Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

менно хранят и добавки. Со склада клинкер и добавки в определен­

или в затаренном виде (в многослойных бумажных мешках). В по­ следнем случае его из силосов подают в упаковочное отделение, где специальные машины затаривают в мешки. На ряде технологических операций (помол сырьевых материалов при сухом способе, обжиг и помол клинкера) в местах перегрузки образуется большое коли­ чество пыли, уносимой с газами или аспирационным воздухом. Поэтому перед выбросом в атмосферу газы и аспирационный воздух очищают в фильтрах, а уловленную пыль возвращают вновь в тех­ нологический процесс или используют в сельском хозяйстве.

При сухом способе производства (рис. 2) доставляемый с карьера известняк после дробления подается на усреднительный склад, где складывается штабелеукладчиком в гряды (штабели) определен­ ным способом, позволяющим получать сырье равномерного химиче­ ского состава. Специальными устройствами (штабелеразборщиками) усредненный известняк подается в промежуточные емкости, после которых дозаторами направляется в мельницы сухого самоизмельчения. Одновременно с известняком в мельницы подается в опреде­ ленном соотношении глина, которая до этого была предварительно измельчена в валковых дробилках. В мельнице происходят сушка сырьевых компонентов горячими отходящими газами печного агрегата (или газами от специальной топки) и их помол.

После мельницы продукт выносится потоком воздуха в осади­ тельные циклоны. Осажденный в циклонной установке продукт по­ ступает в промежуточные бункеры и далее ленточным конвейером, элеватором и аэрожелобом подается в сепаратор с выносными цикло­ нами. Мелкая фракция из сепаратора направляется в сборный бун­ кер пневмокамерных насосов (готовый продукт), крупная — через дозаторы в мельницу второй стадии помола (домола сырья). Одно­ временно в мельницу дозаторами подаются добавки (огарки и др.). Измельченный продукт пневмокамерными насосами транспорти­ руется в двухъярусные силосы сырьевой муки. В смесительных силосах сырьевая мука гомогенизируется до получения однородного состава и перепускается в нижние расходные силосы хранения гото­ вой сырьевой муки.

Из расходных силосов сырьевая мука подается в газоходы цик­ лонного теплообменника печного агрегата. Пройдя через все сту­ пени двухветьевого теплообменника и вращающуюся печь, сырьевая мука под воздействием теплоты, выделяющейся при сгорании техноло­ гического топлива, подвергается термохимической обработке. Полу­ ченный в результате этого клинкер после охлаждения направляется конвейером в силосы. Далее процесс протекает аналогично техноло­ гическому процессу мокрого способа: помол клинкера с добавками, хранение цемента в силосах и его отгрузка потребителю.

ОБОРУДОВАНИЕ ГОРНЫХ ЦЕХОВ

сырьевыми материалами заданных химического и гранулометриче­ ского составов. Горный цех представляет собой карьер, в котором происходит добыча сырья и из которого транспортными средствами сырьевые материалы доставляются на территорию цементного за­ вода. Если в горном цехе происходит предварительное измельчение сырьевых материалов, то в состав цеха в зависимости от вида добы­ ваемого сырья входит дробильное или шламовое отделение. Если добываемые сырьевые материалы различаются по химическому со­ ставу, то на территории горного цеха предусматривают усреднительные склады.

Основным производственным подразделением горного цеха яв­ ляется его карьер. Карьером называют совокупность открытых вы­ работок, служащих для разработки сырьевых материалов.

При разработке месторождений открытым способом различают вскрышные и добычные работы. Под вскрышными понимают работы, связанные с выемкой и удалением пустых пород. Извлечение сырье­ вых материалов из недр земли называют добычными работами.

Мощность пластов месторождений колеблется от нескольких до сотен метров. Мощные месторождения разрабатывают уступами, на которых располагают добывающую технику и транспортные средства. Высота уступов в зависимости от применяемого вида выемочного оборудования и мощности пластов составляет 1,5—18 м. Часть уступа по его высоте, разрабатываемого самостоятельными средствами выемки, но обслуживаемого общим для всего уступа транспортом, называют подуступом. Поверхность уступа, являющуюся непосред­ ственным объектом добычных работ и перемещающуюся в резуль­ тате ведения этих работ, называют забоем уступа. Забоем является торец уступа, а иногда его откос или верхняя площадка.

Уступ разрабатывают последовательными параллельными поло­ сами, называемыми заходками. Часть заходки, разрабатываемой са­ мостоятельными средствами выемки, называют блоком. Разделение заходки на блоки позволяет обрабатывать уступ одновременно не­ сколькими забоями. Каждому уступу присваивают высотную от­ метку, обычно соответствующую горизонту расположения транспорт­ ных путей уступа. Отметки применяют абсолютные (относительно уровня моря) или условные (относительно принятого пункта на по-

верхности). Площадку уступа, характеризуемую высотной отметкой, называют горизонтом.

Насыпь пустых пород, удаляемых при разработке месторождения, называют отвалом. Отвалы располагают в выработанном простран­ стве карьера или на поверхности за контуром карьерного поля. В пер­ вом случае отвалы называют внутренними, во втором — внешними.

Исходными данными для выбора технологического оборудования горного цеха являются вид, свойства и условия залегания сырья, вы­ бранная технология горных работ, мощность карьера и удаленность его от предприятия. Режим работы горного цеха круглогодичный, как правило, при двухсменной работе (16 ч).

Годовая мощность горного цеха по сырью (в т/год)

/Сп — коэффициент потерь сырья при транспортировании из’карьера^на территорию завода, Кп = 1,01.

Пример 1. Определить годовую мощность карьеров цементного завода с че­ тырьмя вращающимися печами мокрого способа производства размером" 5Х 185 м

Решение. Годовая мощность карьеров известняка и глины по формуле (2) составит:

8760-1,49-4-72-0,89-1,01 = 3 379 047 т/год; <2ГЛ = 8 760-0,42-4-72-0,89-1,01 = 952 483 т/год.

Число рабочих единиц выбираемого карьерного технологиче­

в карьере и непрерывной рабочей неделе; ql — производительность одной единицы оборудования, принятого к установке, т/ч; Кт. и — коэффициент технического исполь­ зования выбираемого оборудования, значения /Ст. и принимают по нормам системы ППР оборудования цементных заводов.

§ 9. Физико-механические свойства горных пород

Свойства горных пород, используемых для производства цемента, определяют трудоемкость добычи и их переработки, а также выбор соответствующего технологического оборудования.

По физико-химическим свойствам эти породы разделяют на три группы.

1. Породы высокой твердости — кристаллические известняки, мрамор и некоторые виды мергелей с незначительной естественной влажностью (до 2 %) и пределом прочности при сжатии 118 МПа

ивыше.

2.Породы средней твердости — некоторые виды известняков, преимущественно с глинистыми включениями, гипсовый камень, плотные глинистые сланцы, некоторые виды мергелей, имеющие пре­ дел 'прочности при сжатии 59—118 МПа и естественную влажность 5—10 %.

3.Мягкие породы — разновидности мела, мергели, глины и рых­

щие предел прочности при сжатии до 39 МПа и неспособные разму­ чиваться в воде.

Трудность разработки и измельчения горных пород определяется главным образом такими их свойствами, как крепость, трещинова­ тость, разрыхляемость, пластичность и влажность.

Крепость — способность пород сопротивляться изменению формы и разрушению под действием внешних сил. В практике наи­ более часто крепость пород характеризуется коэффициентом / по

где асж — предел прочности породы при сжатии, МПа.

Пример 2. Определить коэффициент крепости известняка Воркутинского ме­ сторождения, имеющего предел прочности при сжатии 78,4 МПа.

Решение. Коэффициент крепости известняка по формуле (4) составит:

/ = 0,1-78,4 « 8 .

На крепость породы большое влияние оказывают трещинова­ тость и слоистость. В местах расположения трещин и на контактах слоев силы сопротивления породы внешним воздействиям ослаблены. По степени трещиноватости породы делят на несколько категорий, начиная от монолитных (трещины практически отсутствуют) и до сильнотрещиноватых (расстояние между трещинами 10 см и меньше). Крепость породы определяет способ добычи, выбор дробильного оборудования и его производительность, энергозатраты при измель­ чении.

Разрыхляемость пород характеризуется коэффициентом разрых­ ления Кр, который показывает, во сколько раз объем разрыхленной породы больше объема ее в массиве (в плотном теле). На стадии до­ бычи значение его изменяется от 1,05 для сыпучих пород до 1,8 для пород высокой твердости и зависит от их крепости, степени измель­ чения, времени хранения в разрыхленном состоянии. При последую­ щем измельчении кусков породы значение /Ср уменьшается. Знание этой характеристики породы позволяет планировать объемы погрузоч­ ных и транспортных работ, дозировку сырьевых компонентов и др.

Влажность породы зависит от пористости и характеризуется про­ центным содержанием в ней по массе свободной влаги, ее способ­ ностью поглощать влагу, условиями залегания. По степени водонасыщения породы делят на слабовлажные, влажные и насыщенные водой (обводненные). Влажность породы определяет выбор способа производства цемента, промерзаемость в зимних условиях.

Пластичность — свойство породы необратимо изменять, не раз­ рушаясь, свою форму и размеры под действием внешних сил, оно зависит от влажности. Пластичные породы склонны к налипанию на добычнее, транспортирующее и перерабатывающее оборудование. Это свойство породы учитывают при проектировании и эксплуатации оборудования и обеспечивают условия самоочищения его рабочих органов и их обогрев в зимних условиях.

ОБОРУДОВАНИЕ д л я ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД

КВЫЕМКЕ

§10. Рыхлители

Подготовка горных пород к выемке заключается в изме­ нении их естественного состояния для ^безопасной и экономичной выемки из массива.

Выемку рыхлых и мягких пород в обычном состоянии производят всеми видами выемочно-погрузочного оборудования без предвари­ тельной подготовки. Выемку мерзлых, трещиноватых полускальных пород также осуществляют непосредственно из массива выемочными машинами с повышенными усилиями резания. Если усилия, разви­ ваемые выемочными машинами, недостаточны, то такие породы подго­ тавливают к выемке механическим рыхлением или с помощью взрыва.

Механическое рыхление породы осуществляют с помощью спе­ циальных рыхлителей, которые навешивают на гусеничный трак­ тор-тягач, а разрушение взрывом — с помощью взрывчатых ве­ ществ, закладываемых в пробуренные скважины.

Послойное разделение массива полускальных и скальных, а также мерзлых мягких пород на отдельные куски требуемых размеров, обеспечивающих эффективную разработку, погрузку и транспорти­ рование, осуществляют с помощью рыхлителей.

Рыхлитель (рис. 3) представляет собой навесное рабочее обору­ дование к трактору-тягачу. Сменный зуб рыхлителя закреплен на стойке 2Укоторая жестко соединена с флюгерным устройством 3. Флю­ герное устройство шарнирно закреплено на кронштейне 4, который с помощью тяг 1 и 6 шарнирно крепится на раме 7 трактора. Заглу­ бление зуба и его подъем осуществляют двумя гидроцилиидрами 5, работающими от гидросистемы трактора. Шарнирное закрепление флюгера позволяет стойке с зубом поворачиваться в горизонтальной плоскости на 10—15° в обе стороны относительно оси трактора и на­ конечнику зуба занимать выгодное положение при встрече с трещи­ нами и твердыми включениями в породе. У большинства рыхлителей толщина стойки и зуба не превышает 100 мм, что обеспечивает им не-

Рис. 4. Схема рыхления механическим способом пород:

а — вязких монолитных; б — хрупких трещиноватых

Производительность рыхлителя зависит от физико-механических свойств породы и мощности трактора-тягача. В зависимости от кре­ пости и трещиноватости пород глубина рыхления колеблется от 0,3 до 1,2 м. Расстояние между проходами для.хрупких пород составляет 1,8—2,6 м, для рыхлых — 0,6—1,5 м. Скорость движения тракторатягача при разработке прочных пород обычно не превышает 2 км/ч. Наиболее эффективно механическое рыхление при подготовке пород с коэффициентом крепости / < 5, а также сильнотрещиноватых скальных пород. Чтобы использовать механическое рыхление при разработке крепких пород, создают'искусственную трещиноватость поверхности монолитного массива посредством сотрясательных взрывов или с помощью падающего груза.

При рыхлении крепких пород наиболее сложным является перво­ начальное заглубление в массив зуба рыхлителя. Для облегчения его заглубления многократными проходами рыхлителя или взрыв­ ным способом создают траншею необходимой глубины поперек наме­ ченных параллельных проходов рыхлителя.

Характер разрыхления породы при параллельном проходе рых­ лителя показан на рис. 4. Ширина нижнего основания трапецеидаль­ ного сечения борозды В в разрыхленной монолитной породе близка к толщине наконечника зуба, а в трещиноватовой породе — пре­ вышает ее в 1,5—6 раз. Угол а наклона боковых стенок борозды из­ меняется от 40 до 60° в зависимости от трудности разрушения пород и параметров наконечника. Между смежными проходами с шагом С остаются «целики» — зоны неразрыхленной породы, затрудняющие выемку горной породы. Вследствие этого эффективная глубина рых­ ления меньше заглубления зуба Я2. Для разрушения целиков и обеспечения лучшей кусковатости породы производят дополнитель­ ные перпендикулярные проходы с расстоянием между ними

дольного ипоперечного заглублений зуба рыхлителяоставляют одинаковой.

Глубина эффективного рыхления массива при параллельных про­

Т а б л и ц а 3. Зависимость коэффициентов Кь К2 и размера В от характеристики массива

где Ki — коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения борозды; К2 — коэффициент, учитывающий влияние состояния массива на размеры неразрушенных гребней; значения К± и К2 принимают по табл. 3.

При максимально возможной глубине рыхления оптимальное расстояние между смежными проходами рыхлителя (в м) определяют из условия достижения максимального объема подготовки горной породы за один проход:

Глубина разрыхленного слоя породы (в м) при оптимальном рас­

Производительность рыхлителя (в м3/ч) при параллельных про­

где п — число зубьев рыхлителя; Км — коэффициент машинного времени тракторатягача с рыхлителем в течение смены, Км — 0,7-5-0,8; v — средняя рабочая скорость движения рыхлителя, м/с, v = (0,7ч-0,8) v± (vx — скорость трактора-тягача на первой

Пример 3. Определить показатели при различной организации рыхления средне­ трещиноватого массива мягкой горной породы, длиной 150 м и шириной 50 м с по­ мощью рыхлителя ДП-22С с тремя зубьями при их заглублении в массив на 0,7 м.

Я1 = Тэ [ 10,7— 5- (О-8— °-3) i] =°>5 м-