Горное дело

От забоя до щебня, отвечающего спецификации

Показатели дробильно-сортировочного завода определяются не в паспорте машины, а в проекте буровзрывных работ. Крупность, которую даёт забой, служит исходной величиной для всех последующих расчётов. Поэтому горный инженер рассматривает завод как единый поток материала, а не как набор отдельных машин: гранулометрия развала задаёт приёмное отверстие первичной дробилки, продукт первичной стадии задаёт бюджет степени дробления, этот бюджет определяет количество стадий, а последняя стадия обязана попасть в границы зернового состава, записанные в спецификации покупателя.

В этом разделе собраны расчёты, стоящие за такой цепочкой: крупность питания против ширины загрузочного отверстия, степень дробления по стадиям, циркулирующая нагрузка в замкнутом цикле, эффективность грохочения и площадь сита, перевод годового объёма в номинальную часовую производительность, а также лабораторные испытания, превращающие горную массу в товарный продукт. Ничего экзотического здесь нет — именно поэтому эти шаги регулярно пропускают на стадии проектирования.

Согласование крупности после взрыва с приёмным отверстием

Выбор первичной дробилки начинается с самого крупного куска, который забой выдаёт стабильно. Устоявшееся правило: максимальный кусок питания не должен превышать 80 процентов ширины загрузочного отверстия. Там, где регулярно приходят куски по 800 мм, щековая дробилка с отверстием менее 1000 мм будет заклиниваться сводом вместо дробления: материал не захватывается углом захвата и остаётся лежать поверх зева. Правило работает и в обратную сторону — если машина уже установлена, подстраивать приходится параметры взрыва: диаметр скважины, линию наименьшего сопротивления, расстояние между скважинами и схему замедлений.

Доля негабарита и зазор колосников

В повседневной работе дорого обходится не единичная глыба, а нестабильная доля негабарита. Горная масса проходит через вибрационный питатель до входа в камеру; колосниковая часть питателя либо отдельный колосниковый грохот выводит мелочь, которой в дробилке делать нечего. Если зазор колосников назначен близко к разгрузочной щели первичной дробилки, дробимый тоннаж заметно снижается, и та же установленная мощность даёт больше товарной продукции. Слишком узкий зазор ведёт к залипанию решётки, слишком широкий заставляет дробилку впустую перерабатывать уже готовый по крупности материал.

Работа «под завалом»

Постоянно заполненная камера дробления определяет и форму зерна, и ресурс футеровки. При прерывистой подаче материал скапливается с одной стороны, плиты вырабатываются неравномерно, а доля лещадных зёрен растёт. Равномерность обеспечивает не дробилка, а буфер перед ней: объём агрегатного бункера рассчитывают по времени оборота самосвалов, а не по производительности машины.

Степень дробления: сколько стадий требуется?

Число стадий выводится расчётом, а не назначается на глаз. Размер отверстия, через которое проходит 80 процентов питания, обозначают F80, аналогичную величину продукта — P80; обозначение восходит к третьей теории Бонда. Их отношение и есть степень дробления стадии, а общая степень цикла равна произведению стадийных. Переход от F80 в 800 мм к P80 в 20 мм означает 40:1, что не под силу одной машине: величину делят между стадиями.

Оба ограничения читаются вместе. Высокая степень роторной дробилки убирает из схемы целую стадию, но на абразивной породе расход бил возвращает эту экономию в виде эксплуатационных затрат. Машины раздавливания дают меньшую степень при предсказуемом и планируемом износе. Разбор компромисса приведён в сравнении щековых, роторных и конусных дробилок, а весь модельный ряд дробилок показывает место каждого принципа.

От годового плана к номинальной часовой производительности

Классическая ошибка — делить годовой объём на календарные часы. Три множителя применяют последовательно: фактически отработанные дни, часы в сутки и техническая готовность. Карьер с планом 1 000 000 тонн в год, работающий 250 дней по 10 часов при готовности 85 процентов, располагает 250 × 10 × 0,85 = 2 125 эффективными часами; номинальная потребность составляет 1 000 000 / 2 125 ≈ 470 тонн в час. При снижении готовности до 75 процентов та же цель требует 533 тонн в час. Разница в 63 тонны при закупке обычно означает переход на модель выше.

Баланс масс и циркулирующая нагрузка

После определения номинала тоннаж распределяют по ветвям схемы. На замкнутой вторичной или третичной стадии надрешётный продукт возвращается в дробилку и складывается со свежим питанием; отношение возврата к свежему питанию называют циркулирующей нагрузкой. Ключевой момент: дробилку в замкнутом цикле подбирают по сумме свежего питания и возврата, а не по выходу цикла. Без этого третичная стадия остаётся узким местом, и весь завод упирается именно в неё.

Эффективность грохочения и площадь сита

Величина циркулирующей нагрузки в основном зависит от эффективности грохочения — доли подрешётного материала, реально прошедшего сквозь сито, от его содержания в питании. При падении эффективности готовый по крупности материал уходит в надрешётный продукт, возвращается в дробилку и нагружает цикл впустую. При расчёте площади вместе рассматривают размер ячейки, толщину слоя, влажность и угол встречи материала с полотном; на мелких срезах многоскатный грохот банан даёт больший проход на той же площади. Выбор между сухой и мокрой схемой разобран в материале о выборе сухого или мокрого грохочения.

Как свойства породы превращаются в выбор оборудования

Предел прочности при одноосном сжатии и абразивность — разные величины, и решение требует обеих. Известняк обычно относят к диапазону 60-120 МПа, гранит и базальт — к диапазону 150-300 МПа. Абразивность же следует за содержанием кремнезёма: чем выше доля кварца, тем резче растёт расход ротора и бил на ударных машинах, поэтому для высококремнистых крепких пород цепочку строят на дробилках раздавливания. Два крайних случая показывают страницы дробления и сортировки известняка и дробления гранита и крепких пород. На вторичной стадии абразивный случай закрывает конусная дробилка, а там, где решает кубовидность малоабразивного материала, вперёд выходит третичная дробилка.

Требования к щебню: цифры, которые проверяет покупатель

Материал на выходе завода становится продуктом лишь тогда, когда удовлетворяет результатам испытаний из спецификации заказчика. EN 12620 охватывает заполнители для бетона, EN 13043 — для битумных смесей и поверхностных обработок, EN 13242 — для необработанных и гидравлически связанных материалов; турецкая версия EN 12620 издана как TS 706 EN 12620. Методы испытаний описаны отдельными стандартами. Гранулометрический состав определяют по EN 933-1 промывкой и последующим сухим рассевом, при этом частицы мельче 0,063 мм удаляются на стадии промывки. Форму зерна выражают показателем лещадности по EN 933-3, а сопротивление дроблению — испытанием Лос-Анджелес по EN 1097-2: проба вращается со стальными шарами 500 оборотов, и доля материала, прошедшего сито 1,6 мм, даёт коэффициент Лос-Анджелес.

Каждый из этих результатов возвращает к настройке завода. Высокая лещадность исправляется на последней стадии дробления и через равномерность подачи, а не на грохоте. Избыток мелочи в отдельной фракции по ситовому анализу указывает на разгрузочную щель в замкнутом цикле или на размер ячейки. Определения терминов собраны в техническом словаре.

Производительность в связке с крупностью питания

Приведённые ниже значения взяты из паспортных данных мобильной линейки General Makina и показывают, почему крупность питания и производительность читаются только вместе.

Столбец крупности питания — жёсткое требование к забою: если распределение кусков после взрыва выходит за эту границу, меняют либо схему взрыва, либо модель на ступень выше. Как читать диапазоны производительности, подробно разобрано в материале о выборе мощности General 640, 800 и 950.

Порядок построения технологической схемы

Схему строят от продажи назад: сначала реализуемые фракции и доля каждой в спросе, затем финальная стадия и конфигурация грохочения, дающие эти доли, далее вторичная стадия и решение о замкнутом цикле, и только в последнюю очередь первичная дробилка с питателем. При обратном порядке завод обычно оказывается верно подобран под первичную стадию и неверно — под товарный ассортимент. В стационарном исполнении угол наклона конвейеров, объём конуса штабеля и радиус разворота самосвалов входят в тот же чертёж; длина и уклон трасс ленточных транспортёров задают транспортные затраты надолго. Стационарная дробильная установка и компоновка, описанная в разделе стационарной установки для карьера, планируются одновременно.

Пришлите журналы взрывов, результаты испытаний породы и товарный ассортимент, по которому у вас есть обязательства, — по этим трём входным данным схема выстраивается с расписанным по стадиям тоннажем каждой ветви.