книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

Рис. 3.18. Схема автоматизации КДЗ:

Дозирование материалов при составлении шихты, как правило, должно осуще­ ствляться по массе, так как объем щебня, песка или гравия в 1 м3 является пе­ ременной величиной, зависящей от зернового состава и влажности материала. При объемном дозировании невозможно гарантировать точность шихтовки.

§ 16. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

КДЗ — это объект управления поточно-транспортной системой (ПТС) с большим количеством машин (рис. 3.18). Все машины ПТС связаны между собой блокировочными зависимостями, определяемыми технологической схемой завода. Управление машинами возможно в дистанционном «ли автоматическом режимах с центрального пульта, имеющего мнемоническую схему технологического процес­ са и аппаратуру управления. Для производства ремонтных работ предусматри­ вается режим местного управления, для наладочных — режим местного сблоки­ рованного управления машинами ПТС.

Перед пуском машин включается предупредительная сигнализация. В конце смены перед выключением системы ПТС машины технологической цепочкой должны быть предварительно разгружены от материала. Завод пускают с пульта в соответствии с блокировочными зависимостями в направлении, обратном тех­ нологическому потоку материала.

Каждая машина имеет отключающий аппарат мгновенного аварийного оста­ нова. При аварийном останове какой-либо машины все предыдущие машины по потоку автоматически отключаются.

80

при перегрузке привода. Реле включе­ ния магнитного пускателя пластинча­ того питателя ЗРП находится под то­ ком при выполнении следующих усло­ вий: если работает ПТС завода, кон­ такт РП замкнут; при работе дробил­ ки замкнут контакт ЗРП ; если элект­

родвигатели дробилки и транспортера не перегружены, замкнуты контакты 1РП, 2РП; когда обесточено реле отключения питателя, замкнут контакт 6РП (рис.

3.19).

В процессе регулирования загрузки щековой дробилки останов пластинчато­ го питателя происходит при перегрузке электродвигателя дробилки и транспор­

и Г-2 типа ГР-6. Промежуточные реле 4РП, 5РП воздействуют на реле аварии, ■которое посылает импульс с выдержкой времени на отключение питателя. Если за это время режим работы питателя восстановится, отключения не произойдет.

Важным является узел автоматического отбора металла с лент транспорте­ ров. Металлический лом, попадающий с горной массой, обычно может «.гать при­ чиной повреждения дробилки. Из строя выводятся чаще конусные _и другие дробилки второй и последующих стадий дробления. Наилучшим вариантом было бы удаление металла из горной массы непосредственно в карьере, но это не всегда возможно, поэтому металл чаще всего удаляют на ленточном транспорте­ ре после первичного дробления. Для обнаружения металлических предметов в слое транспортируемого материала применяют металлоискатели марок ЭМИ-64 п, МП-IT, МТ-6. Металл с ленты удаляется механическими или электромагнитны­ ми металлоулавливателями. По длине ленты транспортера устанавливают один или несколько металлоискателей. При установке одного металлоискателя у него должно быть маркирующее устройство, действующее на остановку транспортера, отмечающее зону его нахождения. Надежен металлоискатель с механическим металлоулавливателем типа «скользящий шибер» (рис. 3.20), но вместе с метал­ лом при этом удаляется и часть транспортируемого материала. При попадании «металла на ленту металлоискатель включает электродвигатель реверсивной ле­ бедки, которая опускает шибер и направляет материал по отводной течке. После

81

шибер»; 8 — рабочая течка; 9 — отводная течка

прохождения металла шибер поднимается и материал направляется в рабочую течку. Работа шиберной заслонки при необходимости может быть сблокирована на остановку транспортера и аварийную сигнализацию.

§17. РЕШЕНИЕ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА КДЗ

ИСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЦЕХОВ

Г е н е р а л ь н ы й п л а н . При выборе площадки и проектировании гене­ рального плана КДЗ надлежит руководствоваться СНиП Н-М-1-62И учитывать местные условия: климат, рельеф местности, окружающую застройку, близость к карьерам природных каменных материалов (рис. 3.21). Площадка должна соот­ ветствовать санитарным требованиям в отношении солнечного облучения и про­ ветривания. Выбор подтверждается технико-экономическими обоснованиями на основе сравнения вариантов. Выбор площадки, мест водозабора, спуска хвостов

Рис. 3.21. Генеральный план карьера и КДЗ

82

и сточных вод от промывки и обогащения материала согласовывается с местными органами Государственного санитарного надзора. КДЗ нельзя располагать в зоне активного карста, массовых оползней, селевых потоков, в местах заболоченных

ипереувлажненных с постоянным притоком напорных грунтовых вод; в первом

ивтором поясах зон санитарной охраны курортов; у источников водоснабжения, устанавливаемых в соответствии с действующим законодательством; в лесопар­ ковом поясе городов, заповедников; на территориях археологических и других заповедников, охранных зон культуры.

Цехи КДЗ с повышенным выделением пыли должны располагаться с надвет-

ренной стороны по отношению к помещениям, в которых работают люди (РММ, контора, лаборатория, площадка отдыха, душевая и др.). Надветренная сторона определяется по розе ветров теплого периода года.

Площадку выбирают с учетом перспективной деятельности КДЗ и возмож­ ности его расширения. Жилые городки и административно-хозяйственные отде­ лы завода рекомендуется размещать не на территории КДЗ, а за его пределами на расстоянии санитарной зоны. Территория КДЗ должна быть по возможности благоустроена и озеленена, особенно со стороны санитарной зоны. Жилой горо­ док размещают с наветренной от технологических цехов завода стороны.

Здания и сооружения, оклады размещают в соответствии с технологией са­ нитарных противопожарных требований. Службы, цехи и склады, обслуживаю­ щие дробильно-сортировочный цех, нужно располагать ближе, чтобы уменьшить транспортные расходы и время на подачу материалов. Склады готовой продук­ ции размещают с учетом эффективного использования фронта железнодорожных и автомобильных погрузочных путей и площадок.

Склады топлива и масел, материальные склады рекомендуется размещать с одной стороны предприятия.. Склады топлива желательно частично выносить за пределы площадки, чтобы не заезжая на КДЗ, можно заправлять автомобили и машины. Энергетические объекты должны быть приближены к основным по­ требителям, котельную размещают с подветренной стороны по отношению к об­ служивающим сооружениям.

КДЗ ограждают в соответствии с «Указаниями об ограничении применения ограждений участков, промышленных предприятий, складов, транспортных, жи­ лых и общественных зданий» (СН-194). Площадка КДЗ должна иметь относи­ тельно ровную поверхность и уклон, обеспечивающий отвод с поверхности воды. Должен быть предусмотрен отвод поверхностной воды с территории завода. Рекомендуется уклон от 0,003 до 0,03, за исключением площадок для дробильно­ сортировочного оборудования, где в ряде случаев крутой рельеф позволяет со­ кратить протяженность транспортеров.

Вертикальная планировка может быть: сплошной при коэффициенте застрой­ ки более 25% или использовании территории до 60%, а также при большой насы­ щенности территории дорогами; выборочной или местной при коэффициенте за­ стройки не более 15% или использовании территории не более 40% и слабой на­ сыщенности дорогами; смешанной для КДЗ с большой территорией.

Дороги, по которым доставляется горная масса и отвозится готовая продук­ ция, должны иметь покрытие. Расстояния между зданиями и сооружениями должны соответствовать противопожарным нормам и нормам безопасного дви­ жения людей.

При решении генерального плана пользуются типовыми технологическими схемами переработки и обогащения каменных материалов. Ведущим технологи­ ческим оборудованием на КДЗ являются дробилки первой стадии дробления, по которым и устанавливают мощность завода. Ее определяют, умножая годовую выработку дробилки (дробилок) первичного дробления на коэффициент выхода щебня из 1 м3 сырья. Выход щебня из 1 м3 взорванной горной породы опреде­ ляют для каждого завода опытным путем. Если щебень разделить на две фрак­ ции, выход увеличивается от 3 до 10%, при делении на три фракции объем воз­

80 мм примерный выход щебня составит 94,5%; для средних по прочности изве­ стняков — до 90,2%.

Технологические схемы КДЗ определяются характером исходной горной массы, номенклатурой готовой продукции и машинами. Схемы должны быть

83

гибкими и допускать варьирование выходом и крупностью фракций щебня за счет изменения разгрузочных щелей дробилок, набора грохотов или сменных сит и количества материала, подаваемого в дробилки, а также обеспечивать высокое качество продукции при минимальных капитальных затратах и эксплуатацион­ ных расходах.

Гарные породы, используемые для производства щебня, можно разделить на: твердые абразивные породы типа гранита, базальтов с пределом прочности при сжатии 800— 1000 кгс/см2 и выше, как правило, незагрязненные или незна­ чительно загрязненные глиной и другими включениями; прочные однородные малоабразивные осадочные породы типа известняков с пределом прочности при сжатии до 1000— 1500 кгс/см2, незагрязненные или незначительно загрязненные

щековых или конусных дробилок для крупного дробления, на второй — нормаль­ но конусных и на третьей — короткоконусных (рис. 3.22). Схемой предусмотрена возможность работы дробилок на второй и третьей стадиях в замкнутом цикле, который осуществляется на последней стадии дробления. Наличие замкнутого цикла позволяет регулировать выход и крупность готовых продуктов, а также способствует улучшению формы щеоня.

При переработке малоабразивных пород обязательно включают предвари­ тельную сортировку исходной горной массы и отбор карьерной мелочи перед первичным дроблением, а в случае необходимости промывку щебня в корытных мойках (рис. 3.23).

84

ниями, ухудшающими качество бетона.

Для получения искусственного песка при КДЗ создают цех по переработке

(рис. 3.24). Перед подачей на грохот материал из мельницы поступает на непод­ вижный конус 2, откуда насосом 3 перекачивается в промежуточный бак 4 для гашения скорости гидросмеси и равномерной подачи ее на грохот 5. Зерна, не

прошедшие верхнее сито грохота, повторно направляются в мельницу. Малоаб­ разивные породы можно измельчать в молотковых дробилках в замкнутом цикле с грохотом. Измельчение в мельницах предпочтительнее ввиду наличия мокрого процесса, исключающего пыление. Благодаря мокрому процессу увеличивается выработка мельницы при некотором увеличении расхода мощности. Чаще всего

4—5% лещадных зерен. В стержневой мельнице их вдвое больше, но существен­ ный недостаток дробилок— это быстрый износ рабочего органа при работе на абразивном материале. Поэтому измельчение в роторных дробилках целесооб­ разно, если кремния в камне содержится не свыше 5%.

Ц е х а к т и в а ц и и п е с к а (рис. 3.26). Главная особенность современной технологии приготовления битумоминеральных смесей состоит в активации ком­ понентов: песка, щебня, гравия, минерального порошка, битума. Для их актива­ ции на АБЗ создают специальный цех. Целесообразность создания специализи­ рованного цеха определяется экономическим расчетом с учетом выгод, получае­ мых от применения активированных материалов, дополнительных расходов и капиталовложений на приобретение оборудования.

При физико-химической активации в качестве активатора используют гидратную известь (известь-пушонку), которая интенсивно обволакивает новую по­ верхность зерен песка. Получить новые поверхности зерен (свежие поверхности) можно несколькими способами. Наиболее удачным следует считать способ, при котором частицам песка сообщают большую скорость удара о твердую стенку или многократные соударения частиц с помощью струй пара, воздуха, ультра-

85

Рис. 3.25. Схема активации песка в виброшаровых мельницах:

10 — транспортер в смесительный цех АБЗ; 13 — шнек; 14 — автоцементовоз

звуком или ударом мелющих тел по зернам и т. д. Исследования и рекомендации по активации всех компонентов принадлежат д-ру техн. наук Л. Б. Гезенцвею и канд. техн. наук В. И. Колышеву (Союздорнии).

Для образования новых поверхностей зерен песка применяют центробежные шаровые и виброшаровыемельницы, а также самофутерующиеся мельницы Со­ юздорнии. При использовании шаровых мельниц нагрузку шаров уменьшают до 1500 и 750 кг для машин марок М-1000 и М-400. С помощью самофутерующейся ударно-центробежной мельницы получают продукцию с острограненой рваной поверхностью. При активации получается стабильный зерновой состав активиро­ ванного песка за счет избирательного дробления независимо от состояния рабо­ чих органов.

занятых приготовлением асфальтобетонных смесей. В обоих случаях технология его приготовления одинаковая. С учетом удобства организации производства минеральный порошок лучше готовить на базе местного сырья, размещая необхо­ димое оборудование также на месте его добычи.

Прогрессивным является применение активированного минерального порош­ ка, обработанного битумом с поверхностно-активными веществами (ПАВ). Акти­

(ГОСТ 9128—59). Тонкость измельчения порошка при мокром рассеве должна обеспечивать прохождение его через сито с отверстиями 1,25 мм не менее 100%

массы, 0,315— не менее 90%, 0,071 — не менее 70%.

86

Рис. 3.26. Технологическая схема приготовления минерального порошка

Использование активированных порошков снижает расход битума в смесях, позволяет повысить выработку асфальтосмесительных установок, облегчает хра­ нение порошка, поскольку он гидрофобен. Все это приводит к тому, что стоимость активации быстро окупается.

которое упрощает технологическую схему, уменьшает количество вспомогатель­ ного оборудования — транспортеров, питателей, бункеров. Щебень размером 20—40 мм поступает с КДЗ в расходный бункер 1 и тарельчатым питателем 2 подается в сушильный барабан 3. Отсюда после нагрева щебень загружается в бункер 4, а из него в смеситель принудительного перемешивания 5, куда подается битум насосом из битумного цеха 6 и ПАВ 9. После тщательного перемешивания в лопастном смесителе 5 щебень попадает в шаровую мельницу 7 и после из­ мельчения порошок транспортером и пневматическим винтовым насосом 10 на­ правляется на склад 8. Хотя активированный минеральный порошок не боится

открытого хранения, для удобства погрузки в транспортные средства создают силосный или бункерный склад.

В качестве минерального порошка, как местного материала, используют зо­ лу уноса тепловых электростанций. Однако это не всегда дает хорошие резуль­ таты. В ряде случаев ухудшается качество асфальтобетона — увеличивается во­ допроницаемость, повышается расход битума, увеличивается трещинообразование. При решении задачи о целесообразности использования таких минеральных

других нерастворившихся остатков. Для производства керамзита пригодно сырье (легкоплавкие глины), способное вспучиваться при термической обработке в пре­ делах 1050— 1250°. Повышение вспучивания слабовспучивающихся глин дости­ гается введением добавок: пиритных огарков, древесных опилок, мелкого торфа, солярового масла, мазута, сульфитно-спиртовой барды в количестве 4% массы.

Производство керамзита включает (рис. 3-27): добычу глины в карьере и доставку ее на завод; переработку сырья и приготовление исходного полуфабри­

87

Рис. 3.27. Технологическая схема получения керамзита:

особенности. Для изготовления керамдора используют глины и суглинки, отве­ чающие требованиям ГОСТ 9169— 59. Для получения высококачественного мате­ риала охлаждение гранул от момента выгрузки из печи до температуры 550—600° идет со скоростью не более 20 град/мин. После охлаждения керамдор сортируется на фракции 5,5— 10 мм и направляется в бункера или силосы для хранения. По

териалами.

Для изготовления керамдора пригодны глины с числом пластичности 10—20 и содержанием окиси кремния не менее 60—65%. Если применяют высокопластич­ ные глины (число пластичности более 25), добавляют песок. Керамдор изготавли­ вают тремя способами: мокрым, сухим и пластическим. При мокром способе используют высокодисперсные глины в виде шлама влажностью 45— 55%, при сухом — камневидное глинистое сырье (сухарные глины, аргиллиты, глинистые сланцы), которые засыпают в печь после дробления и отсева. Наиболее эффек­ тивен пластический способ, позволяющий шире использовать пластические гли­ ны и суглинки разного состава.

Ц е х и п е р е р а б о т к и м е т а л л у р г и ч е с к и х ш л а к о в . Отходы предприятий черной металлургии являются неисчерпаемым сырьем для дорожно­ го строительства. Переработку шлаков производят непосредственно на металлур­ гических заводах в специальных цехах. Доменные шлаки гранулируют, прибегая к резкому охлаждению шлакового расплава. При образовании мелких зеренгранул происходит процесс закалки, приводящий к тому, что шлак в значитель­ ной степени сохраняет стекловидное строение. При закалке сохраняется скрытая теплота плавления, вследствие чего стеклообразные шлаки отличаются большой химической и гидравлической активностью, благодаря чему пригодны для произ­ водства цемента и строительства автомобильных дорог.

88

При мокрой грануляции шлаковый расплав из ковшей выливают в бассейн или желоб, наполненный водой. Под воздействием паров воды и газов, содер­ жащихся в расплаве, последний распадается на гранулы диаметром до 10 мм. Насыпная объемная масса гранулированного шлака средней влажности от 15 до

нулята.

Полусухой способ экономичнее в отношении расхода воды, но тяжелее для

живающего персонала КДЗ, являются пыль и шум. Наиболее интенсивный шум

создают процессы питания грохотов, перепада щебня в погрузочные бункеры, по­ грузка щебня в вагоны.

Уровень допускаемого шума установлен «Санитарными нормами проектиро­ вания промышленных предприятий» (СН 245-63).

Для снижения шума устраивают звукоизолирующие укрытия и ограждения мест образования шума, выносят управление машинами и оборудованием в отдельные кабины, вводят дистанционное управление, автоматизацию КДЗ, Снижение шума достигают ограждением шумных цехов густыми защитными зо­ нами. Это наиболее эффективно на стационарных КДЗ.

В качестве личных средств защиты против шумового воздействия пригодны ушные вкладыши из эластичного материала, располагаемые в наружной части слухового прохода. Эффективны наушники, плотно прикрывающие ушную рако­ вину, акустический фильтр, который пропускает низкочастотные звуковые коле­ бания, а высокие ослабляет. Уменьшая шум, наушники не снижают разборчивость речи. Поскольку шум вредно влияет на организм человека, необходим строгий контроль его уровня.

Производственный шум снижает работоспособность человека, уменьшает про­ изводительность труда.

На органы дыхания вредно действует производственная пыль, содержащая­ ся в воздухе. Пыль, не задержанная слизистой оболочкой дыхательных путей,

процессе.

По своему дисперсному составу пыль КДЗ обладает повышенной проникаю­ щей способностью, повышенным содержанием кремнезема S i0 2. Такая пыль спо­ собствует заболеванию силикозом, который впоследствии переходит в туберкулез легких.

Это осложнение наблюдалось у 70—80% заболевших силикозом, если они длительное время работали в условиях, когда содержание S i02 в пыли достигало

60— 80%.

Поэтому, назначая предельную норму запыленности воздуха в цехах КДЗ, следует обратить особое внимание на содержание кремнезема в пыли, которое зависит от исходных горных пород. В граните 22—65% S i05, в егопыли 69—72; в известняковой породе 3—7% , в ее ныли 7— 14; в песчаниковой породе 30—76%,

в пыли 93— 95.

Для обеспыливания воздуха необходим комплекс мероприятий:

1)полная герметизация технологического оборудования с применением гер­ метических прокладок из резины и войлока в разъемных соединениях и устрой­ ство аспирируемых укрытий в местах наибольшего пыления;

2)введение мокрых процессов переработки и увлажнения камня — гидро­ обеспыливание;

3)минимальное количество перегрузок с небольшой высотой перепада ма­ териалов;

4)применение закрытых течек с малыми углами наклона и переломами для уменьшения высоты падения материалов, устройств, устраняющих перекосы транспортерных лент и предотвращающих просыпание транспортируемого щебня;

89