別位于破碎腔及可調(diào)顎兩側(cè)，通過動顎兩側(cè)的邊板將偏心運(yùn)動傳遞給動顎，使動顎隨邊板作復(fù)雜的平面運(yùn)動。進(jìn)入動顎與可調(diào)顎組成的破碎腔中的物料受到擠壓、劈裂和彎曲的聯(lián)合作用而被破碎，破碎后的物料隨動顎的運(yùn)動由排料口排出。該機(jī)型在結(jié)構(gòu)上有獨(dú)特之處，它一改傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)的偏心連桿套環(huán)裝置，將破碎腔傾斜布置，偏心軸的運(yùn)動通過動顎邊板傳到動顎，動顎的往復(fù)運(yùn)動補(bǔ)償了因動顎傾斜布置而減少的重力進(jìn)料作用，其喂料高度僅為同規(guī)格的傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)的60%。
2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    1)該機(jī)型破碎腔傾斜布置，以動顎在下、可調(diào)顎在上構(gòu)成破碎腔，有效地降低了喂料高度。
    2)動顎板和偏心軸分別位于破碎腔及可調(diào)顎兩側(cè)，通過動顎兩側(cè)的邊板實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的傳遞。
    3)負(fù)懸掛機(jī)構(gòu)、皮帶輪及飛輪不在機(jī)器的上部而在設(shè)備中部兩側(cè)，降低了整機(jī)重心。
    4)可調(diào)顎通過懸掛軸懸掛在機(jī)架上，下部以襯板支承于機(jī)架上，通過調(diào)整肘板，可調(diào)顎可繞懸掛軸旋轉(zhuǎn)以改變排料口大小，控制排料粒度。
    5)機(jī)架為上下箱可拆卸式機(jī)架，上下箱均為箱型結(jié)構(gòu)，獨(dú)立焊接，大大減輕了最大件重量，便于井下狹小空間運(yùn)輸安裝。
3性能優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)
3.1外形低矮
    外動顎低矮破碎機(jī)的破碎腔傾斜布置，采用動顎在下，可調(diào)顎在上的結(jié)構(gòu)，大大降低了喂料高度。動顎和偏心軸系分別置于破碎腔及靜顎兩側(cè)，并采用負(fù)懸掛結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低了皮帶輪和飛輪的安裝高度，進(jìn)一步降低了設(shè)備的整體高度。由于喂料高度較低，所以外動顎低矮破碎機(jī)可與振動放礦機(jī)緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)水平布置工藝，從而使破碎系統(tǒng)的整體高度大幅降低。與傳統(tǒng)的階梯布置的破碎工藝系統(tǒng)相比，洞室高度降低成1/3，洞室開鑿量大大減少。
3,2動顎運(yùn)動軌跡理想
    外動顎低矮破碎機(jī)，從根本上改變機(jī)構(gòu)設(shè)計原理人手，使動顎與連桿分離。連桿的運(yùn)動特性，已經(jīng)不再約束動顎的運(yùn)動特性。只要改變機(jī)構(gòu)參數(shù)，就可以很靈活地調(diào)整動顎運(yùn)動軌跡，從而獲得理想的動顎運(yùn)動特性。
3.3襯板壽命長
    動顎運(yùn)動軌跡決定了被破碎物料在破碎與排料過程中與襯板之間的相對運(yùn)動及受力狀況。破碎機(jī)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)及不同的腔形會得到不同的動顎軌跡。PEWA90120外動顎低矮破碎機(jī)動顎運(yùn)動軌跡的磨損方向及行程比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)PEF90120顎式破碎機(jī)，從而大大降低了襯板磨損。
3.4生產(chǎn)能力高、能耗低
    由于新機(jī)型動顎與可調(diào)顎的位置與傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)正好相反，動顎的往復(fù)運(yùn)動為破碎機(jī)提供了可靠的進(jìn)料保障，并促進(jìn)了排料，所以生產(chǎn)能力比傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)高。另外，新型PEWA90120破碎機(jī)以較小的偏心距就可獲得比同規(guī)格傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)PEF90120大的動顎破碎行程，因此設(shè)備轉(zhuǎn)速提高10%，單位時間內(nèi)破碎次數(shù)和排料次數(shù)增加，從而提高了生產(chǎn)能力。
    新型PEWA90120破碎機(jī)小的磨損行程大大減少了無用功，能耗低；單機(jī)比傳統(tǒng)設(shè)備節(jié)能15%～30%，破碎系統(tǒng)節(jié)能1倍以上。
3.5運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小
    由于動顎外置使動顎上各點(diǎn)的運(yùn)動軌跡長軸與偏心距成二倍的關(guān)系，因而外動顎破碎機(jī)可以較小的偏心距獲得傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)相同的動顎破碎行程。因此設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速提高。
4、生產(chǎn)應(yīng)用
    安徽銅都銅業(yè)股份有限公司安慶銅礦生產(chǎn)能力3500 t/d，隨著礦體開采，上部資源逐漸消失，生產(chǎn)能力逐漸下降，達(dá)2500 t/d。深部- 580 m以下，探明礦石儲量：銅1000萬t，鐵15000萬t，銅金屬量7萬t，鐵金屬量8000萬t。為穩(wěn)定礦山生產(chǎn)，保持礦山規(guī)模，保證礦山效益，延長礦山壽命，安慶銅礦決定進(jìn)行“- 580m以下深部開拓工程”重大基本建設(shè)，以保證深部接替產(chǎn)量1000 t/d，從而實(shí)現(xiàn)礦山穩(wěn)定3500 t/d的生產(chǎn)任務(wù)。在深部開拓工程中，投資500萬元進(jìn)行“深部開采井下破碎機(jī)系統(tǒng)改造”，包括在- 616m新開挖一個破碎硐室、建設(shè)卸載、運(yùn)輸及裝載系統(tǒng)，新增兩臺900×1200顎式破碎機(jī)、相應(yīng)的裝、運(yùn)、卸及配套設(shè)備。
    為減少井下破碎峒室的開鑿量，北京礦冶研究總院研制的外動額低矮型顎式破碎機(jī)是井下初碎設(shè)備的理想選擇，但已有型號不能滿足安慶銅礦破碎塊度和生產(chǎn)能力的要求，為此，安慶銅礦委托北京礦冶研究總院研制首臺最大型號的PEWA90120新型外動顎低矮顎式破碎機(jī)。同時在一個峒室安裝一臺傳統(tǒng)的復(fù)顎式破碎機(jī)，一臺新研制的PEWA90120
新型外動額低矮顎式破碎機(jī)，通過現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)行性能對比。
    結(jié)果表明：新型PEWA90120外動顎低矮破碎機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)大大優(yōu)于傳統(tǒng)PEF90120復(fù)擺顎式破碎機(jī)。井下工業(yè)試驗(yàn)成功后即轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，至今設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)設(shè)計要求。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該機(jī)性能優(yōu)良，操作維修方便，運(yùn)行可靠，成本低，設(shè)備開工率達(dá)97%。
5、結(jié)語
    PEWA90120外動顎低矮破碎機(jī)是一種新型高效、外形低矮的硬巖破碎設(shè)備，具有外形低矮、破碎力大、生產(chǎn)能力高、襯板壽命長等優(yōu)點(diǎn)。其獨(dú)特的機(jī)構(gòu)設(shè)計使動顎獲得了理想的運(yùn)動軌跡，從而根本上改變了傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)破碎效率低、襯板壽命短的缺點(diǎn)。該機(jī)結(jié)構(gòu)新穎、整機(jī)低矮可拆，便于井下運(yùn)輸和裝配。除可用于組建井下破碎系統(tǒng)集中破碎外，還可用于主井破碎硐室形成之前，在豎井下延同時在上部中段進(jìn)行破碎作業(yè)，或通過斜進(jìn)在礦山基建期內(nèi)將礦石運(yùn)出，產(chǎn)生效益，這將大大減少整個地下礦山的基建資金投入，對新建礦山和老礦山改造具有極其重要的意義。PEWA90120外動顎低矮破碎機(jī)的研制和成功應(yīng)用還將促進(jìn)我國地下金屬礦山采選融合化的進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)合理集中破碎和連續(xù)出礦技術(shù)路線的形成，實(shí)現(xiàn)礦山強(qiáng)化開采，促使采礦設(shè)計思想的更新，對推動我國礦業(yè)技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。