3.2.6. Во избежание смешения пород двух слоев (на границе их залегания) при взрыве глубина скважин должна быть меньше толщины разрабатываемого слоя. Если слабый материал располагается в верхних слоях, то скважины не добуривают, чтобы взрывом как можно меньше затрагивать более прочный слой. Способ бурения выбирают в зависимости от мощности слоев.
3.3. Обогащение каменных материалов в процессе переработки горной массы
3.3.1. При переработке горной массы следует предусматривать (для получения кондиционных каменных материалов) отделение слабых разностей на всех этапах производства - от разделения горной массы перед первой стадией дробления до получения товарной продукции.
Основная задача технологии обогащения разнопрочных каменных материалов заключается в поддержании оптимальной влажности перерабатываемого материала независимо от погодных условий. Одним из способов уменьшения влажности является разделение горной массы по граничному зерну, определяющему предельную среднюю влажность крупной части горной массы, при которой можно получить качественный каменный материал на применяемом оборудовании.
3.3.2. Вопрос о дальнейшем использовании мелкой части горной массы должен решаться в каждом конкретном случае. При этом возможны варианты, когда мелкая фракция:
не представляет ценности и может быть оставлена в выработанном пространстве карьера;
может быть реализована и использована для отсыпки дамб, насыпей и т.д.;
является ценным продуктом и для ее дальнейшей переработки применяются “мокрые” и “сухие” методы очистки.
3.3.3. Можно выделить три технологические схемы переработки горных пород на щебень соответственно трем группам, определяемым их качественной характеристикой:
1-я - изверженные черные и скальные осадочные породы прочностью более 200 МПа;
2-я - скальные осадочные породы прочностью менее 200 МПа;
3-я - гравийно-песчаные породы.
Подбор основного оборудования производится в зависимости от характеристики исходного материала, производительности, крупности и качества готовой продукции Для переработки горной массы может использоваться как стационарное, так и передвижное дробильно-сортировочное оборудование. На притрассовых карьерах и промбазах в дорожном строительстве целесообразно применять передвижные дробильно-сортировочные установки (ПДСУ) и автоматизированные дробильно-сортировочные линии (садл).
Технические характеристики дробильного оборудования к ПДСУ приведены в прил. 15.
3.3.4. Горные породы 1-й группы характеризуются однородным составом и незначительным содержанием загрязняющих примесей. Дробление горной породы осуществляют в агрегатах ПДСУ-85х) и ПДСУ-35х). Предварительное грохочение, как правило, не производят (рис. 10, а), а промывку щебня совмещают с сортировкой на вибрационных грохотах. При “сухом” способе обогащения щебня дополнительно устанавливают сушильно-очистительные барабаны и виброгрохоты с отсосом. Кроме того, технологическая схема может предусматривать промывку отсевов дробления с выпуском их и виде искусственного песка крупностью 5-0,16 мм.
_____________
х) По производительности (м3/ч).
Рис. 10. Технологические схемы производства щебня с использованием ПДСУ большой производительности: а -из горной породы 1-й группы;
б - из горном породы 2-й группы; в - из гравийно-песчаных пород с совместным выпуском щебня и гравия; г - то же, с раздельным
3.3.5. Горные породы 2-й группы характеризуются разной прочностью в одном и том же месторождении и содержанием большого количества загрязняющих примесей. Для них наиболее характерна технологическая схема (рис. 10, б), включающая дробилки ударного действия СМД-75А и СМД-86А. Последняя стадия дробления осуществляется в замкнутом цикле дробилки с грохотом. Предварительное грохочение производят при наличии в исходной горной массе комовой глины более 3 %. Готовый щебень промывают в корытных и вибрационных мойках. Отбор комовой глины из щебня и разделение щебня по прочности можно осуществлять на классификаторах ДБК-20.
3.3.6. Горные породы 3-й группы характеризуются значительными колебаниями зернового состава и загрязненностью горной массы. В зависимости от крупности валунов в горной массе дробление производят в агрегатах СМД-131А и СМД-133. Предварительное грохочение горной массы обязательно. Можно предусматривать возможность и совместного и раздельного выпуска щебня и гравия (рис. 10 ,в и 10 ,г). "Сухую" очистку следует осуществлять в сушильно-очистительных барабанах и виброгрохотах с отсосом.
Обогащение щебня и гравия по прочности и выделение глины могут быть организованы на классификаторах ДБК-20. "Сухая" очистка осуществляется с помощью виброударных очистителей.
3.3.7. При обогащении щебня "мокрым" способом в зависимости от содержания в нем загрязняющих примесей и слабых разностей применяют вибрационные грохоты типа ГИС и ГИЛ, корытные мойки К-12, К-14, К-7, вибромойки СМД-88; при "сухом" способе - сушильно-очистительные барабаны, виброударные очистители, виброгрохоты с отсосом, барабанные механические классификаторы.
При переработке каменных материалов в зимнее время для предотвращения их смерзания поверхностная влажность щебня, гравия и щебня из гравия, определяемая как разность между общей влажностью материала и его влажностью в воздушно-сухом состоянии, не должна превышать дли материала фракций 5-10 мм - 0,35 %, 5-20 мм - 0,6 % и 10-20 мм - 0,8 %; влажность песка не должна превышать 1,5 % по массе.
3.3.8. При обогащении разнопрочных каменных материалов в зависимости от состава горной массы может быть предусмотрено разделение горной массы перед первой стадией дробления на два продукта - крупный и наиболее сухой, а также мелкий и наиболее влажный. Крупную часть горной массы сразу направляют на дальнейшую переработку и “сухую” очистку, а мелкую предварительно подсушивают. Такая схема производства позволяет значительно снизить объемы подсушиваемого материала при очистке каменных материалов от легкоотделяемых загрязняющих примесей. В этом случае в качестве очистительного оборудования используют вибрационные грохоты с большей амплитудой колебания сит, оборудованные укрытиями с пылеотсосом.
3.3.9. При обогащении равнопрочных каменных материалов следует определять границу разделения горной массы по крупности, для чего перед направлением последней на переработку находят нижнюю границу ее крупности, при которой средняя влажность крупной фракции на 25 % выше влажности материала в воздушно-сухом состоянии. При этом используют данные о распределении влажности по фракциям горной массы, полученные в результате испытания (прил. 16).
3.3.10. Основным способом обогащения разнопрочного каменного материала в процессе переработки является избирательное дробление, под которым понимается измельчение смеси горных пород разной прочности до различной крупности в зависимости от физико-механических свойств. Этот способ особенно эффективен при использовании дробилок ударного действия.
3.3.11. Обогащение каменных материалов в процессе переработки горной массы основано на неодинаковой степени измельчения камня различной прочности. Более твердые каменные материалы при дроблении измельчаются в меньшей степени, чем более слабые. У слабых пород при дроблении, помимо раскола, увеличивается зона сжатия, что и приводит к образованию большого количества мелких частиц.
3.3.12. Принципиальное отличие этого способа состоит в том, что горная масса, поступая в дробильно-сортировочную установку, подвергается дроблению и грохочению до получения конечного продукта необходимого качества и размера.
3.3.13. Избирательность процесса измельчения разнопрочных компонентов каменного материала дробилкой оценивается коэффициентом избирательности Ii:
Ii = iсл/ iпр,
где iсл, iпр - степень дробления соответственно слабых и прочных компонентов каменного материала.
При Ii > 1 процесс дробления (применительно к данному случаю) является избирательным, так как слабый компонент разнопрочного каменного материала дробится более интенсивно.
3.3.14. Для оценки эффективности работы дробильно-сортировочного узла по обогащению разнопрочных каменных материалов используют показатель эффективности обогащения Е:
Е = Есл – Епр,
где Есл, Епр - степень измельчения соответственно слабого и прочного компонентов во фракции, подлежащей выводу из процесса.
В большинстве случаев более высокому коэффициенту избирательности дробления Ii; соответствует более высокое значение показателя эффективности обогащения Е.
3.4. Обогащение готовой продукции, состоящей из смеси разнопрочных материалов
3.4.1. Обогащать готовую продукцию (щебень, гравий), состоящую из смеси разнопрочных каменных материален или содержащую большое количество зерен слабых разностей, целесообразно с помощью двухбарабанного классификатора ДБК-20 (прил. 17).
3.4.2. Обогащение разнопрочного каменного материала на классификаторе основано на разнице упругих свойств и коэффициентов трения слабых и прочных зерен щебня. При ударе о поверхность вращающегося металлического барабана слабые зерна увлекаются в сторону вращения, а более прочные отскакивают в противоположную сторону.
3.4.3. Барабанные классификаторы следует применять и для отделения комовой глины и пылевато-глинистых частиц, которые увлекаются барабаном вместе со слабыми разностями. Эффективность удаления кодовой глины определяется ее упругими свойствами, зависящими от влажности и температуры, и достигается при углах настройки классификатора 25-40°. Наибольшая упругость свойственна сильно промороженным глинам.
3.4.4. Вопрос о применении барабанных классификаторов решается по результатам разделения щебня на лабораторном однобарабанном классификаторе (прил. 18). Через классификатор пропускают исходные материалы различной прочности, оценивают их на обогатимость, настраивают классификатор ДБК-20 и в процессе эксплуатации уточняют параметры настройки, производительность и выход продуктов обогащения.
4. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПРИ ОБОГАЩЕНИИ "МОКРЫМ" СПОСОБОМ
4.1. Производственное водоснабжение карьеров следует осуществлять преимущественно по замкнутой схеме на основе оборотного водоснабжения: техническая вода из источников подается только на компенсацию потерь, связанных с испарением, фильтрацией, уносом с готовой продукцией и т.д.
4.2. Допустимое количество и крупность взвешенных минеральных частиц в оборотной воде устанавливают для каждой производственной операции (см. прил. 2). Кроме того, при выборе параметров отстойников следует исходить из условий осаждения в них крупных фракции, которые могут повлиять на долговечность насосов при перекачке оборотной воды. Ориентировочно эта крупность принимается равной 0,03-0,05 мм.
4.3. Для определения потребности в воде для технологических нужд карьера производят расчет водошламовой схемы и составляют водошламовый баланс на основе количественного баланса продуктов и норм расхода волы на каждый технологический процесс.
4.4. При организации осветления промывочных вод в прудах-отстойниках размеры последних, обеспечивающие осаждение частиц заданной крупности, а также расположение элементов инженерного оборудования следует определять в соответствии с прил. 5.
Пруды-отстойники следует размещать в выработанных карьерах, балках, оврагах и других местах, непригодных для сельскохозяйственного использования.
4.5. При устройстве каскада прудов-отстойников первый из них предназначается для осаждения крупных песчаных частиц, второй (двухсекционный с попеременно работающими секциями) - для осаждения мелких минеральных частиц, третий - для осветления воды.
4.6. Продолжительность естественного отстаивания промывочных вод в прудах-отстойниках прямоугольной формы и их размеры определяют по формулам прил. 5, принимая для расчета следующие ориентировочные значения, уточняемые при проектировании:
расчетный слой воды в зоне отстаивания - 2-3 м;
ширина активной зоны пруда-отстойника - не более 1/3 слоя воды в зоне осветления;
наименьшая гидравлическая скорость - 0,12 мм/с;
скорость течения воды в отстойнике - не более 5 мм/с.
Эффективность естественного осаждения взвешенных минеральных частиц в горизонтальных отстойниках после 2 ч отстаивания достигает примерно 90 % и процесс дальше можно не продолжать.
4.7. Вместимость пруда-отстойника можно значительно сократить путем введения в осветленную воду флокулянтов (например, полиакриламида), способствующих более быстрому осаждению из осветляемой воды взвешенных минеральных частиц. Расход раствора флокулянта 0,05 %-ной концентрации на 1 м3 осветляемой воды составляет 1-2 л. Вид флокулянта и его фактический расход определяются экспериментально на стадии технологического опробования и зависят от минералогического и зернового составов, содержания взвешенных минеральных частиц, количества и состава растворимых солей. При обработке промывочной воды полиакриламидом эффективность ее осветления повышается в 3-4 раза.
4.8. Полиакриламид - полимер, имеющий формулу [СН2-СН-СО-NН]n, является неионогенным флокулянтом и смешивается с водой во всех соотношениях. Полиакриламид, содержащий 52-54 % полимера и 38-40 % сульфата аммония, производят в виде геля известнякового или аммиачного (ТУ 6.01.1049-80) и гранул крупностью до 3-6 мм. Продукт нетоксичен.
Гранулированный полиакриламид с содержанием активного вещества (полимера) 50-60 % изготовляется в г. Днепродзержинске Днепропетровской обл.; стоимость 1 т - 850 руб. Стоимость 1 т гелеобразного полиакриламида с содержанием полимера 6-8 % - 102 руб.
4.9. Если территория не позволяет устраивать большое число прудов-отстойников, то следует применять технологические схемы осветления промывочной воды с тонкослойным отстойником.
Пульпу направляют в промывочный аппарат (ковшовый классификатор-обезвоживатель или гидроциклон), из которого сгущенный продукт крупностью более 0,16 мм отводят и обезвоживают, а сливную воду направляют в тонкослойный отстойник (см. прил. 6). Для ускоренного осаждения взвешенных частиц в осветляемую воду вводят рабочий раствор флокулянта, количество которого в зависимости от содержания в воде примесей уточняют опытным путем.
