Подбор оборудования для дробильно-сортировочной установки (дсу)

Цели работы: изучение схемы переработки горной породы на ДСУ, подбор оборудования для получения качественной продукции при ее минимальной себестоимости.

 

Теоретические сведения

 

На дробильно - сортировочных установках материал измельчают в несколько стадий с применением различных дробилок, которые выбирают с учетом физико-механических свойств исходного материала (горной массы).

Число стадий дробления назначают исходя из требуемой степени дробления:

, (6.1)

где D – максимальный размер кусков в исходной массе;

d – необходимый размер фракции.

Общая степень дробления определяется:

(6.2)

где n – число стадий дробления.

 

Степень дpобления, пpинимается в пpеделах 3 – 7 и устанавливается с использованием технических характеристик дробилок при условии, что максимально возможная крупность загружаемых в дробилку кусков не превышает 0,85 минимального размера приемного отверстия.

При выборе схемы переработки материала необходимо стремиться к минимальному числу стадий дробления, так как его повышение приводит к

повышению капитальных затрат на строительство ДСУ, увеличению переизмельчения материала и удорожанию готового продукта. Принципиальная упрощенная схема трехстадийного процесса переработки горной массы на дробильно-сортировочной установке показана на рисунок 6.1.

 

 

1 – бункер; 2 – питатель; 3 – грохот; 4 – дробилка первичного дробления; 5 – грохот; 6 – дробилка второй стадии дробления; 7 – грохот; 8 - дробилка третьей стадии дробления; 9 – грохот проверочного грохочения.

Рисунок 6.1. Принципиальная упрощенная схема трехстадийного процесса

переработки горной массы на ДСУ

 

Горная масса поступает из карьера в автосамосвалах или в вагонетках узкой колеи и разгружается в приемный бункер 1. Бункер сверху перекрыт решеткой для задерживания негабаритного камня. Негабарит камня снимается с решетки с помощью тельфера. Из бункера каменная масса пластинчатым питателем 2 подается на неподвижный колосниковый грохот 3 для предварительного сортирования.

Верхний продукт поступает в дробилку 4 первичного (крупного) дробления. Для первичного дробления пород высокой прочности и абразивности применяют щековые дробилки, для дробления малоабразивных пород средней прочности – роторные. Материал, прошедший первую стадию дробления, падают на грохот 5 для промежуточного сортирования, назначение которого исключить из потока материала куски, не требующие переработки в дробилке 6 второй стадии дробления. После второй стадии дробления материал поступает на грохот 7. Дробилка 8 третьей стадии дробления перерабатывает материал до товарного размера (до 40 мм.). В зависимости от вида горной породы применяют конусные, молотковые и роторные дробилки для мелкого дробления.

После дробилки третьей стадии материал поступает на грохот 9 проверочного (контрольного) грохочения. На этом грохоте устанавливается верхнее сито на максимальный размер фракции готового продукта. С этого сита верхний продукт, то есть зерна породы крупнее максимально заданного размера (более 40 мм.), возвращаются в дробилку третьей стадии. Так осуществляется замкнутый цикл дробления.

Варианты заданий приведены в таблице 6.1.

 

 

Таблица 6.1 - Варианты заданий.

№ вари- анта	Годовая производи- тельность завода, тыс. м³	Коли- чест- во смен	Характеристика материалов поступающих на завод
Тип породы	Диаметр скважин для закладки взрывчатых веществ, мм	Предел прочности породы на сжатие, МПа
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150
			мелкообломочная		150-180
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150
			мелкообломочная		150-180
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150
			мелкообломочная		150-180
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150
			мелкообломочная		150-180
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150
			мелкообломочная		150-180
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150
			мелкообломочная		150-180
			крупнообломочная		30-80
			среднеобломочная		80-150

 

Порядок выполнения работы:

 

1 Определить характеристику крупности исходной горной породы по кривым зависимости выхода фракций горной массы от диаметра скважины и предела прочности породы на сжатие (рисунок 6.2).

 

2 Подобрать колосниковый грохот, устанавливаемый перед первичной дробилкой (таблица 6.2).

Рисунок 6.2. Зависимость выхода фракций горной массы от диаметра скважин, мм: а – крупнообломочные породы; б – среднеобломочные породы; в – мелкообломочные

 

Таблица 6.2 – Основные параметры грохотов

Параметр	Тип грохотов
средний	тяжелый
СДМ-148	СДМ-107	СДМ-121	СДМ-125	С-690	С-725
Размеры просеивающей поверхности, мм	1500x3750	1250x3000	1750x4500	2000x5000	1500x3000	2000x4000
Амплитуда колебаний, мм.	4 - 4,3		4,2	4,2
Частота колебаний, Гц.		12,6			13,3	13,3
Крупность кусков питания, мм
Мощность электродвигателя, кВт.		5,5
Масса, т.	3,3	2,2	3,8	5,7	4,95	9,5
Угол наклона сит, град.	10 - 25,0	10 - 25,0	10 - 25,0	10 - 25,0	до 30	до 30
Число ярусов
Размеры щели между колосниками, мм.	-	-	-	-

 

 

Таблица 6.3 – Технические характеристики гирационных грохотов.

Показатель	Марки
С-96А	СМ-60	СМ-61	СМ-570	СМ-571	СМ-572	ГГР
Размеры полезной площади сита, мм	750 х 2000	1250 х 3000	1250 х 3000	1000 х 2500	1200 х 3000	1500 х 3750	1250 х 3000
Полезная площадь сит, м^2	1,5	3,75	3,75	2,5	3,6	6,63	3,75
Возможное число сит
Угол наклона, град	17-22	18-22	18-22	0-30	0-30	0-30	15-25
Производительность (условная),м^3/ч	13-16	30-40	30-40	55-85	85-130	До300	До160
Максимальная крупность зерен, мм
Мощность электродвигателя, кВт	4,5	5,8	7,8	4,5			4,2
Масса грохота, т	0,97	2,08	2,8	1,85	2,85	7,85	2,36

 

Таблица 6.4 – Технические характеристики инерционных и вибрационных грохотов.

Показатель	Марки вибрационных грохотов	Марки инерционных грохотов
ВГО-1	ВГО-2	ВГД-1	ВГД-2	ГУП-1	СМ-13
Размеры полезной площади сита, мм	1250 х 2500	1500 х 3000	1250 х 2500	1500 х 3000	1250 х 2500	Верхнего2400 х 950 Нижнего 1200 х 940
Полезная площадь сит, м^2	3,13	4,5	3,13	4,5	3,13	2,28/1,13
Возможное число сит
Угол наклона, град	15-25	15-25	15-25	15-25	15-20
Производительность (условная),м^3/ч	До110	110-320	110-320	160-480	До320	30-40
Максимальная крупность зерен, мм
Мощность электродвигателя, кВт	5,5	5,5	5,5	5,5	3,8	5,2
Масса грохота, т	0,88	1,09	1,24	1,6	1,25

 

Максимальная часовая нагрузка на колосниковый грохот, :

(6.3)

где П_г – годовая производительность завода, тыс. м³;

К_н - коэффициент неравномерности подачи где горной массы (К_н =1,1);

Т_р – количество рабочих дней в году;

n – количество смен в сутки;

t_см – продолжительность смены, ч.;

К_в –коэффициент использования оборудования по времени (К_в =0,8).

 

Техническая производительность грохота, м³/ч:

 

(6.4)

 

отсюда,

где q - удельная производительность грохота, отнесенная к 1 м² сита, (м³/ч), таблица 6.3;

F - площадь просеивающей поверхности, м².;

К₁ – коэффициент, учитывающий угол наклона грохота, таблица 6.4, для горизонтального грохота К₁ = 1;

К₂ – коэффициент, учитывающий содержание нижнего класса в процентах в исходном материале, таблица 6.5;

К₃ – коэффициент, учитывающий содержание в нижнем классе зерен размером меньше половины одного отверстия сита, таблица 6.6;

m – коэффициент, учитывающий неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота, таблица 6.7.

 

Таблица 6.5 - Значение q в зависимости от величины ячеек решет и сит

Размер отверстий в свету, мм

Величина q в м³/ч

 

 

Таблица 6.6 - Значение коэффициента К₁, учитывающего угол наклона грохота

Угол наклона, град,
К1	0,45	0,5	0,56	0,61	0,67	0,73	0,8	0,92	1,0	1,08	1,37	1,54

 

 

Таблица 6.7 - Значение коэффициента К_2, учитывающего процентное содержание зерен нижнего класса в исходном материале

Содержание в исходном материале зерен нижнего класса, %
К2	0,58	0,66	0,76	0,84	0,92	1,0	1,08	1,17	1,25

 

Таблица 6.8 - Значение коэффициента К_3, учитывающего процентное содержание в нижнем классе зерен, размер которых меньше половины размера отверстия сита

Содержание в нижнем классе зерен размером меньше половины отверстия сита, %
К3	0,63	0,72	0,82	0,91	1,0	1,09	1,18	1,28	1,37

 

 

Таблица 6.9 - Коэффициент m, учитывающий неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота

Виброгрохот	Гравий	Щебень
гозонтальный	0,8	0,65
наклонный	0,6	0,5

 

Процесс грохочения принято оценивать двумя показателями: производительностью, т.е. количеством материала поступающего на грохот исходного материала в единицу времени, и эффективностью грохочения – отношением массы материала, прошедшей сквозь сито, к массе материала данной крупности, содержащейся в исходном материале. Исходный материал, перемещаясь по просеивающей поверхности, разделяется на надрешетный (верхний класс) и подрешетный продукт (нижний класс), размер зерен которого меньше размера отверстий просеивающей поверхности. За время перемещения материала по грохоту не все зерна, размер которых меньше размера отверстий, проходят через них, так как часть их выходит из грохота вместе с крупным материалом.

 

 

Эффективность грохочения:

 

Е = е∙ (6.5)

 

где е – эталонная эффективность грохочения. Для горизонтальных грохотов с прямолинейными колебаниями эффективность е, %: при грохочении щебня – 89; гравия – 91; для наклонных грохотов с круговыми колебаниями е равно соответственно: для щебня – 86%; для гравия – 87%.

К₁' – коэффициент, учитывающий угол наклона грохота, таблица 6.8

К₂' - коэффициент, учитывающий содержание нижнего класса в процентах в исходном материале;

К₃' – коэффициент, учитывающий содержание в нижнем классе зерен размером меньше половины одного отверстия сита.

 

Таблица 6.10 - Значения коэффициентов К₁^', К₂^', К₃^'

Угол наклона, град.	К1'	Содержание зерен нижнего класса в исходном материале, %	К2'	Содержание в нижнем классе зерен меньше 0,5 размера отверстия сита, %	К3'
	1,00		0,86		0,90
	1,07		0,90		0,95
	1,05		0,95		0,98
	1,03		0,97		1,00
	1,00		1,00		1,01
	0,96		1,02		1,03
	0,88		1,03		1,04

 

 

Камень размером менее расстояния между колосниками поступает на ленточный транспортер №1. Большеразмерный камень, не прошедший колосниковую решетку, поступает на дробление в щековую дробилку.

 

3 Подобрать дробильно-сортировочное оборудование на всех стадиях дробления, таблицы 6.2-8.6.

Размер щековой дробилки принимается из расчета приема камня (Dкамня = 0,85 ширины зева дробилки). Паспортная часовая производительность дробилки должна обеспечивать требуемую производительность завода. Дробленый камень из щековой дробилки поступает на ленточный транспортер №1, который подает материал на грохот для промежуточной сортировки. В результате этого уменьшается нагрузка на дробилку вторичного дробления и переизмельчения материала.

Для промежуточного и окончательного сортирования применяют плоские вибрационные грохоты с круговыми и направленными колебаниями.

На грохоте материал разделяется на две фракции: первая, размером куска до 40 мм, поступает на сортировку; вторая – в кусках свыше 40 мм подается на вторичное дробление. В зависимости от требуемой крупности, производительности и вида породы на этой стадии устанавливают одну или несколько дробилок.

При этом для переработки пород высокой прочности и абразивности используют щековые или конусные дробилки, для малоабразивных пород средней прочности – роторные или молотковые. Производительность вторичного дробления определяется исходя из гранулометрического состава горной массы с размером фракции до 40 мм (рисунок 6.2) и кривых гранулометрического состава дробилок (рисунок 6.3 – 6.4)

После дробилки второй (третьей) стадии дробления материал поступает на грохот поверочного (контрольного) грохочения. На этом грохоте верхнее сито устанавливается на максимальный размер фракции готового продукта. С этого сита верхний продукт, т. е. зерна породы крупнее максимально заданного размера (более 40 мм), возвращаются в дробилку предыдущей стадии дробления. Этим осуществляется замкнутый цикл дробления. Применение замкнутого цикла повышает производительность дробилок последней стадии дробления (на 25 – 30%). На грохоте поверочного грохочения щебень разделяют на классы: 20 – 40 мм, 5 – 20 мм и 0 – 5 мм (последний является отходом).

 

Таблица 6.11 – Основные параметры щековых дробилок

Модель щековой дробилки	Типоразмер	Наиб. разм. куска исх материала, мм	Ширина разгрузочной щели, мм	Максимальная крупность готового, мм	Производительность при номинальной ширине выходной щели,	Мощность дв.,кВт
СМД-60А	ЩДП-15х21		120-180
СМД-108А	ЩДС-2,5х9		25-60	35-90	15-31
СМД-108АРФ	ЩДС-2,5х9		25-60	35-90	15-31
СМД-109А	ЩДС-4х9		40-90	60-135	23-53
СМД-109А-РС	ЩДС-4х9		25-60	35-90	15-33
СМД-109АФ	ЩДС-4х9		40-90	60-135	18-43
СМД-110А	ЩДС-6Х9		75-130	110-200	58-104
СМД-110АМ	ЩДС-5,5х9		55-90	80-135	45-70
СМД-110АРФ	ЩДС-6Х9		75-130	110-200	45-83
СМД-111	ШДП-9х12		97-163
СМД - 111Б	ЩДП-9х12		95-165
СМД-116A	ЩДС-2,5х4		20-80		4-16	18,5
СМД-117	ШДП-15х21		120-220		450-750
СМД-118	ШДП-12х15		115-195		230-390
СМД-184	ШДП-9х12		100-195			2х55
СМД-508	ЩДС-II-1,6х2,5		15-45		3,3	7,5
СМД-741			20-60

 

 

Таблица 6.12 – Основные параметры конусных дробилок (КСД) и мелкого (КМД) дробления

а)

 

б)

 

 

Рисунок 6.3 – Кривые гранулометрического состава щековых дробилок СМД: а - щековые дробилки; б - конусные дробилки;

1- для прочных пород (σ > 150 МПа); 2- для пород средней прочности (σ = 80-150МПа); 3- для слабых пород (σ =30-80 МПа).

 

а)

 

 

 

 

б)

 

 

Рисунок 6.4 – Кривые гранулометрического состава конусных дробилок КСД и КМД: а- среднего дробления; б- мелкого дробления;

1- прочные породы (σ > 150 Мпа); 2- породы средней прочности (σ = 80- 150 Мпа); 3- мягкие породы (σ =30-80 Мпа)

 

 

По оси ординат показаны процент выхода материала, по оси абсцисс – отношение размера выходной щели (d) к загружаемой (b).

Количество дробильно-сортировочного оборудования на каждой стадии дробления:

n = (6.6)

где n – количество оборудования;

П_т – потребная производительность оборудования, м³/ч;

П_о – производительность выбранного оборудования, м³/ч.

 

4 Определить себестоимость приготовления 1 м³ щебня:

С_щ = (6.7)

где С_щ - себестоимость 1 м³ щебня;

С_i - себестоимость машино-смены агрегата (дробилки, грохота), руб.;

П_см – сменная производительность установки, м³.

 

Себестоимость машино-смены дробильно-сортировочного оборудования ориентировочно можно определить по следующей зависимости:

Дробилки С = 23 + 1,7G + 0,18N;

Грохота С = 21 + 2G + 0,075N.

где G – масса агрегата, т;

N – мощность привода, кВт.

 

Результаты работы представить в виде технологической схемы переработки горной породы на дробильно-сортировочной установке.

 

Контрольные вопросы

1) Какие виды оборудования входят в состав ДСУ?

2) Как работает трех стадийная ДСУ?

3) Как назначается число стадий дробления и определяется общая степень дробления?

4) К чему нужно стремиться при выборе схемы переработки материала?

5) Как подбирают колосниковые грохоты?

6) Какова последовательность подбора дробилок?

7) Как определяется количество дробильно-сортировочного оборудования на каждой стадии дробления и себестоимость приготовления 1 м3 щебня?

8) Какие дробилки применяются для крупного, среднего и мелкого дробления?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7