Цупиков С.Г. (ред.) Справочник дорожного мастера
Подождите немного. Документ загружается.
взрывом. Высоту взрываемого уступа принимают равной 10...15 м. С
увеличением высоты уступа возрастает период действия взрыва на породу,
что способствует более интенсивному ее дроблению. При высоте
взрываемого уступа до 35 м значительно улучшается интенсивность
дробления и повышаются технико-экономические показатели буровзрывных
работ. Рекомендуемые диаметры скважин приведены в табл. 7.1.3
Таблица 7.1.3
Рекомендуемые диаметры скважин
Категория породы Степень крепости породы Диаметр скважины, мм
I Высшая степень крепости 105...140
II Очень крепкие 105... 160
III, IIIа Крепкие 140...200
IV, IVa Довольно крепкие 140...220
V, Va Средине 160...280
VI, VIa Довольно мягкие 160...300
Для бурения скважин применяют станки ударно-вращательного и вращательного бурения,
характеристика которых приведена в табл. 7.1.4
Таблица 7.1.4
Станки для бурения скважин
Наименование
Ударно-вращательные Вращательные
БМК СБМК БМП-115 Урал-64 БТС-2 БСШ-24 БСВ-3
Диаметр коронки долота, мм 105 105 110 155 150 190 214
Глубина бурения, м 35 35 50 19 30 24 21
Угол бурения к горизонту, град 0...90 0...120 90...60 90...60 0...90 60...90 90
Расход воздуха, м
3
/мин 4,2 4,2 4,2 14,4 9,0 18,0 11,2
Установленная мощность, кВт 2,8 13,8 10,0 180,0 74,0 170,0 166,0
Основные размеры, м:
длина 0,6 3,1 4,0 7,98 - 7,65 5,65
ширина 0,4 1,85 4,07 - 4,29 3,18
высота с подъемной мачтой 2,7 2,3 5,3 23,9 - 10,45 12,17
Масса станка, т 0,336 3,20 4,5 29,0 19,7 41,0 30,0
Рациональный способ бурения и выбор бурильного станка определяется
технико-экономическими расчетами, геологическими данными
разрабатываемого месторождения, назначением добываемой породы.
При скважинном методе (рис. 7.1.3) величину заряда на рыхление
определяют по формуле
Q = q·a·W
n
·Н
у
, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.1.3)
где q - расчетный удельный расход аммонита №6 (табл. 7.1.5), кг/м
3
;
а - расстояние между скважинами в ряду, равное (1... 1,2) W ;
W
n
- расчетная линия сопротивления по подошве уступа, принимаемая
равной
Zили (0,5...0,8)Н
у
,
где d
c
- диаметр скважины, см;
- насыпная плотность взрывчатого вещества (ВВ), кг/дм
3
;
Н
у
- высота уступа, м
Рис. 7.1.3. Скважные зарядные устройства
Н
у
- высота уступа; - угол откоса уступа; С - расстояние от верха бровки
уступа до центра скважины первого ряда зарядов; W
n
- величина расчетной
линии сопротивления по подошве уступа; l
заб
- длина забойки скважины; l
з
-
длина заряда; L
c
- длина скважины; l
nep
- величина перебура; b - расстояние
между рядами скважины; а - расстояние между скважинами в ряду
Рассчитанная для вертикальных скважин величина расчетной линии
сопротивления по подошве уступа должна удовлетворять условием
безопасности
W
n
Н
у
ctq + С, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.1.4)
где - угол откоса уступа, град;
С - расстояние от верхней бровки уступа до ходового оборудования
бурового станка.
Расстояние между рядами скважин
b = 0,85 - W
n
·7 ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.1.5)
Объем породы взрываемой одной скважиной
V
с
= а - W
n
- Н
у
KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK (7.1.6)
Расстояние от верхней бровки уступа до центра скважины первого ряда
зарядов
С = W
n
- Н
у
·ctq ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.1.7)
Масса скваженного заряда по вместимости
Q
с
= (L
c
- l
заб
)·Р = (L
c
- 20d
c
)·P, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.1.8)
где L
c
- длина скважины, равная высоте уступа Н
у
с перебуром l
nep
;
l
заб
- длина забойки, м;
Р - вместимость скважин в дм
3
на 1 п.м ее длины;
d
c
- диаметр скважины, см.
7.2. Базы по переработке нерудных материалов
7.2.1. Технологические процессы переработки камня
Для получения нужной продукции полезные ископаемые подвергают
переработке на дробильно-сортировочных заводах.
Переработка состоит из дробления, сортировки, промывки и обогащения
щебня, гравия, песка.
Дробление и измельчение - уменьшение размера кусков горной массы
путем механического разрушения. Принято считать, что при дроблении
получают продукты преимущественно крупные, а при измельчении менее 0,5
мм. Для дробления используют дробилки, а для измельчения мельницы.
Сортировка (грохочение) - разделение продуктов переработки по
крупности на грохотах.
Промывку щебня и гравия осуществляют с целью удаления комковой
глины, пылеватых и глинистых частиц. Промывку можно производить на
грохотах или в машинах-мойках.
Классификацию и обогащение песков применяют до доведения зернового
состава до требований государственных стандартов. Эти операции
выполняются в гидроклассификаторах и обогатительных аппаратах
(гидроциклонах).
Обогащение щебня и гравия по прочности осуществляют в осадочных
машинах, механических классификаторах, установках для обогащения в
тяжелых средах.
Обогащение щебня по форме зерен предназначено для получения щебня
кубовидной формы. Эту операцию осуществляют избирательной
сортировкой на щелевидных ситах, грануляцией щебня в роторных
дробилках ударного действия и в барабанах грануляторах.
Для выбора технологической схемы переработки полезного ископаемого
необходимо иметь следующие данные:
- характеристику исходной горной массы;
- прочностной и зерновой состав;
- ассортимент готовой продукции.
Способность горных пород противостоять разрушению зависит от
прочности, наличия трещин в кусках, способов воздействия на них
разрушающих усилий. Наибольшее сопротивление оказывают горные
породы раздавливанию, меньшее - изгибу и особенно растяжению.
При выборе технологической схемы производства учитывают тип
перерабатываемой горной породы (рис. 7.2.1).
I - однородные магматические горные породы с пределом прочности при
сжатии 600 МПа и более, метаморфические (осадочные) породы с
прочностью 60-250 МПа;
II - прочные однородные осадочные породы с пределом прочности при
сжатии 60-200 МПа;
III - неоднородные малоабразивные породы с прочностью от 10 до 150
МПа с содержанием труднопромываемых включений.
Рис. 7.2.1. Технологическая схема дробления, сортировки, промывки
Количественной характеристикой процесса дробления служит степень
дробления, показывающая, во сколько раз уменьшились куски материала при
дроблении.
Со степенью дробления связаны расходы энергии и производительность
дробилок.
Степень дробления
i = Д
max
/d
max
, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.2.1)
где Д
max
- наибольший диаметр куска до дробления;
d
max
- наибольший диаметр куска после дробления.
Для конкретных дробилок в технических паспортах приводится график
выхода сортов щебня в зависимости от ширины выходной щели дробилки
для условно принятой плотности горной породы.
Например, для получения размера щебня 20 мм при куске, подаваемом в
дробилку, 600 мм i = 600/20 = 30. Это значит, что кусок надо раздробить на
30 частей.
Получение таких высоких степеней дробления в одной дробилке
практически невозможно, поскольку каждая дробилка работает только при
ограниченной степени дробления. Рационально материал от большего
размера до требуемого дробить в нескольких последовательно
расположенных дробилках (рис. 7.2.2).
Рис. 7.2.2. Трёхстадийная схема дробления:
1 - грохот; 2 - щёковая дробилка; 3 - конусная дробилка; 4 - валковая
дробилка; I, II, III - стадии дробления
Степень дробления, получаемую в каждой стадии, называют частной, во
всех стадиях - общей степенью дробления.
В материалах, поступающих на дробление, всегда имеются куски мельче
того размера, до которого идет дробление в данной стадии. Такие куски
выделяют из исходного материала исходя из принципа "не дроби ничего
лишнего". Дробилки могут работать в открытом или замкнутом циклах.
Раздробленный продукт поступает на грохот, выделяющий из него куски
избыточного размера, которые возвращаются для повторного дробления в ту
же или вторичную дробилку (рис. 7.2.2).
В паспортах заводов - изготовителей приводят выработку дробилок для
горной породы средней плотности 1600 кг/м
3
и при условии, что размер
наибольших кусков Д
max
должен быть не более 0,8...0,9 от ширины
загрузочного отверстия дробилки. При проектировании КДЗ и выборе
дробилок их выработку принимают с учетом физико-механических свойств
горной породы. Расчетную производительность щековых дробилок
ориентировочно определяют по формуле
П = П
п
·К
д
·К
·K
ф
·K
кр
, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.2.2)
где П
п
- паспортная выработка, т/ч;
К
д
- коэффициент дробимости породы (для твердых пород с временным
сопротивлением на сжатие
сжат
= 150...250 МПа - 0,9; для средне- и
легкодробимых пород
сжат
= 50...150 МПа - 1,1-1,2);
К
- коэффициент, учитывающий насыпную плотность дробимого
материала (К
= /
п
,
- насыпная плотность дробимого материала;
п
-
насыпная плотность, соответствующая паспортным данным);
К
ф
- коэффициент, учитывающий форму камня К
ф
= г/1,6 (или 1,0 при
дроблении рваного камня; 0,85 - при дроблении гравийно-валунной массы);
К
кр
- коэффициент, учитывающий крупность дробимого материала.
Крупность дробимого материала К
кр
0,85 ширина зева дробилки 1,00
0,60 ширина зева дробилки 1,07
0,40 ширина зева дробилки 1,16
0,30 ширина зева дробилки 1,23
Кроме расчетной, также можно пользоваться паспортной
производительностью, которую обычно указывают при минимальной и
максимальной ширине разгрузочной щели.
Ширину разгрузочной щели дробилки, при которой будет достигнута
заданная производительность, определяют по формуле
ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.2.3)
где d
min
- минимальная ширина разгрузочной щели, мм;
П
min
- производительность дробилки при d
min
, м
3
/ч;
d
max
- максимальная ширина разгрузочной щели, мм;
П
max
- производительность дробилки при d
max
, м
3
/ч.
Изменение ширины разгрузочной щели влияет на производительность
дробилки и степень измельчения материала. С увеличением ширины
производительность повышается, а степень измельчения уменьшается и
снижается выход мелких фракций.
Примерный выход щебня по фракциям после дробления в зависимости от
ширины разгрузочной щели дробилки можно определить по кривым
дробления (рис. 7.2.3).
Рис. 7.2.3. Кривые дробления
а - щековой дробилкой; б - конусной дробилкой; 1- для пород прочностью
более 150 МПа, 2 - для пород прочностью 80-150 МПа; 3 - для пород
прочностью 30...80 МПа
Данные графиков уточняют по результатам эксплуатации дробилок той
или иной конструкции, их типоразмеров с учетом свойств дробимого камня.
При определении максимальной крупности материала по кривым следует
помнить, что под условной максимальной крупностью в дробленом продукте
принято считать размер отверстий сита, через которое проходит 95 %
материала.
Для наглядного представления о технологическом процессе работы
дробильных заводов разрабатывают количественно-качественную схему
дробления (рис. 7.2.4).
Рис. 7.2.4. Количественно-качественная схема дробления
Количественная схема показывает, в каком количестве и в какой
последовательности поступающий на завод материал перерабатывают и как
он проходит отдельные операции технологического процесса.
Количественную схему можно составить, исходя из тоннажа или объема
перерабатываемого материала. В этом случае надо учесть, что объем
материала, получаемого в результате дробления и сортировки, будет
превышать объем исходного материала. Увеличение объема определяется
коэффициентом увеличения объема, равным 1,1...1,25. Количественная схема
показывает количество перерабатываемого материала (объем, масса,
процент) на отдельных участках процесса.
Качественная схема содержит данные о размерах фракции, качестве
материала и режиме переработки на отдельных участках процесса. Схема
цепи аппаратов показывает путь следования материала в процессе
переработки и данные об аппаратах, выполняющих отдельные операции. На
практике наибольшее распространение получило двухстадийное дробление.
7.2.2. Механизация технологических процессов переработки камня
Машины для дробления и измельчения по технико-конструктивным
признакам и основному методу дробления, осуществляемого в них,
подразделяют на пять классов: дробилки щековые, конусные, валковые,
ударно-молотковые роторные, барабанные мельницы (рис. 7.2.5).
Рис. 7.2.5. Классификация дробильно-размольного оборудования:
а) щековая дробилка; б) конусная дробилка, в) валковая дробилка; г)
молотковая дробилка; д) шаровая (стержневая) мельница: 1 - подвижная
плита; 2 - неподвижная плита; 3 - подвижный конус; 4 - неподвижный конус;
5,6 - валки; 7 - молотки; 8 - ротор; 9 - металлические шары (стержни); 10 -
вращающийся барабан
В щековых дробилках дробление камня производится раздавливанием, а в
некоторых конструкциях частично и истиранием между дробящими плитами,
подвижной и неподвижной щек.
Эффективность дробящих машин оценивают расходом энергии на
дробление и выражают в тоннах дробленого продукта на 1 кВт/ч
израсходованной энергии. Удельный расход энергии
З
уд
= Q/E,ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.2.4)
где Q - производительность дробильной машины;
Е - энергия, затраченная на дробление, кВт·ч.
Щековые дробилки служат для измельчения пород средней и большой
твердости и в зависимости от размеров приемного отверстия
(160250...21002500 мм) применяются как на первой, так и на
последующих стадиях дробления. Производительность их при дроблении
пород средней твердости достигает 300 м
3
/ч.
Конусные дробилки служат для измельчения каменных материалов
средней и большой твердости и предназначены для крупного и мелкого