Современный цементный завод перерабатывает 8 - 12 тыс. т сырья в сутки. Поэтому его обычно строят вблизи месторождения сырья и в состав завода, как самостоятельный цех входит карьер, на котором осуществляется добыча сырьевых материалов. Планирование добычи сырья и оперативное управление работой карьера является важным элементом технологии в целом, а инженер-технолог должен быть хорошо информирован о принципах ведения добычных работ.

Рис. 1. Карьер.

Месторождения цементного сырья разрабатывают открытым способом непосредственно с земной поверхности. Слой полезной горной массы обычно закрыт пустой породой и в комплекс добычных работ входит удаление слоя пустой породы — вскрыши. Вскрышные работы при рыхлых породах ведут в теплое время года, чтобы не производить буровзрывных работ для рыхления замерзшего грунта, и с опережением добычи сырья на 6—10 месяцев. Вскрышные породы удаляют прямой экскавацией с перемещением в отвал автотранспортом. Применяют также шагающие экскаваторы с длинной стрелой, причем экскаватор, используя большой вылет стрелы, добывает породу и перемещает ее в отвал. На вскрышных работах используют также роторные экскаваторы, что снижает стоимость вскрышных работ. Пласт полезного ископаемого в зависимости от мощности разрабатывают или одним уступом, или разделяют на несколько горизонтальных слоев - уступов. Высоту уступа определяют физические свойства породы и тип добычного оборудования.

Рис. 2. Один из самых крупных в мире роторных экскаваторов.

Добычу мягких нескальных пород типа мела, мергеля или глины проводят прямой экскавацией, экскаватор проводит отделение породы от пласта и погрузку добытого сырья. Эффективно применение для добычи мела или глины роторных экскаваторов, работающих в паре с передвижным промежуточным транспортером на гусеничном ходу, передающим сырье на стационарный транспортер, идущий параллельно фронту добычи. Для добычи мела и глины используют также самоходный комбайн, производящий добычу и получение шлама — водной суспензии глины или мела с влажностью 50—60%- Комбайн включает роторный экскаватор на гусеничном ходу, на котором смонтированы быстроходные смесители для приготовления шлама и насосная установка для гидротранспорта шлама. Скальные породы вначале разрыхляют взрывом, а затем экскаваторами погружают на транспорт. Вначале в скальном пласте проходят скважины, в которые помещают взрывчатку. Диаметр скважины 100—300 мм, глубина превышает высоту забоя, причем скважины располагают в один или несколько рядов в шахматном порядке. Проходку скважин ведут с пневматических ударных и бурильных станков. В результате использования такого типа буровых станков стало также возможным использование больших зарядов и увеличение высоты добычного уступа. Расположение скважин и масса зарядов выбираются таким образом, чтобы взорванная порода содержала куски размером, доступным для захвата погрузочным механизмом с учетом величины приемного устройства дробилки (куски до 1-3 м3). После взрыва материал все же содержит негабарит, размер которого превышает возможности погрузочного оборудования. Разделку негабарита ведут взрывным методом (накладные заряды или мелкие шпуры) или используют электротермический способ. При большой мощности слоя полезного ископаемого эффективным является метод массового обрушения породы с применением станков глубокого бурения.

Рис. 3. Бурение.

Рис. 4. Взрывчатка.

Лаборатория завода должна работать в тесном контакте с карьером, обеспечивая выдачу карьером постоянного и заданного по составу сырья. Через каждые 3—5 лет составляют опережающую карьерную сетку, на которую наносят данные о составе сырья по глубине и простиранию. Рациональному ведению добычи сырья способствует составление изолинейных карт, например с линиями одинакового содержания СаО. Полезно использовать не только карьерную сетку, но и вести оперативный контроль состава сырья, проводя анализ проб материалa из буровых скважин. При невыдержанном и неоднородном сырье оптативный контроль позволяет улучшить работу завода. При селективной добыче сырья процессе бурений скважин через каждые 1,6 м шпура также отбирают пробы, подвергаемые полному химическому анализу.

Рис. 5. Укладка взрывчатки.

Рис. 6. Взрыв.

Для транспортировки сырья используют железнодорожный транспорт, автотранспорт, воздушно-канатные дороги, конвейерный и гидротранспорт. Эксплуатационные расходы минимальны при применении воздушно-канатных дорог и ленточных конвейеров, дороже доставка материала автотранспортом. Капитальные вложения на транспортировку минимальны для автотранспорта, велики для железнодорожного транспорта и для воздушно-канатных дорог. Поэтому воздушно-канатные, дороги применяют только при сильно пересеченной местности.

Рис. 7. Железнодорожный транспорт.

Автотранспорт используют при удалении карьера от завода на расстояние до 8 км, при расположении карьера не на равнине или при разработке карьера в несколько уступов. При расстоянии карьера от завода 8- 10 км и ровном рельефе применяют железнодорожный транспорт; при расстоянии карьера от завода более 10 км - ленточные конвейеры, которые при установке в укрытие (галерею) для защиты от дождя и ветра являются наиболее экономичным видом транспорта. При мягком высоковлажном сырье и твердом с примесью мажущих включений ленточные транспортеры и канатные дороги не применяют из-за налипания материала и замазывания вагонеток, при использовании подвесных дорог или ленточных конвейеров дробильные отделения переносятся на карьер.

Рис. 8. Карьерная дробильная установка.

Рис. 9. Канатно-ленточная конвейерная система общей длиной в 51,4 км. Состоит из двух самых длинных в мире конвейеров. Первый конвейер имеет длину более 30 км, второй - 21,4 км. Worsley Alumina (Австралия).

При использовании мягкого пластичного сырья (мела, глины, суглинка, мягких мергелей) при мокром способе производства экономичен гидротранспорт сырья, причем в практике известны случаи перекачки сырья на расстояние до 40 км. Более эффективен транспорт смешанного мелоглиняного шлама, чем раздельного, поскольку текучесть смешанного шлама достигается при меньшей влажности и предотвращается отрицательное влияние структурирования. Для перекачки устанавливают поршневые или центробежные насосы высокого давления. При проектировании шламопроводов расчет потерь давления ведут по уравнению Бингама - Шведова, потери давления составляют 0,05—0,1 МПа на 100 м трубопровода, а величина их зависит от влажности шлама и скорости перекачки. Удельный расход энергии на перекачку 0,6 кВт∙ч/м3 шлама. Для предотвращения расслоения шлама в трубах его скорость должна быть больше 0,9 м/с, причем, оптимальная скорость составляет 1 - 1,2 м/с. После каждой рабочей недели шламопровод промывается чистой водой.

		Суббота, 18.05.2024, 10:15
		Приветствую Вас Гость \| RSS
	Главная Регистрация Вход