Содержание статьи
- Основы дробильно-сортировочных комплексов
- Схема 1: Двухстадийное дробление для мягких пород
- Схема 2: Трехстадийное дробление для твердых пород
- Схема 3: Мобильные комплексы на гусеничном ходу
- Основное оборудование дробильных комплексов
- Планирование и компоновка оборудования
- Примеры реальных производственных комплексов
- Оптимизация работы комплексов
- Часто задаваемые вопросы
Основы дробильно-сортировочных комплексов
Дробильно-сортировочный комплекс представляет собой интегрированную систему оборудования, предназначенную для последовательного измельчения и классификации горных пород и других материалов по заданным фракциям. Эффективность работы предприятия напрямую зависит от правильного выбора и компоновки оборудования в технологическую линию.
Современные комплексы включают несколько основных узлов: питатели для равномерной подачи материала, дробилки различных типов для поэтапного измельчения, грохоты для разделения материала на фракции, конвейерные системы для транспортировки между агрегатами, а также системы управления и контроля производственного процесса.
| Тип сырья | Прочность, МПа | Рекомендуемая схема | Тип дробилки первой стадии |
|---|---|---|---|
| Известняк, мел, гипс | До 100 | Двухстадийная | Щековая или роторная |
| Доломит, мрамор | 100-200 | Двух-трехстадийная | Щековая |
| Гранит, базальт | 200-300 | Трехстадийная | Щековая с конусными |
| Диабаз, кварцит | Свыше 300 | Трех-четырехстадийная | Щековая крупного дробления |
Схема 1: Двухстадийное дробление для мягких пород
Двухстадийная схема дробления оптимально подходит для переработки материалов малой и средней прочности, таких как известняк, доломит, гипс и мергель. Данная технология позволяет получить требуемые фракции щебня с минимальными энергетическими затратами и упрощенной конструкцией комплекса.
Состав оборудования и технологический процесс
Типовая схема производительностью 200 тонн в час включает следующее оборудование. На первом этапе материал из карьера подается в приемный бункер с пластинчатым питателем, который обеспечивает равномерную загрузку сырья в щековую дробилку крупного дробления. Щековая дробилка измельчает исходные куски размером до 600 миллиметров до фракции 0-90 миллиметров.
Далее материал поступает на первичный грохот с двумя деками, где происходит отсев мелких фракций 0-5 и 5-20 миллиметров. Надрешетный продукт крупностью более 20 миллиметров направляется в роторную дробилку для вторичного измельчения. Роторная дробилка обеспечивает дробление материала до фракции 0-40 миллиметров с высоким содержанием кубовидных зерен.
| Узел | Тип оборудования | Основные параметры | Функция |
|---|---|---|---|
| Приемка и подача | Бункер-питатель пластинчатый | Объем 15 м³, ширина 1200 мм | Равномерная подача сырья |
| Первичное дробление | Щековая дробилка | Приемное отверстие 600×900 мм | Дробление до 0-90 мм |
| Первичная сортировка | Инерционный грохот двухдековый | Сито 1500×4000 мм, 2 деки | Отсев фракций 0-5, 5-20 мм |
| Вторичное дробление | Роторная дробилка | Ротор диаметром 1000 мм | Дробление до 0-40 мм |
| Финишная сортировка | Инерционный грохот трехдековый | Сито 2000×5000 мм, 3 деки | Разделение на фракции 0-5, 5-20, 20-40 мм |
Расчет производительности комплекса
Исходные данные: Насыпная плотность известняка 1,6 т/м³, коэффициент разрыхления 1,5.
Производительность щековой дробилки: 250 т/ч (с запасом 25%)
Производительность роторной дробилки: 180 т/ч (обрабатывает 70-80% материала после первого грохочения)
Суммарная производительность комплекса: 200 т/ч готового продукта
Распределение фракций: 0-5 мм (25-30%), 5-20 мм (35-40%), 20-40 мм (30-35%)
Пример применения
На карьере по добыче известняка в Липецкой области установлен двухстадийный комплекс производительностью 200 тонн в час. Комплекс перерабатывает известняк прочностью до 150 МПа для производства щебня, используемого в дорожном строительстве и производстве бетона. Схема обеспечивает выход товарных фракций с содержанием зерен пластинчатой и игловатой формы от 10 до 15 процентов (группа 2 по ГОСТ 8267-93 - улучшенная форма), что соответствует требованиям стандарта.
Схема 2: Трехстадийное дробление для твердых пород
Трехстадийная схема дробления является основной для переработки твердых абразивных пород, таких как гранит, базальт, диабаз и кварцит. Применение трех последовательных стадий дробления позволяет получить высококачественный кубовидный щебень с минимальным содержанием пластинчатых и игловатых зерен.
Технологическая цепочка и оборудование
Комплекс производительностью 300 тонн в час включает три стадии дробления. Первая стадия реализуется на щековой дробилке крупного дробления с шириной приемного отверстия 900×1200 миллиметров, которая измельчает исходное сырье крупностью до 900 миллиметров до фракции 0-150 миллиметров.
После первичного дробления материал поступает на грохот предварительной классификации, где отсеиваются фракции менее 40 миллиметров. Надрешетный продукт направляется во вторую стадию дробления на конусную дробилку среднего дробления типа КСД-1750, которая измельчает материал до крупности 0-50 миллиметров.
Третья стадия реализуется на конусной дробилке мелкого дробления типа КМД-1750, которая работает в замкнутом цикле с сортировочным грохотом. Материал циркулирует между грохотом и дробилкой до достижения требуемой крупности всех фракций. Данная схема позволяет получить четыре товарные фракции: 0-5, 5-10, 10-20 и 20-40 миллиметров.
| Стадия | Оборудование | Входная фракция, мм | Выходная фракция, мм | Степень дробления |
|---|---|---|---|---|
| Первая (крупное) | Щековая ЩДП 900×1200 | 0-900 | 0-150 | 6:1 |
| Вторая (среднее) | Конусная КСД-1750 | 40-150 | 0-50 | 3:1 |
| Третья (мелкое) | Конусная КМД-1750 | 10-50 | 0-20 | 2,5:1 |
Система грохочения
В схеме используются три виброгрохота. Предварительный грохот после первой стадии отсеивает мелкие фракции и направляет крупный материал на вторичное дробление. Промежуточный грохот после второй стадии разделяет поток на товарные фракции и возврат на третью стадию. Финишный грохот с тремя деками обеспечивает точное разделение материала на четыре фракции с минимальным засорением соседних классов.
Баланс материальных потоков
Исходное сырье: 300 т/ч гранита фракции 0-900 мм
После первой стадии: отсев 0-40 мм составляет 60 т/ч (20%), на вторую стадию 240 т/ч
После второй стадии: отсев товарных фракций 90 т/ч (30%), на третью стадию 150 т/ч
После третьей стадии: циркулирующая нагрузка 100 т/ч возвращается в КМД-1750
Выход товарного продукта: фракция 0-5 мм (20%), 5-10 мм (25%), 10-20 мм (30%), 20-40 мм (25%)
Реальное производство
На гранитном карьере в Карелии работает трехстадийный комплекс по переработке гранитов прочностью до 300 МПа. Установка обеспечивает производство высококачественного щебня для строительства автомобильных магистралей. Содержание зерен лещадной формы в готовом продукте составляет не более 10 процентов (группа 1 по ГОСТ 8267-93 - кубовидная форма), морозостойкость щебня достигает марки F400, что позволяет использовать материал в самых ответственных конструкциях.
Схема 3: Мобильные комплексы на гусеничном ходу
Мобильные дробильно-сортировочные комплексы на гусеничном ходу представляют собой современное решение для переработки материалов непосредственно на месте добычи или строительства. Особенно эффективны такие установки при разработке небольших месторождений, переработке строительных отходов и работе на временных объектах.
Конструктивные особенности
Мобильный комплекс производительностью 150 тонн в час объединяет на едином гусеничном шасси все необходимое оборудование: приемный бункер с колосниковым грохотом для предварительного отсева, щековую дробилку, ленточный конвейер для разгрузки и магнитный сепаратор для удаления металлических включений. Установка оснащена дизель-электрическим приводом, что позволяет работать автономно без подключения к внешним сетям.
Гусеничное шасси обеспечивает высокую проходимость и возможность перемещения по карьерной территории своим ходом. Время развертывания комплекса на новом месте не превышает 2-3 часов. Компактные размеры позволяют транспортировать установку на стандартных низкорамных тралах без специальных разрешений.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Производительность | 120-150 т/ч | Зависит от материала |
| Максимальная крупность загрузки | 500 мм | При прочности до 250 МПа |
| Тип дробилки | Щековая 750×1060 мм | С гидравлической регулировкой щели |
| Габариты в рабочем положении | 15×3,5×3,8 м | Длина×Ширина×Высота |
| Масса | 42 тонны | В полной комплектации |
| Мощность привода | 160 кВт | Дизель-генератор |
| Скорость передвижения | До 1,5 км/ч | На гусеничном ходу |
Области применения
Мобильные комплексы эффективно используются при переработке отвалов вскрышных пород и некондиционного сырья, что позволяет вовлечь в производство ранее не использовавшиеся ресурсы. При разработке карьеров с ограниченными запасами мобильное оборудование окупается быстрее стационарных установок благодаря экономии на строительстве фундаментов и зданий.
В сфере переработки строительных отходов мобильные установки незаменимы для дробления железобетонных конструкций, кирпича и асфальтобетона непосредственно на площадках демонтажа. Полученный вторичный щебень используется для устройства оснований дорог, приготовления бетонов низких марок и засыпки траншей.
Практическое применение
При реконструкции промышленной площади в Подмосковье для переработки демонтированных железобетонных конструкций использовался мобильный комплекс с щековой дробилкой. За три месяца работы было переработано около 15 тысяч тонн железобетона. Полученный вторичный щебень полностью использован для устройства подстилающих слоев новых фундаментов, что позволило сэкономить на вывозе отходов и закупке нового щебня.
Основное оборудование дробильных комплексов
Типы дробилок и их применение
Щековые дробилки применяются преимущественно на стадии крупного дробления благодаря способности принимать куски большого размера и работать с материалами любой прочности. Принцип работы основан на раздавливании материала между неподвижной и подвижной щеками. Различают дробилки с простым и сложным качанием щеки, причем первые предпочтительнее для крупного дробления твердых пород.
Конусные дробилки используются для среднего и мелкого дробления твердых материалов. Процесс дробления происходит непрерывно между внешним неподвижным и внутренним подвижным конусами. Конусные дробилки обеспечивают высокую производительность и позволяют получать продукт с хорошей формой зерен при работе в замкнутом цикле с грохотом.
Роторные дробилки эффективны при переработке материалов малой и средней прочности. Измельчение происходит за счет ударного воздействия била, закрепленного на быстровращающемся роторе. Роторные дробилки обеспечивают высокую степень дробления в одну стадию и производят щебень кубовидной формы с минимальным содержанием лещадных зерен.
Грохоты и системы классификации
Инерционные грохоты получили наибольшее распространение в дробильно-сортировочных комплексах благодаря простоте конструкции и высокой эффективности грохочения. Колебания короба с ситами создаются дебалансным вибратором, приводимым в движение электродвигателем. В зависимости от назначения применяют грохоты легкого, среднего и тяжелого типа с различной шириной просеивающей поверхности.
Конструкция грохота включает несколько ярусов сит, расположенных друг над другом. Каждое нижележащее сито имеет меньший размер ячеек, что позволяет получить несколько фракций за один проход материала. Современные грохоты оснащаются сменными ситами из стальной проволоки, перфорированного листа или полиуретановых панелей.
| Тип грохота | Область применения | Максимальный размер куска, мм | Насыпная плотность, т/м³ |
|---|---|---|---|
| ГИЛ (легкий) | Песок, мелкий щебень | До 150 | До 1,4 |
| ГИС (средний) | Гравий, щебень средних фракций | До 200 | До 1,8 |
| ГИТ (тяжелый) | Крупный щебень, руда | До 300 | До 2,8 |
| ГСС (самобалансный) | Финишная сортировка | До 100 | До 1,6 |
Транспортная система
Ленточные конвейеры обеспечивают перемещение материала между узлами комплекса. Ширина ленты выбирается в зависимости от производительности и максимального размера кусков. Для перемещения крупнокускового материала применяют конвейеры с шириной ленты 800-1200 миллиметров, для готового щебня достаточно ленты шириной 500-650 миллиметров.
Конвейерные галереи проектируются с учетом высотных отметок размещения оборудования. Углы наклона конвейеров для крупнокускового материала не должны превышать 18 градусов, для готового продукта допускается наклон до 20-22 градусов. На наклонных участках устанавливают ленты с шевронной насечкой или поперечными перегородками.
Планирование и компоновка оборудования
Принципы размещения оборудования
При проектировании компоновки дробильно-сортировочного комплекса важнейшим принципом является обеспечение гравитационного перемещения материала между стадиями обработки. Оборудование размещают ярусами с понижением высотных отметок по ходу технологического процесса, что снижает энергозатраты на транспортировку и повышает надежность работы.
Первичная дробилка устанавливается на максимальной отметке, обычно на уровне 8-12 метров от поверхности земли. Это позволяет загружать материал автосамосвалами непосредственно в приемный бункер без использования подъемных конвейеров. Последующее оборудование располагается каскадом с перепадом высот 3-5 метров между стадиями.
Высотные отметки и планировочные решения
Типовая компоновка трехстадийного комплекса предусматривает следующие высотные отметки. Приемный бункер с щековой дробилкой размещается на отметке плюс 10 метров. Предварительный грохот и конусная дробилка среднего дробления располагаются на отметке плюс 6 метров. Финишный грохот и конусная дробилка мелкого дробления устанавливаются на отметке плюс 2 метра. Склады готовой продукции организуются на отметке ноль.
Расчет площади комплекса
Для комплекса производительностью 300 т/ч:
Площадь под оборудование и обслуживание: 35×45 м = 1575 м²
Площадь складов готовой продукции (4 фракции по 500 т): 30×50 м = 1500 м²
Площадь склада сырья (суточный запас 2400 т): 25×40 м = 1000 м²
Проезды и площадки маневрирования: 2000 м²
Общая площадь промплощадки: около 6000-7000 м²
Организация материальных потоков
Рациональная организация движения материальных потоков предусматривает разделение зон загрузки сырья и отгрузки готовой продукции. Автосамосвалы с карьерным сырьем должны двигаться по отдельным дорогам, не пересекаясь с транспортом, вывозящим готовый щебень. Такая схема исключает образование заторов и повышает производительность комплекса.
Склады готовой продукции организуются в виде отдельных секций для каждой фракции. Разгрузка материала с конвейеров производится через телескопические желоба с возможностью изменения места выгрузки. Это позволяет формировать штабели оптимальной формы и обеспечивает удобство погрузки продукции в автотранспорт.
Примеры реальных производственных комплексов
Карьер по добыче гранита
В Ленинградской области функционирует крупный комплекс по переработке гранита-рапакиви производительностью 400 тонн в час. Комплекс включает щековую дробилку для первичного дробления с шириной приемного отверстия 1200×1500 миллиметров, две конусных дробилки среднего дробления КСД-2200 и три конусных дробилки мелкого дробления КМД-2200, работающих в замкнутом цикле.
Система грохочения состоит из четырех виброгрохотов с суммарной площадью просеивающей поверхности более 200 квадратных метров. Комплекс оснащен автоматизированной системой управления, которая оптимизирует загрузку оборудования и обеспечивает стабильное качество продукции. Готовый щебень отвечает требованиям высших марок по прочности, морозостойкости и форме зерен.
Переработка строительных отходов
В Московской области работает специализированный комплекс по переработке строительного мусора и демонтированного железобетона. В состав входит мобильная щековая дробилка на гусеничном ходу производительностью 180 тонн в час и стационарный узел доизмельчения с конусной дробилкой.
Технология предусматривает предварительную сортировку отходов с удалением древесины, пластика и других неминеральных включений. Металлическая арматура извлекается магнитными сепараторами, установленными на конвейерных линиях. Полученный вторичный щебень используется для производства бетонов, устройства дорожных оснований и благоустройства территорий.
Производство щебня для дорожного строительства
На базальтовом карьере в Карелии установлен современный комплекс, специализирующийся на производстве щебня для асфальтобетонных покрытий. Особенностью технологии является применение центробежно-ударной дробилки на финишной стадии, что позволяет получить щебень с содержанием зерен кубовидной формы более 90 процентов.
Комплекс включает систему промывки материала для удаления глинистых частиц и пылевидных фракций. Промытый щебень отвечает самым жестким требованиям дорожных служб по чистоте поверхности зерен и прочности сцепления с битумом. Продукция поставляется на крупнейшие объекты дорожного строительства Северо-Западного региона.
Комплекс для переработки известняка
В Белгородской области функционирует высокопроизводительный комплекс по переработке мелового известняка для нужд цементной промышленности и производства извести. Схема включает молотковую дробилку первичного дробления производительностью 600 тонн в час и систему из трех роторных дробилок вторичного измельчения. Благодаря мягкости сырья удается обойтись двухстадийной схемой при высокой производительности. Готовый продукт поставляется на цементные заводы региона.
Оптимизация работы комплексов
Повышение эффективности грохочения
Эффективность работы грохотов существенно влияет на общую производительность комплекса и качество готовой продукции. Для повышения эффективности применяют сита с увеличенной живой площадью, используют полиуретановые панели вместо стальных решеток, оптимизируют углы наклона короба и амплитуду колебаний.
Регулярная очистка сит от забивающих частиц осуществляется с помощью резиновых шаров, размещаемых под ситами. При вибрации шары ударяют по нижней поверхности сита, выбивая застрявшие куски. Для материалов, склонных к налипанию, применяют системы распыления воды или обдува сжатым воздухом.
Снижение энергопотребления
Значительная доля эксплуатационных затрат приходится на электроэнергию. Снижение энергопотребления достигается за счет оптимизации загрузки дробилок, применения частотно-регулируемых приводов, минимизации перемещений материала на конвейерах. Правильный подбор оборудования по производительности исключает работу агрегатов с недогрузкой.
Современные системы автоматического управления позволяют поддерживать оптимальные режимы работы всех узлов комплекса. Датчики уровня материала в бункерах управляют производительностью питателей. Контроль мощности электродвигателей дробилок предотвращает перегрузку и обеспечивает максимальную производительность при минимальном расходе энергии.
Обеспечение качества продукции
Стабильное качество щебня обеспечивается правильным выбором режимов дробления и эффективной классификацией материала. Для получения щебня с минимальным содержанием лещадных зерен применяют работу конусных дробилок в замкнутом цикле с высокой циркулирующей нагрузкой. Точная настройка ширины разгрузочной щели дробилок позволяет контролировать максимальный размер зерен в готовом продукте.
Контроль засорения фракций осуществляется путем регулирования подачи материала на грохоты и оптимизации параметров грохочения. Автоматизированные системы отбора проб и анализа гранулометрического состава позволяют оперативно корректировать технологический режим при отклонениях от заданных параметров.
Часто задаваемые вопросы
Для известняка и других мягких пород оптимальна двухстадийная схема дробления с применением щековой дробилки на первой стадии и роторной дробилки на второй стадии. Такая схема обеспечивает производительность от 100 до 500 тонн в час при получении качественного кубовидного щебня. Роторная дробилка позволяет получить высокую степень дробления за один проход, что упрощает технологию и снижает капитальные затраты по сравнению с трехстадийной схемой.
Мобильные комплексы на гусеничном ходу обеспечивают быстрое развертывание на новом месте работы без строительства фундаментов и сооружений. Их эффективно применять при разработке небольших месторождений, переработке строительных отходов, работе в стесненных условиях. Автономность от внешних источников электроэнергии позволяет работать на удаленных объектах. Возможность перемещения оборудования своим ходом по карьеру снижает расходы на транспортировку сырья.
В типовой трехстадийной схеме дробления твердых пород используется три-четыре грохота. После первой стадии устанавливают грохот для предварительной классификации и отсева мелких фракций. После второй стадии грохот разделяет материал на товарные фракции и возврат на третью стадию. Финишный грохот с тремя-четырьмя деками обеспечивает точное разделение на товарные фракции. Иногда дополнительно применяют скальпирующий грохот перед первой дробилкой для отсева природной мелочи и снижения нагрузки на оборудование.
Площадь промплощадки зависит от производительности комплекса и схемы дробления. Для стационарного комплекса производительностью 200-300 тонн в час требуется площадь 5000-7000 квадратных метров с учетом размещения оборудования, складов сырья и готовой продукции, проездов для автотранспорта. Под сами агрегаты требуется примерно 1500-2000 квадратных метров. Склады готовой продукции с запасом на 3-5 суток работы занимают 1500-2000 квадратных метров. Остальная площадь используется для складирования сырья, проездов и вспомогательных сооружений.
Для карьера с запасами около 1 миллиона тонн оптимальна производительность 100-150 тонн в час. При работе в одну смену 8 часов в день и 250 рабочих дней в году такой комплекс обеспечит переработку 200-300 тысяч тонн сырья ежегодно, что позволит отработать месторождение за 3-5 лет. Более производительное оборудование приведет к быстрой выработке запасов и неполной окупаемости инвестиций. Менее производительный комплекс увеличит срок эксплуатации, но может быть недостаточен для обеспечения потребностей рынка.
Конусные дробилки среднего дробления имеют более крутой угол конуса дробящей поверхности и предназначены для приема материала крупностью до 200-300 миллиметров с получением продукта 0-50 миллиметров. Дробилки мелкого дробления имеют более пологий конус с увеличенной параллельной зоной в нижней части камеры дробления, что обеспечивает получение мелких фракций 0-20 миллиметров с узким диапазоном размеров зерен. Дробилки мелкого дробления обычно работают в замкнутом цикле с грохотом для повышения содержания кубовидных зерен в продукте.
Дробильно-сортировочный комплекс является крупным потребителем электроэнергии с установленной мощностью от 200 до 1000 киловатт в зависимости от производительности. Требуется стабильное напряжение 380 вольт с отклонениями не более 5 процентов. Пуск мощных электродвигателей дробилок создает значительные пусковые токи, поэтому необходима достаточная мощность трансформаторной подстанции. Для снижения влияния на питающую сеть применяют устройства плавного пуска или частотно-регулируемые приводы. Рекомендуется иметь резервный источник питания для обеспечения непрерывности работы.
Система обеспыливания включает укрытие мест пылевыделения, аспирационные установки и пылеулавливающее оборудование. Дробилки и грохоты размещают в закрытых помещениях или под укрытиями с отсосом запыленного воздуха. Перегрузочные узлы на конвейерах оборудуют местными отсосами. Для очистки воздуха применяют циклоны и рукавные фильтры. Производительность системы аспирации рассчитывается исходя из объемов перемещаемого материала и площади открытых поверхностей. Дополнительно применяют орошение водой в местах интенсивного пылевыделения и на складах готовой продукции.
