Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственная база дорожного строительства. Учебное пособие.pdf
Требуемое количество автосамосвалов на один экскаватор устанавливается из расчёта
П
Эсм
=n
а
.
(2.12)
П
асм
Полученное значение округляется до ближайшего целого числа (при
этом при величине дробной части 0,25 и менее, округление производится
в меньшую сторону, при более 0,25 и выше – в бóльшую сторону).
В приведённом примере требуемое количество самосвалов составило
6 автомобилей.
2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАРЬЕРА И РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ
Карьер характеризуется следующими величинами: длина фронта работ, размеры рабочих площадок, ширина транспортных путей, глубина
или высота карьера, продольный уклон и длина выездной траншеи, количество и высота уступов при производстве добычных и вскрышных работ.
На рисунках 2.1 и 2.2 представлены примеры расчётной схемы карьера и
рабочей площадки.
Рис. 2.1. Расчётная схема карьера
Рис. 2.2. Схема рабочей площадки
11
Для расчёта параметров карьера принимается значение высоты
А
=
+
=
=
А
=
А
вскрышного уступа, равное средней мощности вскрышных пород. Значение высоты добычного уступа назначается равным средней мощности
пород полезного слоя H. При этом должно соблюдаться условие
Э
где
− наибольший радиус резания одноковшового экскаватора типа
R
ч
Э
,5,1
RΗ ≤
м, (2.13)
ч
«механическая лопата», м (см. табл. 2.1).
Количество добычных уступов необходимо увеличить, если условия
по формуле (2.13) не соблюдаются.
Размер ширины рабочей площадки П определяется по формуле [4]
где
− ширина заходки по нижележащему уступу;
ней кромки нижележащего уступа до карьерной дороги:
ширина забоя, м
З
Р − ширина развала породы, м
Э
где
наибольший радиус резания одноковшового экскаватора;
−
R
ч
м, (2.14)
,ЗРП
Ааа ++++=
1
ширина от верх-
−1а
м; З
5,21≥а
Э
Э
RR −ε−+=
р
ч
а
,
м,
2
,)3...7,2( hР
Э
−
R
р
радиус разгрузки или высота выгрузки экскаватора, м (см. табл. 2.1),
расстояние от нижней кромки развала породы до ковша экскаватора
−ε
при наборе:
где −
b ширина автомобиля (по табл. 2.2).
a
При количестве добычных уступов, равном единице,
личестве уступов, большем единицы,
=ε 1,5 м [4]; −а ширина карьерного пути:
м, (2.15)
,5,12
bа
a
Р.
0; при ко-
Рассмотрим пример определения параметров карьера при разработке
его вышеприведённым экскаватором Э-753 с погрузкой пород в КамАЗ-
55102. При указанных технических характеристиках машин размер ширины рабочей площадки по расчёту составит П = 36,5 м.
Длина фронта работ при добыче экскаватора «прямая лопата»:
l =
фр
lV
сут
м, (2.16)
,
П
K
Эсмсм
12
где −lучасток для обеспечения нормальной работы экскаватора: его зна-
++=
=
−
чение принимается равным ширине рабочей площадки.
Длина фронта работ (в примере) для экскаватора при добыче полезных ископаемых принимается равной 250 м.
Среднемесячный объём вскрышных работ:
V
см
где −
V общий объём разрабатываемых вскрышных пород в период под-
K
готовки месторождения равен
K
где −
V объём обнажаемой лобовой части карьера;
л
ным ширине рабочей площадки;
верхности по склону.
V
K
м3 ⋅ смену, (2.17)
,
⋅=n
2
др.
,
VVVV
м3, (2.18)
оббл
3
,
lLHV
, (2.19)
м
лл
принимается рав-
l
=
H 10 м – ширина обнажаемой по-
л
Для создания рабочей площадки шириной П и обеспечения нормальной работы машин необходимо разработать вскрышные породы объёмом
V :
б
, (2.20)
250Пвб⋅= hV
V
б
м3. (2.21)
V =
ов
,
2
Ширина рабочей площадки уступа должна обеспечить размещение
технологического и транспортного оборудования за пределами призмы
обрушения породы.
Рис. 2.3. Схема забоя в карьере
13
2.4. ПРОИЗВОДСТВО БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Η
=
−
=
=
=
Разработка скальных пород в основном проводится буровзрывным
способом и выполняется шнуровыми зарядами при мощности пород полезного слоя менее 5,0 м или скважинными зарядами (
75…300 мм) при
=
d
скв
мощности полезного слоя более 5,0 м. Для бурения скважин используют
различные способы бурения в зависимости от вида работ, характеристик
грунта и района строительства: в мёрзлых, плотных и полускальных грунтах применяют вращательный способ; в мелкообразивных породах, в нескальных мерзлых и моренных грунтах с твёрдыми включениями применяют шарошечный способ; в крепк
их и весьма кре
пких породах используют
ударно-шарошечный, пневмоударный и ударно-вращательный способы.
При использовании скважинных зарядов используется метод многозарядных рассредоточенных зарядов. Взрывание проводится электродетонаторами короткозамкнутого действия, короткозамедленного типа, с
расположением точки заложения взрывчатого вещества в нижней части
скважины [4]. При таком способе взрывания уменьшается ширина развала, выход н
егабаритного материала, сейсмический эффект. В кач
естве
взрывчатого вещества используется кристаллический аммонит, для забойки применяется шлам после производства бурения скважины.
2.4.1. Определение параметров скважины и необходимых ресурсов
После готовности скважин производят их заряжение взрывчатым
веществом и последующее взрывание с использованием метода камерных
зарядов при высоте уступа не менее 12…15 м.
Количество взрывчатых веществ на одну скважину [4]
1скв
кг/скв,
,
qkаWQ
где −q расчётный удельный расход аммонита: для зарядов при рыхлении
k
переводной коэффициент: для аммони-
а
(1,0…1,5),W м,
та
кг/м3 (см. прил. В);
45,0=q
=k
–
1 [4]; a – расстояние между скважинами в ряду
где W – расчётная линия наименьшего сопротивления взрыву по подошве
уступа
,)8,0...5,0( НW
м.
При мощности продуктивного слоя Н = 14 м, величины а, W составят
следующие значения: а = 7 м, W = 7 м.
Расстояние между рядами скважин
.)1,1...8,0( WВ
14
Требуемый диаметр скважины
=
Δ
++=−=
=
π
d−Δ=
скв
где −Δ плотность заряжения по [4] при машинной зарядке
глубина скважин, м:
−
l
скв
скв
где
длина недобура,
−
h
нед
нед
нед(пер
Q
1скв
скв
)
или
qWh 5,0
м,
,
)75,0(85,7
Wl
кг/м3;
1200
,
lllhНl
прв.зарзаб
.
)12...3( d
скв
На основании рассчитанной величины В = 5,6 м требуемый диаметр
скважины составит 0,075 м.
В соответствии с полученным диаметром скважины и характеристиками разрабатываемой породы по прил. Г или в [4], выбираем буровой
станок с диаметром режущей коронки большим, чем диаметр скважины и
выписываем производительность бурильного станка.
Длина забойки
м.
,)8,0...6,0(
заб
Wl =
Длина забойки составит 5,6 м.
Высота воздушной прослойки
где
где
длина заряда
−
l
зар
вместимость скважины, кг/м
−
Р
скв
Р кг/скв.
скв
Объём горной породы, разрыхляемой при взрыве одной скважины [4]
скв
п.т.
Общее количество скважин для обеспечения задания
Общая длина бурения
l =
р
за
3
d
скв
=
4
ПИ
bhV
y
скв
N =
2года
,)35,0...17,0(
ll =
зарпрв.
Q
1скв
,
Р
скв
,
Δ
+=aW
⎛
⎜
⎝
Nll =
⎞
м3.
,
⎟
2
⎠
V
год
.
скв
V
тп.
скв
м.
,
2годасквобщ
15
Количество скважин за смену
=
K
+
=
Длина скважин за смену
Количество взрывчатых веществ для рыхления скальных пород
N =
см
l
общ
.
K
Д
р
см
м.
,
NlL =
смсквскв
скв
.
NQQ ⋅=
2года1скввв.
При рыхлении горной породы образуется до 20% негабаритных кусков (V
заряды. При этом требуемое количество взрывчатых веществ
где
по [4]
). Для их рыхления предусматривается использовать накладные
нег
кг,
,
KVqQ =
негзн.зн.
расчётный удельный расход аммонита для накладных зарядов;
−
q
зн.
г/м3;
5,1
=q
зн.
−
коэффициент неравномерности дробимых (негабаритных) кусков:
[4].
2,1=K
объём негабаритных кусков:
−
V
нег
Общее количество взрывчатых веществ, необходимых для проведения буровзрывных работ
Требуемое количество буровых станков
n =
сб.
,
QQQ
кг.
зн.вв.общв.в.
l
общ
.
стб.
П
см
Контрольные вопросы
1. Укажите назначение производственных предприятий для дорож-
ного строительства.
2.
Какие производственные предприятия необходимы для разработ-
ки месторождений горных пород?
3.
Назовите основные процессы, которые входят в технологические
схемы разработки горных пород.
4.
Какие факторы влияют на выбор добычных и погрузочно-
разгрузочных машин при разработке карьера?
;28,0
VV
годнег
16
3. ПЕРЕРАБОТКА КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ДРОБИЛЬНО-СОРТИРОВОЧНЫХ ЗАВОДАХ
3.1. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ РАБОТЫ
ДРОБИЛЬНО
Дробильно-сортировочные заводы или установки для переработки
полезных ископаемых необходимы для получения каменных материалов
(щебень) требуемых размеров (фракций) и качества. Повышение требований к качеству строительства автомобильных дорог связано не только с
технологией строительства, но и качеством применяемого материала, который характеризуется не только прочностью, но и чистотой гранулометрического состава и форм
установки по производству щебня являются специализированными предприятиями, призванными обеспечить данные требования.
Дробильно-сортировочные заводы представляют комплекс машин и
оборудования, расположенный в соответствии с принятым технологическим процессом и работающий в единой технологической цепи для обеспечения производственных операций: транспортирование, приём горной
породы (масс
ы), дроб
рование.
Для выбора схемы технологического процесса переработки полезного ископаемого необходимо иметь следующие данные: характеристика
исходной горной породы, прочность и зерновой состав, ассортимент готовой продукции, климатические условия района строительства [7].
По производительности заводы классифицируются на: заводы малой
производительности – до 50…100 тыс. м
сти – 100…250 тыс. м
250 тыс. м
3
/год.
Заводы могут быть стационарными и передвижными. Передвижные
заводы характеризуются мобильностью и могут сравнительно легко перебазироваться с одного места на другое, их производительность не превышает 30…50 тыс. м
3
крытому циклам. При замкнутом цикле материал проходит через дробилку несколько раз и повторно подвергается дроблению. Замкнутый цикл
обеспечивает получение равномерного щебня, но требует увеличения
площади завода для установки добавочных транспортирующих агрегатов.
При открытом цикле каменный материал проходит через дробилку только
один раз, и по
лученный при дроб
мерами не подвергается повторному дроблению.
Процесс дробления может быть одностадийным или многостадийным (двух, трёх или четырех) (рис. 3.1). При многостадийном дроблении
сверхмерный материал направляется на переработку в другие дробилки.
-СОРТИРОВОЧНОГО ЗАВОДА
ой частиц
. Дробильно-сортировочные заводы и
ление, сортировка, промывка, обогащение, склади-
3
3
/год и большой производительности – более
/год; средней производительно-
/год. Заводы могут работать по замкнутому или от-
лении материал с превышающими раз-
17
На первой стадии дробления, в основном, устанавливаются щековые или
конусные дробилки с крутым конусом, а на второй и третьей стадиях –
щековые дробилки со сложным качанием щеки, конусные – с пологим
конусом, валковые и молотковые дробилки. При одностадийном дроблении каменный материал пропускается через одну дробилку и поступает на
сортировку. Данная схема применяется на завода
х небольшо
й производительности, а камень, поступающий для дробления, имеет сравнительно
небольшие размеры.
На основе данных по размерам материала, получаемого с карьера,
устанавливаются технологическая схема и оборудование, требуемые для
её осуществления. После этого разрабатывается количественная схема,
где устанавливается количество необходимого оборудования и его марка.
Для снижения энергетических затрат при дроблении материала надо
стремить
ся к уменьшению массы пе
рерабатываемого материала. При дроблении каменного материала образуются частицы с размерами, соответствующими требуемым параметрам. Для повышения эффективности процесса дробления и недопущения дальнейшего измельчения частиц с заданными размерами, целесообразно сортировать материал на грохоте с
извлечением таких частиц из дальнейшего потока материала. Выделение
частиц заданных ра
змер
ов из потока материала осуществляется разделением сыпучих материалов на классы по крупности при прохождении через одно или несколько сит. Это позволяет предотвратить дальнейшее
Рис. 3.1. Технологические схемы
а – одностадийное дробление с открытым циклом;
б – одностадийное дробление с замкнутым циклом;
в – двухстадийное дробление; г – трёхстадийное дробление (переделать):
1 – щековая дробилка; 2 – ленточный транспортёр; 3 – грохот;
4 – бункер; 5 – конусная дробилка; 6 – валковая дробилка
18
измельчение такого материала, уменьшить расход энергии на измельчение, получить равномерный по размерам кусков материал и повысить эффективность применяемого оборудования.
При наличии местных исходных материалов, незначительных объёмов требуемого щебня, а также при мобильном характере работ применяются передвижные дробильно-сортировочные установки, которые состоят
из одного или нескольких передвижных агрегатов (ри
с. 3.2).
Рис. 3.2. Передвижная дробильно-сортировочная установка:
а – агрегат первичного дробления; б – агрегат вторичного дробления.
1 – загрузочный бункер; 2 – пластинчатый питатель; 3 – дробилка;
4 – шкаф с электроприборами; 5 – ленточный транспортёр; 6 – дышло;
7, 10, 21 и 23 – винтовые домкраты, 8 – рукоять домкрата; 9 – рама;
11 – транспортёр возврата; 12 – загрузочный транспортёр; 13 – электродвигатель;
14 – конусная д
робилка; 15 – электродвигатель грохота; 16 – виброгрохот;
17 – жёлоб; 18 – шкаф с электроприборами; 19 – дышло;
20 – рама; 22 – тормозная тяга
19
Стоимость каменных материалов при строительстве автомобильных
=
дорог с асфальтобетонным или цементобетонным покрытием составляет
50…70% от стоимости всего дорожного покрытия. Разработка притрассо-
вых карьеров с использованием передвижных дробильно-сортировочных
установок (ДСУ) позволяет снизить эти расходы в 1,8–2 раза вследствие
снижения затрат на транспортирование.
Промышленность выпускает передвижные ДСУ различной произ-
водительности: большой (свыше 50 м
(до 10 м
3
/ч). В камнедробилку материал загружается через бункер и пита-
3
/ч); средней (до 50 м3/ч); малой
тель. Дроблёный щебень транспортёром подаётся на загрузочный транспортёр второго агрегата. На выходе из второго агрегата он поступает
на вибрационный грохот, где происходит его разделение на фракции.
Не прошедшие сквозь сито грохота крупные фракции возвращаются на
загрузочный транспортёр при помощи транспортёра.
Содержание по
сторонних примесей (глинистые, или
стые и пылеватые частицы) снижают качество получаемого материала. В соответствии
с ГОСТ из дроблёного материала необходимо удалить материал, не отвечающий техническим требованиям. Для этого производится процесс обогащения. Обогащение материала может выполняться при грохочении за
счёт смачивания частиц распыляемой водой при движении их по ситу
или, пр
и бол
ьшом содержании примесей, путем промывки материала в
спиральных классификаторах или мойках. В мойках материал при помощи укреплённых на бесконечной цепи плоских лопаток непрерывно перемещается в воде вверх по дну наклонно установленного корыта и выгружается через его борт. Мелкий песок и глинистые частицы удаляются
вместе с водой.
При выб
оре обору
дования для получения щебня необходимо знать
условия производства, производительность завода или установки, характеристики исходного материала и гранулометрический (зерновой) состав
продукта дробления.
Количественной характеристикой процесса дробления является степень дробления (i), характеризующая, во сколько раз необходимо уменьшить кусок при дроблении, которая определяется [6]
где
D
и
max
−
d
максимальный размер кусков материала до дробления
max
/ dDi
,
maxmax
и после, мм.
Технический паспорт дробилок содержит графики выхода сортов
щебня в зависимости от ширины выходной щели дробилки. Располагая
дробилки в технологической цепи последовательно, процесс дробления
более рационально осуществлять в несколько этапов. Увеличение степени
дробления на определённом этапе способствует снижению производительности дробилки с одновременным по
вышением энергоём
кости про-
20