Файл: Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник.pdf

Вскрышные породы разрабатываются отдельными уступами, поскольку большей частью они представлены сыпучими или вязкими разновидностями. Для их раз­ рыхления обычно не приходится прибегать к взрывным работам. В отдельных случаях, когда вскрышные или гравийно-песчаные породы смерзлись, для их рых­ ления прибегают к взрывным работам или рыхлению тяжелыми дорожными рых­ лителями на тракторах 130 л. с. и больше.

Песчаные и гравийные толщи разрабатывают одноковшовыми или многоков­ шовыми экскаваторами, одноковшовым погрузчиком, одним или несколькими ус­ тупами в зависимости от мощности полезного слоя. Максимально допустимая вы­ сота уступа при разработке экскаватором не должна превышать 1,5 высоты его резания. Добытый материал экскаватором или погрузчиком погружается в транс­ портные средства непосредственно или через бункера и доставляется к месту по­ требления. Погрузчики большой мощности фронтальные на пневмоходу выгоднее экскаваторов. Они могут доставлять материал в ковше на расстояние до 300 м для загрузки бункеров или автомобилей. В качестве транспортных средств ис­ пользуют: железнодорожные платформы, полувагоны, думпкары, автомобили-са­ мосвалы, землевозы, баржи. Если необходимо обогащение горной массы, разделе­ ние ее на гравий и песок, удаление вредных примесей, сортировка гравия для получения различных фракций, горную массу доставляют на КДЗ.

Необводненные месторождения гравия и песка при благоприятных условиях, в частности при наличии воды вблизи месторождения и дешевой электроэнергии разрабатывают гидромеханизированным способом. Этот способ может быть при­ менен и для удаления пустых пород при условии предохранения песка и гравия от загрязнения. Обводненные месторождения, расположенные в пойменных трас­ сах, в руслах рек, на прибрежных участках озерных и морских бассейнов, разра­ батывают одно- и многоковшовыми землечерпалками. Добываемый материал грузят на шаланды или баржи. Здесь он оседает, вода удаляется. Для разработки обводненных месторождений выгодны плавучие землесосные установки. Земле­ сосы намывают гравийную или песчаную массу на специально отведенную пло­ щадь на берегу реки.

При разработке песчано-гравийных месторождений способом гидромеханиза­ ции упрощается технологическая схема переработки. При этом отпадает необхо­ димость в отборе негабарита и промывке исходного сырья, создается возможность использования напорных гидравлических классификаторов большой пропускной способности.

Мобильные средства механизации добычи и переработки камня или песчано­ гравийных материалов — это передвижные машинно-карьерные отряды, передвиж­ ные буровзрывные станции. Такие отряды комплектуют из нескольких звеньев, придавая им подвижность за счет монтажа оборудования на колесных прицепах, грузовых автомобилях и др. Особый интерес представляет ПДСУ средней и боль­ шой мощности с большим набором оборудования и машин для дробления и сор­ тировки. Каждая машина монтируется отдельно на прицепе со своим электродви­ гателем.

Из таких машин-блоков удобно и несложно комплектовать гибкие техноло­ гические схемы производства щебня в зависимости от конкретных условий работы и требований к щебню.

Гравийно-сортировочные заводы создают, как правило, вблизи месторожде­ ний, мощность которых определяет мощность перерабатывающего предприятия. Технологическая схема двух совмещенных гравийно-сортировочных заводов с широким ассортиментом выдаваемой продукции предусматривает дробление круп­ ного гравия на щебень, раздельный выпуск этих материалов, последовательную промывку горной массы, а также гидроклассификацию гравийно-песчаной смеси (рис. 3.11).

Каждый из совмещенных заводов в случае необходимости может работать отдельно, причем первый снабжается горной массой по железной дороге, а вто­ рой — автомобилями-самосвалами из ближайших карьеров. Летом оба завода работают одновременно, а зимой только цех № 2 с подключением технологиче­ ской линии цеха № 1, в который горная масса поступает из карьера в думпкарах на колосниковую решетку с гребенкой, скользящей между колосниками. Валуны крупнее 220 мм сталкиваются с колосниковой решетки скользящей гребенкой в сборные лотки и отвозятся автомобилями в цех крупного дробления.

70

Рис. З.'Ы. Технологическая схема гравийно-сортировочного за­ вода с двумя цехами

В соответствии с типовой технологической схемой переработка гравийно-пес­ чаной массы крупностью 0—220 мм (нижний класс колосниковой решетки) про­ изводится в следующем порядке: предварительная промывка и сортировка на грохоте на классы 0—40 мм (песчано-гравийный поток) и 40 мм щебеночный по­ ток; промывка и окончательная сортировка песчано-гравийной массы на товар­ ные фракции гравия 10—20 и 20—40 мм; гидроклассификация песчано-гравийной

товарные фракции 3—20 и 20—70 мм.

В цех № 2 горная масса подается из карьера автомобилями-самосвалами. Прием материала и подача валунов в цех крупного дробления осуществляются по такой же схеме, как и в цех № 1. Дальнейшая переработка песчано-гравийной смеси крупностью 0— 120 мм заключается в предварительной и окончательной промывках, затем сортировке на виброгрохотах. Продуктами сортировки являют­ ся фракция + 4 0 мм, направляемая в дробилку КСД-1200Б цеха № 1 для произ­ водства щебня: товарный гравий фракции 3—20 и 20—40 мм, а также песок.

Вся продукция завода хранится на открытых площадках, куда щебень 20— 70 мм, а также гравий 3—20 и 20— 40 мм из цеха № 2 подается транспортерами. Отгрузку готовой продукции осуществляют железнодорожным и водным транс­ портом; в первом случае предусматривают экскаватор, во втором — автомобили.

Для обеспечения технологического процесса завода предусмотрено следующее оборудование: I — для предварительного грохочения горной массы неподвижный колосниковый грохот специальной конструкции; II — для промывки и сортировки грохотом СМ-572; I I I — для промывки и сортировки грохотом ГУП-Пк; IV — для первой стадии дробления щековую дробилку 1000X1200; V — для второй стадии

71

удаления слабых разностей и примесей, ухудшающих качество конечной продук­ ции. Наиболее простым и распространенным способом улучшения качества щеб­ ня, гравия и песка является промывка водой. Выбор машин и оборудования для этого определяется исходной крупностью и твердостью материала, степенью его загрязненности пылеватыми частицами и глиной, свойствами глинистых включе­ ний и требованиями к готовой продукции. Чтобы правильно выбрать оборудова­ ние для промывки, необходимо предварительно изучить материал с точки зрения его способности промываться. В связи с этим породы классифицируются: на лег-

350 мм) легко- и среднепромываемых материалов пригодны барабанные грохоты без внутреннего набора. Воздействие на материал во время промывки увеличива­ ется в грохотах с внутренним набором (бутарах). Их применяют и для труднопромываемых пород. Для промывки труднопромываемых пород крупностью до 150 мм используют скрубберы и скрубберы-бутары. Скрубберы-бутары можно

для строительства автомобильных дорог регламентированы ГОСТ 8736—62. Для характеристики крупности часто пользуются понятием «модуль крупности», под которым подразумевают сумму полных остатков материала в процентах на ситах стандартного лабораторного набора, разделенную на 100. При подсчете модуля крупности песка не учитываются фракции крупнее 5 мм и мельче 0,15 мм. Модуль крупности определяют по формуле

м к = (Д 2,5 + А , 25 + ^ 0,63 + Л ),315 + ^ 0 ,1 4 ): 100.

Песок обычно находится в смеси с гравием, которую вначале разделяют на грохотах. Переработка песка заключается в его промывке или большей частью в корректировке зернового состава без изменения физических и химических свойств. Если песок разнопрочен, может потребоваться обогащение по прочности.

В строительной практике применяется главным образом гидравлическая клас­ сификация (фракционирование) как наиболее экономичный эффективный способ разделения песка по крупности, при которой также осуществляется промывка материала. Гидравлическая классификация позволяет разделить смеси на зерна разных размеров, формы и плотности по классу крупности.

Механическая классификация производится при помощи инерционных грохо­ тов, оборудованных струнными ситами. Сортировка песка сухим способом воз­ можна только при влажности, не превышающей 2,5%. При мокром процессе сор­ тировку производят на односитовом грохоте, так как двухситовый не обеспечива­ ет эффективную промывку на нижнем сите. Рекомендуемая минимальная крупность сортировки — 0,6 мм. Наиболее удобны щелевидные сита, эффектив-

72

восходящего потока выпадают зерна, по крупности превышающие граничное зер-

—но, а также зерна несколько меньшего размера. Оседающие зерна попадают в ка­ меру классификации, которая представляет собой кольцо, заключенное между диффузором и внешним конусом. В нижнюю часть камеры восходящим винтовым потоком подается чистая вода. В этом потоке и происходит поверочная, чистовая классификация по заданному граничному зерну.

Кроме гидроклассификаторов, используют спиральные песковые классифика­ торы— полукруглую наклонную ванну (корыто), в которой вращается спираль, транспортирующая выпавшие на дно крупные частицы материала к разгрузочному окну. Тонкие частицы переливаются с водой через сливной порог в желоб и уда­ ляются по сливному патрубку. Гидросмесь загружается в классификатор через

загрузочное окно или непосредственно через борт ванны. Максимальная крупность в исходном продукте до 10 мм, влажность крупного продукта— 15— 18%.

Для качественной классификации и мойки песка создана автоматическая гид­ роклассификационная установка ВНИИСтройдормаш, которая позволяет выдер­ живать стабильную гранулометрию по заданному модулю крупности. Установка автоматизирована и выгодно отличается от зарубежных конструкций. Она обеспе­ чивает формирование заданного зернового состава путем смешивания потоков песчаных гидросмесей, выходящих из камер классификатора.

Установка выполняет три технологические операции: разделение исходной горной массы на фракции, смешивание этих фракций в требуемых пропорциях и их обезвоживание. Выработка по исходному материалу равна 50 т/ч. В качестве исходного материала может быть карьерный песок или гидросмесь с обводненно­

месторождений, характеризующихся непостоянством физико-механических свойств породы и большим содержанием глин, в технологические схемы заводов включа­ ют специальные процессы обогащения, обеспечивающие повышение качества вы­ пускаемой продукции. Выбирая метод обогащения, необходимо учитывать,' что в готовой продукции допускается до 10% слабых разностей. Увеличение содержа­

Та

ния в щебне и гравии слабых >10% разностей снижает прочность и морозостой­ кость бетона.

Процессы обогащения по прочности делят на сухие и мокрые. К мокрым от­ носят обогащение в тяжелых суспензиях и отсадку, к сухим — избирательное дробление, обогащение по упругим свойствам на механических сепараторах, пнев­ матическое гравитационное обогащение. Технико-экономическая целесообразность применения тех или иных процессов обогащения по прочности должна быть обо­ снована исходя из характеристик перерабатываемого сырья с учетом требований

дежный способ, заключающийся в разделении по удельной массе неоднородных по прочности пород. Для разделения служит среда — тяжелая суспензия, удель­ ная масса которой является промежуточной между удельными массами разделяе­ мых пород. При этом способе задача разделения материала решается просто: легкий продукт совместно с частью суспензии всплывает, а тяжелый собирается на дне аппарата в осадке и удаляется. Суспензия представляет собой грубодис­ персную взвесь, состоящую из воды и тонкоизмельченного вещества. Вода слу­ жит дисперсной средой, а мельчайшие частицы вещества утяжелителем. В каче­ стве утяжелителя применяются тяжелые природные минералы и сплавы: магнетит для суспензии с удельной массой до 2,4 г/см3; галенит с ферросилицием или смесь ферросилиция с магнетитом — для суспензий более высокой удельной массы. Принципиальная схема обогащения в тяжелых суспензиях состоит в подготовке к обогащению, приготовлении суспензии, разделении материала в сепараторе, ре­ генерации суспензии.

Крупность материала, поступающего на обогащение, как правило, составляет от 3,5—4,0 мм до 75—70 мм, но может быть и выше. Поэтому перед обогащением обязательна промывка исходного материала. Утяжелители доставляют с заводов или приготавливают на месте. Для приготовления тяжелых суспензий и поддер­ жания их во взвешенном состоянии применяют мешалки импеллерного типа. Поддержание постоянной удельной массы и хороших механических свойств сус­ пензии (вязкость, устойчивость) — непременное условие успешного обогащения в тяжелых суспензиях. Регенерация включает отделение суспензии от продуктов обогащения, намагничивание ее перед сгущением, сгущение, обогащение утяжели­ теля, его обезвоживание и размагничивание, приготовление свежей суспензии требуемой удельной массы.

Исходный материал (рис. 3.13), рассортированный на три фракции (20—40, 10—20 и 3— 10 мм), подвергается обогащению раздельно в барабанных сепарато­ рах, 3— 10 мм — в гидроциклонах, а 10— 20 мм в зависимости от загрязненности обогащения в барабанном сепараторе или гидроциклоне.

Гравийно-щебеночная смесь ленточным транспортером 1 подается в приемный бункер 2, из которого ленточным питателем 3 равномерно подается в лопастной сепаратор 4 для разделения на прочный (осадок) и слабый (всплыв) щебень. Из

сепаратора продукты обогащения по соответствующим течкам направляются на грохот 6, где происходит промывка при помощи брызгал 7 гидроциклонного типа

и обезвоживание. Промытые и обезвоженные продукты обогащения ленточными транспортерами 8 и 9 подаются на склад. Рабочая суспензия приготавливается в баке 25, куда элеватором 21 подается нужное количество воды и магнетита.

Суспензия перемешивается сжатым воздухом, который поступает от компрессо­ ра 22. Сжатый воздух потребляется также для продувки систем трубопроводов. Суспензия заданной плотности насосом 23 непрерывно подается в сепаратор 4. Вместе с продуктами обогащения суспензия подается на грохот 6, причем основ­ ная ее часть сбрасывается на неподвижное сито 5, установленное в точке всплы-

ва. Дренированная суспензия собирается на первой подгрохотовой воронке по ходу движения материала, откуда насосом 13 перекачивается в расширительный бак 14. Из бака суспензия направляется по двум потокам. Первый поток, пройдя авторегулятор плотности суспензии 15, поступает в бак 25. Второй поток суспен­

74