Выбор оборудования по прочности и абразивности породы

Выбор оборудования по прочности и абразивности породы — первое решение, задающее стоимость владения дробильным комплексом. Эти свойства не заменяют друг друга: порода может упорно сопротивляться разрушению и при этом щадить сталь, либо легко дробиться и потреблять изнашиваемые детали пугающими темпами. Ошибка сочетания редко проявляется как недобор тонн; она проявляется счётом за детали и простоем.

Два свойства, которые постоянно путают

Прочность — напряжение, которое порода выдерживает до разрушения; в лаборатории её определяют как предел прочности при одноосном сжатии. Абразивность — скорость, с которой порода изнашивает соприкасающийся металл, и она в основном зависит от минерального состава, прежде всего от содержания кварца. Кварц занимает 7 по шкале Мооса и твёрже инструментальной стали, поэтому даже условно мягкий песчаник при высоком содержании кварца бывает сильно абразивным.

На площадке различие читается так: прочность указывает, какой принцип дробления справится с задачей, а абразивность — какой принцип сделает это при приемлемом расходе деталей. Перечень оборудования не составляется, пока не отвечены оба вопроса.

Классы прочности

В механике горных пород используется устоявшаяся классификация по пределу прочности при сжатии. Границы у разных источников слегка отличаются, но следующие диапазоны признаны широко:

Поведение массива не выводится из прочности монолитного образца. Частота трещин, выветривание и слоистость задают кусковатость после взрыва, а значит и характер питания первичной стадии.

Как измеряют абразивность

Преобладают два индекса. Индекс Cerchar вычисляется по ширине площадки износа на закалённом стальном штифте, протянутом по поверхности породы под заданной нагрузкой, и читается по таким диапазонам:

Второй индекс — индекс абразивности Бонда, выражаемый в граммах металла, потерянных стандартной стальной лопаткой в барабанном испытании. На практике значение ниже 0,1 трактуют как низкое, от 0,1 до 0,4 — как умеренное, от 0,4 и выше — как высокое. Известняк обычно попадает в нижний диапазон, гранит и базальт — между умеренным и высоким, кварцит — в верхний. Оба индекса относятся к конкретной пробе: одно и то же название породы из разных карьеров даёт разные значения.

Раздавливание или удар

Принципы дробления образуют два семейства. Щековые и конусные дробилки разрушают материал сжатием между двумя поверхностями, контакт медленный и управляемый. Роторные дробилки разрушают материал ударом на высокой скорости: это даёт кубовидный продукт и высокую степень сокращения в одной стадии, но увеличивает относительную скорость между металлом и породой. На абразивном питании именно эта скорость быстро повышает расход бил и футеровки.

Именно поэтому при высокой абразивности на вторичной и третичной стадиях предпочитают конусную дробилку: контакт сжатием теряет меньше металла при том же тоннаже.

Выбор оборудования по прочности и абразивности породы: набор данных

До составления перечня оборудования в деле должны быть: результаты испытаний на сжатие по представительным пробам, индекс абразивности, содержание кварца или эквивалентного кварца, ожидаемая кусковатость после взрыва, влажность и содержание глины, а также целевые фракции с требованиями к форме зерна. Глина и влага повышают склонность к забиванию в стадиях сжатия и меняют подготовку питания. Сбор такого набора — задача горного дела и основа запроса, отправляемого поставщикам.

Отметка точек опробования на плане карьера окупается позже: когда порода меняется, источник отклонения удаётся проследить. Если в то же дело внести схему взрыва и наблюдаемую кусковатость, размер приёмного отверстия первичной дробилки выбирается по записям, а не по допущению.

Частые вопросы

Достаточно ли одной пробы

Нет. Прочность и содержание кварца меняются и по простиранию, и по глубине. Оценивают среднее по пробам с нескольких горизонтов вместе с наихудшим значением.

Всегда ли прочная порода абразивна

Нет. Прочность и абразивность — разные свойства; твёрдая карбонатная порода без кварца может быть заметно менее абразивной, чем мягкий песчаник, богатый кварцем.

Как сравнивают затраты на износ при выборе

В расчёте на тонну. Для каждого варианта комплекса рядом ставят ожидаемый интервал замены и простой на одну замену; разницу в первоначальной цене оценивают вместе с этими двумя величинами.