10 ПРОЕКТНО-КОМПОНУВАЛЬНІ РІШЕННЯ ЦЕХІВ І ВІДДІЛЕНЬ ЗБАГАЧУВАЛЬНОЇ ФАБРИКИ

10.1 Основні принципи компонування

Збагачувальні фабрики включають основні виробничі цехи і допоміжні цехи та служби. Проектно-компонувальні рішення виробничих і допоміжних цехів істотно впливають на рівень техніко-економічних показників проекту й умови експлуатації фабрики. Вони повинні забезпечити найбільш економічні умови експлуатації фабрики з максимальною механізацією й автоматизацією всіх процесів при мінімальних капітальних витратах, а також забезпечити здорові і безпечні умови праці.

При проектуванні повинні бути дотримані вимоги уніфікації будинків і споруд на основі Єдиної модульної системи.

При виборі й компонуванні обладнання з метою одержання найбільш економічного рішення треба приймати мінімальне число окремих машин, потоків і секцій, а продуктивність їх -- можливо більшою, максимально використовуючи рельєф місцевості для самопливного транспорту продуктів найбільшого об'єму. Якщо самоплив неможливий, основний потік матеріалу необхідно піднімати на достатню висоту в мінімальній кількості місць для того, щоб розгалужений рух потоку йшов через фабрику самопливом. Залежно від властивостей матеріалу, що транспортується самопливом, похил жолобів і труб повинен бути 5 ^-- 60^о.

При виборі основного й допоміжного технологічного обладнання треба прагнути до його максимальної уніфікації. Апарати, що виконують однакові технологічні операції, для зручності обслуговування і ремонту доцільно групувати в одному або сусідніх прольотах.

З метою створення найкращих умов для організації ремонтної служби, постачання запасними частинами, скорочення термінів ремонтних робіт всі апарати повинні обслуговуватися вантажопідйомними механізмами.

Великогабаритне і важке обладнання по можливості варто розташовувати на нульових відмітках.

У робочих приміщеннях повинна бути забезпечена нормальна освітленість денним і штучним світлом.

За умовами зручності і безпеки технологічного й ремонтного обслуговування обладнання розміри проходів встановлюють відповідно габаритним розмірам обладнання і його експлуатаційним особливостям. Мінімальні розміри проходів повинні прийматися відповідно до вимог Єдиних правил безпеки при дробленні, сортуванні, збагаченні корисних копалин і грудкуванні руд та концентратів.

10.2 Схеми компонування обладнання

При проектуванні збагачувальної фабрики можуть бути застосовані три схеми розміщення обладнання: висотна (вертикальна), горизонтальна (площинна) і комбінована (каскадна).

Висотна схема компонування (рис. 10.1а) передбачає розташування обладнання по вертикалі. Збагачуваний матеріал стрічковими конвеєрами або елеваторами за один прийом піднімається на верхню відмітку фабрики і потім самопливом опускається вниз. Ця схема компонування може бути застосована при будь-якому похилі промислової площадки фабрики, але найбільш раціональна при крутому похилі. Переваги висотної схеми компонування полягають в малій площі, яку займає фабрика, і максимальному використанні самопливу. Тому висотну схему застосовують у випадку обмеженості площі промислового майданчика або в разі потреби залишення ціликів корисної копалини під будівлями і спорудами фабрики (наприклад, вуглезбагачувальні фабрики при шахтах). Крім вуглезбагачувальних фабрик, за висотними схемами компонується обладнання збагачувальних і промивних фабрик для збагачення марганцевих руд і фабрик, що переробляють крупновкраплені магнетитові руди сухою магнітною сепарацією.

До недоліків висотних схем варто віднести: велике навантаження на колони будівлі, що одночасно є опорою для будівельних конструкцій, основного і допоміжного обладнання, і у зв'язку з цим невелику величину прольоту між колонами (до 7,5 м); несприятливі умови для використання великих вантажопідйомних механізмів і забезпечення нормальної освітленості в цеху.

Для горизонтальної схеми компонування (рис. 10.1б) характерне розміщення обладнання на одному рівні (одноповерхова схема), при цьому матеріал з апарата в апарат передається транспортними засобами. Одноповерхова схема компонування на збагачувальних фабриках застосовується рідко, більш раціонально використовувати ступінчасто-одноповерхову схему розміщення обладнання. Ця схема передбачає розміщення обладнання на площадках з різними відмітками, що дозволяє використовувати самоплив. Перевагами горизонтальної схеми є недоліки висотної і навпаки. За ступінчасто-одноповерховою схемою розміщають обладнання флотаційних фабрик великої і середньої продуктивності, а також магнітозбагачувальних фабрик з мокрою сепарацією тонковкраплених руд.

Комбінована схема компонування (рис. 10.1в) поєднує елементи вертикального і горизонтального компонування, що дозволяє здійснювати раціональне поєднання з механічним транспортом продуктів. Ця схема має ряд переваг: фабричні будинки компактні в плані; каркас будинку навантажений мало, тому що не є опорою для основного й допоміжного обладнання; забезпечується можливість використання великих вантажопідйомних механізмів і створюються нормальні умови для природного освітлення цеху. Тому при вирішенні питання розміщення обладнання комбінована схема компонування значно краща.

3. Приймальні пристрої

Приймальні пристрої сировини (руди, вугілля) як самостійні об'єкти передбачаються на фабриках, що переробляють корисні копалини декількох родовищ, при розташуванні фабрики на значній відстані від гірничодобувного підприємства. Приймальні пристрої, віддалені від цеху дроблення, проектуються для збагачуваного матеріалу крупністю не крупніше 350 -- 400 мм, що дозволяє транспортувати його стрічковими конвеєрами. Цій крупності відповідають продукт крупного дроблення і корисні копалини, які безпосередньо видаються нагора з шахт. На групові і центральні вуглезбагачувальні фабрики вугілля доставляється залізничним транспортом Міністерства шляхів (МШ), що висуває до проектування приймальних пристроїв додаткові вимоги. У цьому випадку продуктивність приймальних пристроїв, фронт розвантаження, число вагоноперекидачів, грейферних кранів, продуктивність стрічкових конвеєрів та іншого обладнання визначають з розрахунку мінімального часу розвантаження маршрутного состава і виключення простою залізничних составів.

Місткість приймальних пристроїв залежить головним чином від режиму роботи фабрики. На збагачувальних фабриках застосовують приймальні пристрої бункерного і складського типів.

Перший тип приймальних пристроїв (рис. 10.2 а) застосовується при вивантаженні корисних копалин крупністю до 350 -- 450 мм із саморозвантажних залізничних вагонів типу думпкар вантажопідйомністю до 140 т. Розвантаження матеріалу з бункера і подача його на стрічковий конвеєр здійснюється пластинчастими живильниками. Час розвантаження вагона становить 1,5 -- 4 хв. Пристрої цього типу можуть застосовуватися для рудних фабрик, які працюють на привізній сировині, групових і центральних збагачувальних фабрик продуктивністю 3 -- 4 млн. т/рік.

Другий тип приймальних пристроїв (рис. 10.2 б) призначений для вивантаження сировини крупністю до 350 мм, що надходить на фабрику в залізничних вагонах вантажопідйомністю до 125 т. Розвантаження вагонів здійснюється роторними вагоноперекидачами продуктивністю 4 -- 5 млн. т/рік. Цей тип розвантажувальних пристроїв застосовується на збагачувальних фабриках з виробничою потужністю 3 -- 15 млн. т/рік.

Третій тип приймальних пристроїв (рис. 10.2 в) застосовують при надходженні вугілля (руди) на фабрику у вантажних вагонах на один або два шляхи нормальної або вузької колії. Фронт і місткість бункерів визначаються тривалістю розвантаження маршрутного состава і продуктивністю конвеєра. Приймальні бункери можуть використовуватися як акумулюючі, у цьому випадку їх місткість визначається режимом і продуктивністю фабрики (на одну-дві зміни).

Четвертий тип розвантажувальних пристроїв (рис. 10.2 г) за своїми характеристиками не відрізняється від пристроїв третього типу, але призначений для прийому сировини з підвісних канатних доріг, використовуваних при розташуванні рудника і фабрики в гірських районах або у місцевості з дуже пересіченим рельєфом. Продуктивність однієї "нитки" канатної дороги до 3 млн. т/рік. Максимальна крупність матеріалу, що надходить, -- до 350 - 400 мм.

Якщо руда містить багато дріб'язку, котрий не допускає бункерування унаслідок високої злежуваності (наприклад, боксити, марганцева руда), то прийом її здійснюється на наземний склад, обладнаний грейферним краном (рис. 10.3).

Руда розвантажується з залізничних вагонів у траншею і укладається в штабель грейферним краном, ним же подається в бункер для транспортування на фабрику. Максимальна крупність складованої руди 350 -- 450 мм. Місткість штабеля вибирається залежно від режиму роботи і продуктивності фабрики. При використанні акумулюючого складу його місткість має дорівнювати півтора-добовій продуктивності фабрики.

10.4 Бункери і склади сировини та концентратів

Бункери і склади сировини та концентратів на збагачувальній фабриці призначені для забезпечення умов максимальної ритмічності роботи при розбіжності режимів роботи гірничодобувного підприємства і фабрики, корпусів дроблення і збагачення, корпусу збагачення і відділення відвантаження готової продукції. Бункери і склади використовують також для усереднення складованого в них матеріалу і розподілу його по окремих апаратах і секціях.

На збагачувальних фабриках використовують параболічні, призматичні, силосні циліндричні і ящикові бункери (рис. 10.4).

Розвантаження руди здійснюється аналогічно описаному вище.

Параболічні бункери (рис. 10.4 а) складаються із суцільних сталевих листів, що підвішуються до сталевого або залізобетонного каркаса бункерного прольоту будинку. Розвантаження здійснюється через один ряд круглих або квадратних отворів, розташованих уздовж поздовжньої осі бункера. Характерна риса параболічних бункерів -- зміна форми залежно від ступеня заповнення і відповідно зміна висоти розташування розвантажувальних отворів. Як і в будь-якому бункері з однорядним поздовжнім розвантаженням, у параболічному бункері часто виявляється сегрегація руди, що відбувається під час завантаження, при цьому з бункера періодично вивантажується тільки грубозернистий матеріал. Цей тип бункерів не можна застосовувати при погано сипучій руді, що злежується. Застосування параболічних бункерів доцільне при їх невеликій питомій місткості (30 -- 50 т/м) і значній довжині (наприклад, на фабриках з великим фронтом подрібнення).

Силосні циліндричні бункери (рис. 10.4 б) можуть бути споруджені з будь-якою необхідною місткістю і надійним розвантаженням. Їх застосування можливе практично для усіх видів корисних копалин і продуктів їхньої переробки. Силосні бункери найбільш економічні, у них менше позначається сегрегація матеріалу, але має місце його злежування і зависання.

Призматичні бункери (рис.10.4 в) можна використовувати для всіх видів корисних копалин і продуктів їхньої переробки при надійному розвантаженні складованого в них матеріалу через пірамідальні розвантажувальні отвори. Вони можуть бути скомпоновані в два-три ряди у поперечному напрямку при значній їх довжині.

Ящикові бункери з плоским днищем (рис. 10.4 г) за простотою форми відповідають умовам збірних залізобетонних конструкцій. Бункер не має похилих площин, їх заміняють поверхні, що природно утворюються при розвантаженні. Бункери цього типу найчастіше використовуються в проектах останніх років. Ящикові бункери можуть бути створені будь-якої місткості практично для всіх корисних копалин і продуктів їхньої переробки. Компонування їх може бути дво-, три- і чотирирядним у поперечному напрямку при значній довжині. Недоліком ящикових бункерів є великі "мертві" укоси збереженого в них матеріалу.

Вибір місткості бункерів залежить від їхнього призначення. На збагачувальній фабриці розрізняють бункери: приймальні, акумулюючі, розподільні, навантажувальні і зневоднюючі.

Приймальні бункери призначені для розвантаження сировини, що доставляється на фабрику. Їхня місткість залежить від організації доставки корисної копалини на фабрику, організації роботи дробильного цеху і максимальної крупності корисної копалини.

Якщо максимальний розмір шматків перевищує 400 -- 500 мм, приймальний бункер влаштовується можливо малої місткості, обумовленої конструктивно за розмірами вагона або самоскида.

На вуглезбагачувальних фабриках залежно від конкретних умов місткість приймальних пристроїв приймається:

при розвантаженні напіввагонів вантажопідйомністю 60 -- 125 т роторними вагоноперекидачами місткість приймальних пристроїв становить 1 -- 1,5 вантажопідйомності вагона;

місткість приймальних ям для вантажних вагонів становить 1,5 вантажопідйомності вагонів, що розвантажуються одночасно;

місткість приймальних пристроїв для розвантаження великовантажних автосамоскидів має дорівнювати 1 - 1,5 вантажопідйомності кузова.

У загальному вигляді формула для визначення місткості G приймальних бункерів може бути представлена у вигляді:

G = k_З G_ТС , т, (10.1)

де k_З -- коефіцієнт запасу (k_З = 1 -- 1,5); G_ТС -- вантажопідйомність транспортного засобу, т.

Акумулюючі бункери споруджуються між окремими цехами для компенсації розбіжностей у їхній продуктивності і графіка роботи, а також для забезпечення шихтовки різних сортів і марок корисної копалини. Їхня місткість G визначається продуктивністю і графіком роботи суміжних цехів:

G = k_З Q_М t_Б , т (10.2)

де k_З -- коефіцієнт запасу (k_З = 1,2 -- 1,3); Q_М -- продуктивність цеху меншої виробничої потужності, т/год; t_Б -- максимальний інтервал часу між пуском і зупинкою цеху більшої продуктивності, год.

Для вуглезбагачувальних фабрик місткість акумулюючих бункерів приймається: для центральних (ЦЗФ) - на 19 годин, а для групових (ГЗФ) - на 16 годин роботи фабрики; для індивідуальних фабрик (ЗФ) -- виходячи з умов усереднення якості вугілля і забезпечення ритмічної роботи шахти і фабрики, але не менше ніж з розрахунку на змінну роботу фабрики.

Розподільні бункери використовуються для рівномірного розподілу матеріалу по декількох однотипних апаратах. Ці бункери при певному збільшенні їх місткості можуть одночасно виконувати функції акумулюючих. Мінімальна місткість розподільних бункерів визначається сумарною продуктивністю одночасно працюючих апаратів, підключених до даної дільниці, і проміжком часу між завантаженнями дільниці матеріалом. При завантаженні дільниці скидальним візком або реверсивним конвеєром необхідна місткість дільниці G′, і загальна місткість розподільних бункерів G визначається:

G′ = Q_Р t_П k_З , т ; (10.3)

G = n G′, т , (10.4)

де Q_Р -- швидкість розвантаження матеріалу з дільниці, яка дорівнює сумарній продуктивності одночасно працюючих апаратів, підключених до дільниці, т/год; t_П -- проміжок часу між завантаженнями дільниці матеріалом, год; k_З - коефіцієнт запасу (k_З = 1,2 -- 1,3); n -- число дільниць.

Місткість розподільних бункерів повинна бути не меншою розрахункової, але бажано, щоб місткість кожної дільниці мала запас матеріалу, який забезпечує півгодинну роботу підключених до неї апаратів.

Навантажувальні бункери призначені для швидкого навантаження продуктів збагачення в транспортні посудини і забезпечення незалежності роботи збагачувальної фабрики від позафабричного транспорту. При відправленні продуктів збагачення споживачу в залізничних вагонах місткість навантажувальних бункерів повинна забезпечити завантаження состава у встановлений термін (для вуглезбагачувальних фабрик -- 2 години). При нормальній подачі вагонів під навантаження місткість навантажувальних бункерів визначається з умови, що вироблена фабрикою продукція може бути завантажена у вагони без проміжного зберігання на складі. Необхідна місткість навантажувальних бункерів G з урахуванням нерівномірного надходження продукту в бункери і можливості запізнення в подачі вагонів визначається за формулою:

G = m (z G_В + t - t′Q) , т, (10.5)

де m -- коефіцієнт нерівномірності подачі продукту в бункери (m = 1,15); z -- число вагонів у составі; G_В -- вантажопідйомність одного вагона, т; t -- можливий час запізнення подачі состава, год; t′ - тривалість навантаження одного состава, год; Q -- продуктивність фабрики по готовому продукту, т/год.

Місткість навантажувальних бункерів може бути зменшена при наявності складу готової продукції з механізованою зворотною подачею продукту в навантажувальний бункер або безпосередньо у вагон. Вантажно-складські комплекси вуглезбагачувальних фабрик при навантаженні на одній залізничній колії забезпечують продуктивність до 4000 т/год для вугілля і продуктів збагачення, що відвантажуються в нерозсортованому вигляді, і до 500 т/год для крупно-середніх сортів антрациту та енергетичного вугілля.

Зневоднюючі бункери використовуються одночасно для зневоднення і навантаження продуктів збагачення. Їхня місткість G визначається часом, необхідним для зневоднення і навантаження продукту:

G = m [z G_В +(t + t₀ - t′)Q] , т, (10.6)

де t₀ - час зневоднення продукту, год.

Склади виконують функцію буфера для згладжування непогодженостей у роботі збагачувальної фабрики. Вони служать для забезпечення безперебійної роботи фабрики при тривалих перервах у подачі сировини або при відвантаженні готової продукції, а також для усереднення сировини і концентратів.

Зберігання крупнокускової руди, що надходить з рудника, на складі незручне (утруднене розвантаження складу), тому вона перед надходженням на склад піддається крупному, а іноді і середньому дробленню. Загальний запас дробленої руди в акумулюючих бункерах і складах фабрики при шести- або семиденному робочому тижні повинен бути не меншим півторадобової, а при п'ятиденному робочому тижні не менш тридобової продуктивності фабрики по сировині.

Типові конструктивні схеми складів сировини наведені на рис.10.3, 10.5 і 10.6.

Склади наземні з точковим завантаженням і завантаженням пересувним штабелеукладальником (рис. 10.5) рекомендуються до використання в південних і малосніжних районах для крупногрудкових матеріалів (крупністю до 350 -- 400 мм), що не змерзаються і не злежуються, з низьким вмістом дріб'язку і пилу. При точковому завантаженні штабель має форму конуса з висотою до 35 м, при завантаженні пересувним штабелеукладальником -- форму тригранної призми з кривизною в плані, висота штабеля -- 12 -- 15 м. Саморозвантажна (рухлива) місткість складу становить 25 -- 35 тис. т, а повна місткість (з рудними укосами) -- у 2 -- 3 рази більша. Розвантаження рухливої частини матеріалу зі складу здійснюється через конуси, живильники і конвеєри. Рудні укоси до конусів подаються бульдозером. Склади цього типу найбільш економічні.

Склади наземні напівбункерного типу (рис. 10.6) з найменшим заглибленням 3 -- 5 м, максимальним - 8 -- 12 м і низькому рівні ґрунтових вод рекомендуються для створення запасу і розподілу руди по дробарках і млинах (у тому числі і млинах самоподрібнення). Склади цього типу використовують при добре сипучій руді, що не злежується. Склади напівбункерного типу мають площу поперечного перерізу 150 -- 200 м², тобто корисну місткість від 250 до 350 т/м. Розвантаження складу здійснюється через розвантажувальні конуси, живильники і конвеєри.

Склади концентрату забезпечують безперебійну роботу фабрики і згладжують непогодженості в подачі позафабричного транспорту.

Типові схеми вантажно-складських операцій на збагачувальних фабриках показані на рис. 10.7.

Першою схемою (рис.10.7 а) передбачене бункерне навантаження концентрату. За цією схемою більша частина концентрату надходить безпосередньо в бункери. При несвоєчасній подачі вагонів концентрат надходить на склад, звідки повертається на навантаження в бункери.

За другою схемою (рис. 10.7 б) весь концентрат направляється на склад. Зі складу концентрат або направляється для навантаження в бункери, або відвантажується безпосередньо.

Місткість концентратних складів коливається від п'яти- до п'ятнадцатидобової продуктивності фабрики по готовій продукції і залежить від відстані між збагачувальною фабрикою і споживачем її продукції та регулярності подачі вагонів під навантаження.

Тип складу визначається крупністю, вологістю і цінністю концентратів, а також необхідною його місткістю. Відкриті склади великої місткості споруджуються для зберігання менш цінних і досить крупних концентратів, які одержують при гравітаційних процесах (наприклад, вугільні, залізні, марганцеві концентрати). Дрібні концентрати, щоб уникнути їхнього розпилення, зберігають на закритих складах.

Спосіб розвантаження концентрату вибирається залежно від злежуваності концентрату, що визначається його крупністю і вологістю. Розвантаження матеріалів, що злежуються, на відкритих складах здійснюють скреперами, грейферними кранами, екскаваторами, а на закритих складах -- грейферними кранами. Концентрати, що не злежуються, з відкритих і закритих складів через люки і живильники розвантажуються на стрічкові конвеєри, що проходять під складом, (тунельне розвантаження), аналогічно складам дробленої руди.

Спосіб заповнення складу в більшості випадків визначається способом його розвантаження. Відкриті і закриті склади з тунельним розвантаженням заповнюються звичайно стрічковими конвеєрами (зі скидальним візком або човникового типу), змонтованими на естакаді. Часто завантаження складу здійснюється тими ж механізмами, що і розвантаження (скрепер, екскаватор, грейферний кран).

Продуктивність пристроїв для завантаження складу повинна відповідати продуктивності фабрики по готовому продукту. Продуктивність розвантажувальних пристроїв визначається вантажопідйомністю подаваних під навантаження составів і допустимим часом навантажування, але не менше продуктивності фабрики по концентрату.

Типові конструктивні схеми концентратних складів наведені на рис. 10.8 -- 10.10.

Закриті склади з мостовим грейферним краном (рис. 10.8) застосовують для зберігання вологих дрібних концентратів.

Склади завантажуються стрічковими конвеєрами, розташованими у фермах перекриття складу. Розвантаження концентрату зі складу здійснюється грейферним краном, що подає матеріал через розвантажувальний конус на навантажувальний конвеєр, який пролягає уздовж складу. Можливе також завантаження концентрату грейферним краном безпосередньо у відкриті вагони.

Відкриті естакадні склади з екскаваторним розвантаженням (рис.10.9) застосовуються для зберігання крупних концентратів.

Склад заповнюється стрічковими конвеєрами, що проходять у верхній частині складу. Розвантаження складу здійснюється екскаватором, який подає концентрат у залізничні вагони. Розвантаження естакадних складів може здійснюватися також скреперами, грейферними кранами, тракторними навантажувачами.

Напівбункерний склад (рис. 10.10) застосовується також для зберігання крупногрудкових концентратів.

Завантаження і розвантаження складу здійснюється стрічковими конвеєрами, для вивантаження концентрату з конуса використовуються хитні або лопатеві живильники.

У транспортні посудини (залізничні вагони або автосамоскиди) концентрати найчастіше вантажаться навалом. Крупнокускові і зернисті концентрати перевозяться у відкритих вагонах, а порошкоподібні -- у закритих або спеціальних вагонах-бункерах. В особливих випадках для особливо цінних концентратів, гігроскопічних або активних матеріалів, що втрачають свої властивості на повітрі, вантажно-складська служба фабрики включає у свій склад відділення пакування. У цьому випадку концентрати перевозять у м'якій (мішки) або твердій (бляшані барабани, бочки) тарі.

Крім основного призначення, бункери і склади, по можливості, варто використовувати як усереднювальні засоби, тому що коливання якісного складу сировини і продуктів переробки утруднюють регулювання технологічними процесами. Усереднення корисної копалини повинно починатися на гірничодобувному підприємстві при плануванні видобутку з різних вибоїв і далі продовжуватися на фабриці при складуванні, транспортуванні, дробленні, подрібненні, перемішуванні, насосних перекачуваннях.

5. Корпус крупного дроблення

У більшості випадків корпуси крупного дроблення поєднують із приймальними пристроями сировини. Для руди, що містить куски розміром більш 400 -- 500 мм, приймальних бункерів великої місткості звичайно не споруджують (великі капітальні витрати). Руду в дробарку завантажують або безпосередньо з вагонів (дробарки ККД-1500/180) і автосамоскидів (дробарки ККД-1200/150), або живильником важкого типу з бункера невеликої місткості (дробарки типів ЩДП і ЩДС).

При виборі способу завантаження крупнокускової руди в дробарки першої стадії дроблення необхідно враховувати, що:

- при використанні бункера і живильника усувається тимчасове перевантаження і недовантаження дробарки і поліпшуються умови її експлуатації. У цьому випадку дроблена руда і підрешітний продукт попереднього грохочення можуть завантажуватися безпосередньо на загальний стрічковий конвеєр;

- при завантаженні дробарки "завалом" з вагона або самоскида дроблену руду і підрешітний продукт попереднього грохочення завантажувати безпосередньо на стрічковий конвеєр не можна, тому що в момент перекидання вагона можливе перевантаження. При використанні цього варіанта завантаження дроблена руда і підрешітний продукт повинні направлятися в невеликий бункер, а з нього живильником вивантажуватися на стрічковий конвеєр. Транспортування крупнокускової руди (до 350 мм) стрічковими конвеєрами з корпуса крупного дроблення при великій продуктивності фабрики викликає швидкий знос стрічок, особливо при твердих абразивних рудах великої густини. Для запобігання зносу стрічки в місцях завантаження руди на конвеєри встановлюють живильники, колосники для підсіву дріб'язку, навішують ланцюги. Щоб уникнути транспортування крупнодробленої руди, іноді сполучають дві стадії дроблення (крупне і середнє) в одному корпусі при приймальних пристроях. У цьому випадку дробарки другої стадії встановлюють безпосередньо під дробарками першої стадії. На багатьох фабриках, які збагачують залізні руди, крупне дроблення здійснюється за два прийоми (первинне дроблення -- у дробарках типу ККД, а додроблення -- у дробарках типу КРД).

Типові схеми компонувальних рішень корпусів крупного дроблення, обладнаних щоковими і конусними дробарками, наведені на рис. 10.11 -- 10.12.

Корпус крупного дроблення, обладнаний щоковими дробарками (рис. 10.11), проектується при здійсненні в корпусі однієї стадії дроблення.

Дробарка завантажується похилим пластинчастим живильником. У корпусі дроблення можуть бути встановлені одна-дві (максимально три) паралельно працюючі дробарки. При дробленні глинистих, погано сипучих і вологих руд, а також руд, що дають при дробленні куски плитоподібної форми, рекомендується у вузлі розвантаження дробарки на конвеєр установлювати спеціальний завантажувальний конус або живильник. При дробленні руд зі значним вмістом дріб'язку і при великій продуктивності фабрики перед щоковою дробаркою доцільне встановлення грохота (рис. 10.11 б).

Корпус крупного дроблення, обладнаний конусними дробарками (рис. 10.12), проектується при здійсненні в корпусі однієї або двох стадій дроблення.

Дробарки ККД-1200/150 і більшого типорозміру завантажуються безпосередньо з транспортних посудин - "завалом", дробарки менших типорозмірів, а також дробарка КРД-700/75 завантажуються живильником з бункера (як щокові).

Схема (рис. 10.12 а) застосовується тільки при використанні конусних дробарок великих типорозмірів, які можуть працювати під "завалом", і переважно при тристадійному дробленні на фабриках великої продуктивності.

Дробарки малих типорозмірів завантажуються живильником, аналогічно схемам (рис. 10.11). Руда в корпус крупного дроблення подається або автосамоскидами, або в залізничних вагонах. Максимальне число секцій (дробарок) -- три. Розвантаження і транспортування дробленого продукту (крупність до 500 мм) здійснюється через бункер і живильник стрічковим конвеєром зі спеціальною зносостійкою стрічкою.

При великому вмісті в руді дріб'язку перед крупним дробленням може бути передбачена операція попереднього грохочення на колосникових грохотах. Це дозволяє вивести основну частину дріб'язку, збільшити продуктивність дробарки, виключити забивання дробарки і підпресовку конуса.

Схема каскадного розташування дробарок (рис. 10.12 б) застосовується переважно при чотиристадійному дробленні твердих кристалічних руд плитоподібної будови на фабриках великої продуктивності. Конусні дробарки першого прийому, як правило, працюють під "завалом", завантаження редукційних дробарок другого прийому -- самопливне, в окремих випадках -- живильником. Максимальне число секцій -- дві.

Корпус крупного і середнього дроблення фабрик малої продуктивності (250 -- 300 т/год) показаний на рис. 10.13. Дробильний цех працює в одну зміну з продуктивністю 40 -- 50 т/год. Руда подається в бункер місткістю близько 70 т, відкіля лотковим живильником завантажується в щокову дробарку першої стадії дроблення. В другій стадії дроблення встановлена конусна дробарка середнього дроблення. Грохочення перед обома стадіями не застосовується.

Звичайно на збагачувальних фабриках навіть при продуктивності (2000 -- 2500 т/год) установлюють по одній конусній дробарці великого типорозміру, що обумовлюється експлуатаційною надійністю дробарок, а також їх високою вартістю і великими капітальними витратами по корпусу крупного дроблення в цілому.

Через великий перепад висоти від головки рейки розвантажувальної колії до стрічкового конвеєра дробленої руди корпус крупного дроблення бажано розміщати на похилій місцевості для зменшення обсягу підземної частини споруди. З цією метою відділення прийому руди і первинного дроблення розміщують на штучному насипі. У зв'язку з великим заглибленням відділення прийому сировини і первинного дроблення (30 м і більше) при виборі місця його розміщення повинен бути виконаний певний обсяг інженерно-геологічних робіт у відношенні ґрунтових умов і підземних вод на площадці.

5. Корпус середнього і дрібного дроблення

Компонування обладнання в цехах середнього і дрібного дроблення залежить від схеми дроблення, продуктивності збагачувальної фабрики, числа дробарок і грохотів в окремих операціях, рельєфу промислової площадки, наявності або відсутності складу (або бункерів) крупнодробленої руди.

Як правило, компонувальні рішення передбачають поєднання відділень середнього і дрібного дроблення з одноярусним розташуванням дробарок. Звичайно при дробленні за три стадії на одну дробарку другої стадії встановлюють не більше двох дробарок третьої стадії. Каскадне розташування дробарок у сучасній практиці застосовується рідко при обґрунтованому виключенні замкненого циклу дроблення, при дробленні з промиванням, при розташуванні середнього і дрібного дроблення безпосередньо при шахті (у цьому випадку крупне дроблення здійснюється під землею) і в інших особливих випадках.

Найчастіше використовують три варіанти компонувальних рішень цехів середнього і дрібного дроблення:

- дробарки групуються в паралельно працюючі аґреґати, у кожному з яких на одну дробарку середнього дроблення припадає одна або дві дробарки дрібного дроблення. Транспортування руди в кожному аґреґаті здійснюється стрічковим конвеєром (1-й варіант);

- дробарки групуються в аналогічні аґреґати, але в цьому випадку дробарки середнього дроблення зв'язані з дробарками дрібного дроблення через розподільні бункери (2-й варіант);

- дробарки також групуються в аґреґати, які працюють паралельно, але руда транспортується жолобами самопливом. Дробарки в цьому випадку розташовуються каскадно (3-й варіант).

На збагачувальних фабриках малої і середньої продуктивності при наявності дозуючого пристрою перед першою стадією дроблення можуть застосовуватися безбункерні варіанти корпусів середнього і дрібного дроблення. На фабриках великої продуктивності, а також при відсутності дозуючого пристрою в корпусі середнього і дрібного дроблення повинні бути передбачені розподільні бункери крупнодробленої руди. Компонувальна схема розташування дробарок відповідає першому варіанту (рис. 10.14).

При компонуванні дробарок за другим варіантом схема виходить більш гнучкою, тому що будь-яка дробарка третьої стадії може працювати з будь-якою дробаркою другої стадії. При розміщенні дробарок середнього і дрібного дроблення в двох будинках, як показано на рис. 10.15, крупнодроблена руда подається рівнобіжними конвеєрами на дробарки середнього дроблення.

Системою конвеєрів середньодроблена руда і підрешітний продукт грохотів подаються в розподільні бункери перед дробарками дрібного дроблення, звідкіля живильниками видаються на грохоти і дробарки дрібного дроблення.

Цей варіант компонувального рішення корпуса середнього і дрібного дроблення компактний, однак робота всіх дробарок дрібного дроблення залежить від конвеєрів, що подають руду в розподільні бункери. Тому для другого варіанта обов'язкове дублювання конвеєрів.

За другим варіантом дробарки можуть бути розміщені і в одному будинку.

Схема компонування з каскадним розташуванням дробарок середнього і дрібного дроблення показана на рис. 10.16.

Крупнодроблена руда надходить в розподільні бункери і лотковими живильниками подається на грохоти. Попереднє грохочення перед дробарками виконується на вібраційних грохотах -- по одному на дробарку. Транспортування руди в корпусі середнього і дрібного дроблення здійснюється самопливом. Загальний перепад висот для обох стадій дроблення від осі барабана конвеєра, що подає руду в бункери, і до осі барабана конвеєра дрібнодробленої руди становить близько 20 м.

Незалежно від варіанта компонування корпуси середнього і дрібного дроблення складаються з двох частин: бункерної і дробильної. За взаємним розташуванням цих частин розрізняють два типи корпуса: зблокований з однобічним або двостороннім розташуванням бункерів у верхній частині будівлі і деблокований з розміщенням ємностей в окремій споруді (наземний склад, силосні бункери), з'єднаній з корпусом дроблення транспортними галереями.

5. Головні корпуси збагачувальних фабрик

Головні корпуси збагачувальних фабрик, як правило, включають бункерний проліт, відділення подрібнення і збагачення (для розміщення флотаційного, магнітного, гравітаційного обладнання). На фабриках малої і середньої продуктивності в головному корпусі розміщають також відділення зневоднення (згущення і фільтрування), а іноді і відділення сушки концентратів. Часто в головному корпусі розміщають реаґентне господарство, насосні станції, ремонтно-механічні майстерні, трансформаторні підстанції, побутові і конторські приміщення. Блокування в одному будинку виробничих відділень, допоміжних і підсобних служб при дотриманні всіх санітарно-гігієнічних, протипожежних і інших норм та правил вважається доцільним.

Відділення подрібнення

Залежно від схеми подрібнення, типу і числа млинів у секції (стержневі, кульові, рудно-галькові, рудного самоподрібнення), класифікаційного обладнання, грохотів і (в окремих випадках) дробарок, необхідної площі для розміщення збагачувальних апаратів (флотаційних машин, сепараторів і т.п.), а також рельєфу і ґрунтових умов площадки будівництва фабрики може застосовуватися однорядне або дворядне компонування з поперечним, подовжнім або змішаним розташуванням млинів.

Відділення подрібнення, як правило, компонують в одному прольоті шириною 12--36 м, обладнаним мостовим краном вантажопідйомністю 30--50 т. Оптимальне компонувальне рішення секцій подрібнення і усього відділення подрібнення в цілому приймається на основі техніко-економічного порівняння конкуруючих варіантів.

На рис. 10.17 показано схеми однорядного компонування млинів у секціях при одностадійному подрібненні.

При одностадійному подрібненні осі млинів перпендикулярні осі бункера дрібнодробленої руди. Млини працюють у замкненому циклі або зі спіральними класифікаторами (рис. 10.17 а), або з гідроциклонами (рис. 10.17 б). На розвантажувальній горловині млинів передбачені бутари для вловлювання скрапу куль і найбільш крупних класів руди. Переваги компонувальних рішень з однорядним розташуванням млинів при одностадійному подрібненні полягають у їхній простоті, невеликій ширині прольоту подрібнення, зручності обслуговування і ремонту. Однак перевагу варто віддати схемі з застосуванням гідроциклонів, тому що класифікатори громіздкі і займають багато місця в прольоті подрібнення. Схеми зі спіральними класифікаторами сьогодні застосовуються рідко і тільки на фабриках малої й середньої продуктивності. На збагачувальних фабриках великої продуктивності застосовуються тільки схеми з гідроциклонами.

Схема однорядного компонування млинів у секціях при двостадійному подрібненні показана на рис. 10.18.

Як і в попередніх схемах однорядного компонування, у розглянутій схемі осі млинів також перпендикулярні осі розподільного бункера дрібнодробленої руди.

При двостадійному подрібненні звичайно в першій стадії застосовується стержневий млин, який працює у відкритому циклі, а в другій стадії -- один або два кульових млини, які працюють у замкненому циклі з гідроциклонами. При подрібненні твердих руд у розвантаженні стержневого млина може виявитися багато крупних класів, у цьому випадку класифікація виконується за два прийоми: на дугових ситах і далі у гідроциклонах.

При двостадійному подрібненні може виявитися раціональним дворядне розташування млинів (рис. 10.19).

У першій схемі (рис. 10.19 а) на один стержневий млин першої стадії встановлюють два млини другої стадії. При цьому вісь стержневого млина паралельна осі розподільних бункерів, а осі кульових -- перпендикулярні. Схеми застосовуються на багатосекційних збагачувальних фабриках. Перевага цієї схеми -- компактність.

Друга схема (рис. 10.19 б) аналогічна попередній, але в цьому випадку осі всіх млинів перпендикулярні осі розподільного бункера. Недолік схеми -- великі вільні площі по обидва боки стержневого млина.

У третій схемі (рис. 10.19 в) використане Т-подібне компонування млинів: вісь стержневого млина перпендикулярна осі розподільних бункерів, а осі кульових -- паралельні. Розвантаження всіх млинів повернено до центра вузла для зручності збору матеріалу в зумпф насоса і подачі його в гідроциклон. Для збагачувальних фабрик з однією секцією подрібнення Т-подібне компонування визнане найбільш доцільним.

Проектно-компонувальні рішення відділень подрібнення з млинами типу "Каскад" включають вузли класифікації, грохочення, дроблення і, при необхідності, виділення гальки. Відділення подрібнення з млинами типу "Каскад" при одностадійній схемі подрібнення компонують за однорядною поперечною схемою. При двостадійній схемі з подрібненням розвантаження млинів першої стадії в кульових млинах (або рудно-галькових) можливо змішане дворядне розташування аґреґатів. Найбільш розповсюджений варіант компонування -- однорядне розташування млинів обох стадій подрібнення в одному прольоті (рис.10.20).

Млини самоподрібнення завантажуються крупнодробленою рудою зі складу. Виключення з головного корпуса бункерів дрібнодробленої руди і створення єдиного запасу руди в складі приводить до істотного зниження капітальних витрат на будівництво. Матеріал, що розвантажується з млина, звичайно піддається грохоченню для виділення кусків крупніших 10 мм. При необхідності з нього виділяється крупна галька, яка використається як молольне середовище при рудно-гальковому подрібненні.

Підрешітний продукт грохочення насосами подається на двоступінчасту класифікацію в гідроциклонах або на дугових ситах і в гідроциклонах. Надрешітний продукт грохочення дробиться в конусній дробарці і повертається в млин.

Відділення флотації

У відділенні флотації, крім флотаційних машин, розміщують насоси, контактні чани, реаґентні живильники, повітродувки (при застосуванні пневматичних або пневмомеханічних флотаційних машин). Найбільша площа у відділенні флотації потрібна для розміщення флотаційних машин, тому в першу чергу вони повинні бути встановлені компактно, але з урахуванням зручності їхнього обслуговування і ремонту.

При проектуванні відділення флотації необхідно прагнути до мінімізації числа перекачувань і їхнього об'єму, а також до скорочення висоти підйому і відстаней перекачувань продуктів.

Число секцій флотації звичайно відповідає числу секцій подрібнення. Кожна секція може складатися з декількох підсекцій. Число секцій флотації може і не залежати від числа секцій подрібнення (при об'єднанні потоків пульпи декількох або всіх секцій подрібнення і направлення матеріалу на укрупнену секцію флотації).

Компонування секцій флотації за числом секцій подрібнення (створення єдиних секцій подрібнення-флотація) має переваги у відношенні довжин і висот перекачувань або самопливних трас пульпи з подрібнення на флотацію, а також посекційного регулювання і контролю процесу. Такий варіант компонування рекомендується для поліметалічних руд при наявності декількох сортів руд і похилого рельєфу площадки, що забезпечує самоплив пульпи на флотацію (рис.10.21а).

Укрупнення флотаційних секцій, тобто об'єднання потоків декількох (або усіх) секцій подрібнення в один потік для переробки на укрупнених флотаційних секціях (гранично на одній секції), має такі переваги: усереднення пульпи перед флотацією, спрощення подачі реаґентів і регулювання реаґентного режиму, краще використання фронту флотаційних машин при виконанні ремонтних робіт і непланових зупинок окремих машин. Таке компонування рекомендується для монометалічних руд, при переробці стабільного сорту руди, при слабопохилих площадках і необхідності введення перекачування пульпи з подрібнення на флотацію (рис. 10.21 б).

Поперечне (рис. 10.21 а, б) або подовжнє (рис.10.21 в) розташування флотаційних машин у прольоті вибирається головним чином залежно від співвідношення фронту (довжини) секцій подрібнення і флотації.

Поперечне розташування флотаційних машин (паралельно осі бункера дрібнодробленої руди) можливе при крутому, похилому і горизонтальному рельєфі промислової площадки, на якій розташоване відділення флотації. Подовжнє розташування флотаційних машин (перпендикулярно осі бункера дрібнодробленої руди) рекомендується приймати при слабопохилих і горизонтальних площадках.

Бажано, щоб довжина секції флотації в напрямку, паралельному осі бункера дрібнодробленої руди, дорівнювала довжині секції подрібнення, а довжина кожної флотаційної машини в ряді була однаковою (рис. 10.22 а). Якщо ж біля торця флотаційної машини необхідно встановити контактний чан, то для кращого використання виробничої площі доцільніше мати різне число камер в окремих машинах (рис. 10.22 б).

На більшості збагачувальних фабрик відділення подрібнення і флотації компонують за уступчасто-одноповерховою схемою. При крутому рельєфі промислової площадки флотаційні машини розташовують на двох поверхах. Насоси встановлюють концентровано на нижніх уступах, а також у траншеях верхніх уступів. Для зменшення числа насосів потрібно підсмоктувати промпродукти імпелером механічних флотаційних машин. Надійне підсмоктування забезпечується на відстані 4 - 6 камер. Умови підсмоктування можуть бути поліпшені, якщо робочу зону імпелера ізолювати від доступу повітря. При компонуванні складних схем флотації з багатьма перекачуваннями пульпи і при застосуванні пневмомеханічних флотаційних машин для піднімання пульпи замість піскових насосів використовують пульпопідйомники -- переобладнані камери механічних флотаційних машин. Пульпопідйомник дозволяє підняти пульпу на висоту до 6 м залежно від числа оборотів імпелера. У порівнянні з пісковими насосами пульпопідйомники характеризуються меншою витратою електроенергії і великим терміном служби.

На рис. 10.23 показано компонувальне рішення головного корпуса флотаційної збагачувальної фабрики.

Відділення магнітного збагачення

При проектуванні магнітозбагачувальних фабрик із сухою магнітною сепарацією залізних руд часто застосовується багатоповерхова схема розміщення обладнання, близька до вертикальної (рис.10.24).

У верхньому поверсі фабрики розташовується бункер дробленої руди з живильниками, що подають руду на попереднє грохочення перед магнітною сепарацією. На середніх поверхах будівлі фабрики розміщені грохоти і магнітні сепаратори, у нижніх - установлені конвеєри для транспортування продуктів збагачення.

На магнітозбагачувальних фабриках для тонковкраплених магнетитових руд, що вимагають тонкого подрібнення і мокрої магнітної сепарації, відділення подрібнення і магнітної сепарації компонуються аналогічно головним корпусам флотаційних фабрик.

Число секцій магнітної сепарації має дорівнювати числу секцій подрібнення. Компонування магнітних сепараторів може бути подовжнім, поперечним і змішаним. При розміщенні магнітних сепараторів на зливі млинів першої стадії сепаратори компонують на вільних площах безпосередньо біля млинів. У цьому випадку магнітні сепаратори (сепаратори першого прийому) розташовують в одному прольоті зі стержневими і кульовими млинами і гідроциклонами. При необхідності в бункерному прольоті встановлюють магнітні сепаратори сухого збагачення. Концентрати і промпродукти сухої сепарації після подрібнення надходять на збагачення, а відходи направляють у відвал. У відділенні збагачення розміщують класифікаційне обладнання (гідроциклони або гідросепаратори), застосовуване для знешламлювання або ущільнення продуктів збагачення, а також магнітні сепаратори другого і наступного прийомів. Компонування обладнання у відділенні збагачення можливі за двома схемами -- багатоповерховою і ступінчасто-одноповерховою. Найбільш раціональна ступінчасто-одноповерхова схема, яка дозволяє виключити високонапірні перекачування пульпи і створити машинний зал, що обслуговується одним мостовим краном. У зв'язку з великим виходом концентрату на магнітозбагачувальних фабриках установлюють багато вакуум-фільтрів, які розміщують або в прольоті збагачення, або в сусідньому з ним прольоті по всій довжині фабрики. Склад вологого концентрату проектується окремим будинком, пов'язаним з корпусом збагачення.

Вуглезбагачувальні і гравітаційні фабрики

Основними об'єктами вуглезбагачувальної фабрики, що визначають їх загальне компонувальне рішення, є: вуглеприймальні пристрої, дозувально-акумулюючі бункери, головний і сушильний корпуси, споруди для обробки шламових вод і відходів флотації (рис. 10.26).

У головних корпусах розміщується обладнання для підготовчого грохочення і знешламлювання, збагачення вугілля (у мінеральних суспензіях, відсадкою, флотацією), зневоднення продуктів збагачення, тобто тут здійснюються основні процеси, які забезпечують одержання з вихідного вугілля товарної продукції. Компонувальні рішення головних корпусів вуглезбагачувальних фабрик дуже різноманітні, вони приймаються головним чином залежно від збагачуваності вугілля і місцевих умов.

Для проектованих фабрик передбачають для збагачення крупних класів -- важкосередовищну сепарацію, для збагачення дрібних класів -- відсадку або збагачення в важкосередовищних циклонах, для збагачення шламів -- флотацію. Відповідно до норм технологічного проектування рекомендується:

- важкосередовищну сепарацію використовувати для збагачення крупних класів вугілля дуже важкої, важкої і середньої категорії збагачуваності, антрацитів усіх категорій збагачуваності при вмісті класу + 13 мм у гірничій масі більше 20 %, а також для вугілля легкої категорії збагачуваності при вмісті породних фракцій понад 30 %;

- відсадку застосовувати для збагачення дрібних класів вугілля і антрацитів легкої і середньої збагачуваності. Допускається застосування відсадки для збагачення дрібних класів вугілля і антрацитів важкої збагачуваності, а також для збагачення крупних класів вугілля легкої збагачуваності при вмісті породних фракцій менше 30 %. Для вугілля, що добувається гідроспособом, а також вугілля легкої збагачуваності з вмістом класу +13 мм менш 20 % необхідно застосовувати ширококласифіковану відсадку;

- важкосередовищні гідроциклони використовувати для збагачення дрібних класів коксівного вугілля і антрацитів дуже важкої і важкої збагачуваності, а при підвищених вимогах до якості концентрату -- середньої збагачуваності. Допускається застосовувати важкосередовищні гідроциклони для перезбагачення промпродукту і грубозернистого шламу;

- флотацію використовувати для збагачення шламів.

Типова схема компонування головного корпуса вуглезбагачувальної фабрики наведена на рис. 10.27.

Основне технологічне обладнання розміщується на верхніх поверхах головного корпуса зального, павільйонного або антресольно-павільйонного типу. Класифікаційні грохоти встановлюють перед важкосередовищним сепаратором з подачею класифікованого вугілля безпосередньо в сепаратор. Грохоти для відділення суспензії і зневоднення продуктів сепарації розташовуються на одному перекритті з сепаратором або з невеликим перепадом висоти.

Підрешітний класифікаційних грохотів для обезшламлювання самопливом направляється в конічні грохоти, установлені перед відсаджувальними машинами.

Для зневоднення продуктів відсадки застосовують:

- для крупного концентрату -- інерційні грохоти;

- для дрібного концентрату -- зумпфи або конічні грохоти для первинного зневоднення; інерційні грохоти і фільтруючі або шнекові (при породах, що схильні до розмокання) центрифуги для вторинного зневоднення;

- для крупного промпродукту -- елеватори;

- для дрібного промпродукту -- елеватори і для вторинного зневоднення фільтруючі або шнекові (при породах, що розмокаються) центрифуги;

- для відходів -- елеватори; допускається дрібні відходи з великою кількістю дріб'язку і нерозмоклих частинок додатково зневоднювати на інерційних грохотах.

Відділення флотації і фільтрування розміщують у головному корпусі фабрики з урахуванням переваги самопливного транспорту пульпи при швидкостях, що виключають випадання з них твердого осаду. Апарати кондиціонування пульпи встановлюють на 3 -- 4 м вище флотаційних машин. Вакуум-фільтри компонують групами і встановлюють нижче флотаційних машин, але можлива і напірна подача флотаційного концентрату на вакуум-фільтри. Обладнання для обробки відходів флотації (циліндроконічні згущувачі, фільтр-преси) можуть розташовуватися в головному корпусі або в окремій будівлі. Передбачається самопливна подача згущених відходів флотації зі згущувачів у збірники живлення фільтр-пресів, встановлювані в безпосередній близькості від згущувачів.

Процеси з великим пило- і газоутворенням (вуглеприйом, сушіння) розміщаються в ізольованих приміщеннях.

Глибина збагачення вугілля приймається 0 мм.

Легкозбагачуване коксівне вугілля, а також енергетичне вугілля всіх категорій збагачуваності, перероблюється за схемами, які передбачають поділ на два продукти (концентрат і відходи). При збагаченні важкозбагачуваного коксівного вугілля можливе використання схем із дробленням і перезбагаченням промпродукту (якщо це доцільно). Для дуже важкозбагачуваного або особливо цінного вугілля можна застосовувати схему, яка включає дроблення вихідного матеріалу до 30 -- 40 мм і збагачення класу +0,5 мм у важкосередовищних циклонах, шламів -- флотацією. При збагаченні вугілля, що добувається гідравлічним способом, клас +0,5 мм збагачують некласифікованою відсадкою, шлами -- флотацією.

Гравітаційні збагачувальні фабрики, тобто фабрики, які застосовують гравітаційні процеси для збагачення кускового і зернистого матеріалу, компонуються з використанням самопливного транспорту основного потоку матеріалу (рис. 10.28). Тому при горизонтальній або слабопохилій площадці застосовують багатоповерхову компонувальну схему, на крутому схилі - ступінчасто-поверхову.

Звичайно грубозернисті фракції збагачуються відсадкою, дрібні - на концентраційних столах, шлами -- на шлюзах.

Відділення згущення, фільтрування і сушіння

Вибір компонувального рішення відділення згущення в значній мірі залежить від продуктивності фабрики і, отже, від діаметра і числа намічуваних до встановлення згущувачів. Згущувачі діаметром, який перевищує 12 м, у районах з температурами не нижче -- 20^о рекомендується встановлювати без будинків і наметів з утепленням тільки зливного жолоба і укриттям насосної установки. При відкритому спорудженні згущувача його розміщують у безпосередній близькості до головного корпуса або корпуса фільтрування (залежно від довжини перекачування продуктів), рельєфу місцевості, геологічних та інших умов генерального плану фабрики. Корпуси згущення проектують самостійними лише при великому числі згущувачів, при застосуванні згущувачів діаметром більш 30 м та ін. Згущувачі для промпродуктів, як правило, розміщують у корпусі збагачення для скорочення довжини трубопроводів. Згущувачі малих розмірів розвантажують діафрагмовими насосами, далі згущений продукт при необхідності перекачують відцентровими пісковими насосами. Згущувачі великих розмірів розвантажують відцентровими насосами.

На рудних збагачувальних фабриках фільтрувальне і сушильне відділення звичайно розташовують в одному приміщенні, тому що зневоднені на фільтрах концентрати важко транспортувати стрічковими конвеєрами на великі відстані. На вуглезбагачувальних фабриках відділення фільтрування розміщують у головному корпусі, а відділення сушіння -- в окремому приміщення. На рис. 10.29 показана схема компонування сушильного відділення вуглезбагачувальної фабрики, обладнаного трубою-сушаркою і призначеного для сушіння продуктів крупністю до 13 мм.

На збагачувальних фабриках малої продуктивності або великих фабриках, але з малим виходом концентратів, обладнання для згущення, фільтрування, сушіння і складування зневоднених концентратів розміщують у головному корпусі. У цьому випадку склади розміщують у прольотах, суміжних з відділенням фільтрування і сушіння.

Для фабрик з великим виходом концентратів, які підлягають сушінню, вакуум-фільтри і сушарки із санітарно-гігієнічних міркувань розміщують в окремому корпусі фільтрування і сушіння, що може блокуватися зі складом сушеного концентрату і відділенням згущення (рис. 10.30).

Склади для концентратів проектують закритими, відокремленими для кожного типу концентратів.

Максимальна місткість складів для концентратів, що відправляються залізничним транспортом, має дорівнювати п'ятидобовій продуктивності по концентрату для фабрик великої виробничої потужності, для фабрик середньої потужності -- десятидобовій продуктивності по концентрату і для фабрик малої потужності -- п'ятнадцятидобовій продуктивності по концентрату.

Режим роботи концентратного складу приймають за режимом роботи відділення фільтрування і сушіння.

10.8 Особливі випадки компонування

Розміщення обладнання в підземних гірничих виробках

Після відпрацьовування родовища або його частини підземні гірничі виробки можуть бути використані для розміщення в них обладнання збагачувальної фабрики. У цьому випадку різко скорочуються витрати на будівельно-монтажні роботи, зводяться до мінімуму вартість ремонту приміщень і витрати на опалення.

На таких збагачувальних фабриках компонувальними рішеннями передбачається:

- максимальне використання рудоспусків для самопливного транспорту корисної копалини і продуктів її переробки,

- розміщення обладнання (дробарок, млинів, відсаджувальних і флотаційних машин і ін.) у самостійних камерах, з'єднаних горизонтальними і похилими виробками, що використовуються для технологічних та інженерних комунікацій.

Розміщення обладнання на відкритих площадках

На відкритих площадках проектують:

- приймальні бункери в корпусах крупного дроблення при завантаженні корисної копалини в дробарки пластинчастим живильником з укриттям верхньої частини бункера навісом;

- при зимових температурах не нижче --20 ^оС - згущувачі діаметром понад 12 м з утепленням зливного жолоба і укриттям насосної установки в опалювальному приміщенні, а згущувачі діаметром більш 30 м з виконанням вітрозахисних заходів, за винятком випадків розташування фабрики в місцевостях з особливо несприятливими метеорологічними умовами (сніжні замети, сильні і тривалі вітри, пильні бурі);

- при зимових температурах не нижче --16 ^оС -- сушильні барабани довжиною не менше 30 м з укриттям завантажувального і розвантажувального кінців барабана.

Розміщення обладнання в неопалюваних будівлях

У неопалюваних будівлях з полегшеними обгороджуючими конструкціями проектують:

- при зимових температурах не нижче --30 ^оС -- шатра корпусів крупного дроблення, обладнаних конусними дробарками розміром не менше 1500 мм;

- при зимових температурах не нижче --16 ^оС -- склади слабозмерзаючих і сипучих матеріалів; галереї стрічкових конвеєрів для продуктів сухого дроблення; корпуси крупного, середнього і дрібного дроблення матеріалів, які не потребують інтенсивного гідрознепилювання.

10.9 Нестаціонарні збагачувальні фабрики

У практиці переробки корисних копалин, крім стаціонарних збагачувальних фабрик, розрахованих на тривалий термін експлуатації, використовують також збагачувальні установки різного типу, які монтують на порівняно короткий термін -- від 1 до 10 років. Ці установки призначені для проведення розвідувально-експлуатаційних робіт, досліджень по відпрацьовуванню технологічних схем збагачення, експлуатації невеликих за запасами родовищ, повторної переробки старих відвалів.

Існують нестаціонарні збагачувальні фабрики двох типів -- збірно-розбірні і пересувні.

Збірно-розбірні збагачувальні фабрики

Збірно-розбірні збагачувальні фабрики ( які називаються також інвентарними) монтуються в будинках з легких типових конструкцій, що збираються на болтових з'єднаннях. Технологічні схеми цих фабрик представлені в трохи скороченому обсязі, що дозволяє одержати або кінцеві концентрати, або промпродукти з наступним їх доведенням на централізованих підприємствах.

Апаратурне оформлення схеми складається із серійного обладнання в модульному виконанні, що дозволяє здійснити оперативний монтаж і демонтаж, змінюючи тим самим технологію відповідно до властивостей корисної копалини. Такі фабрики можуть працювати цілорічно в суворих кліматичних умовах з використанням вахтового методу роботи обслуговуючого персоналу.

Розроблено проект збірно-розбірної збагачувальної фабрики продуктивністю 400 т/доб. Технологією збагачення передбачається:

- максимальна крупність сировини, що надходить на дроблення, -- 300 мм;

- дроблення до 12 мм здійснюється за дві стадії з контрольним грохочення м;

- подрібнення до 75 -- 80 % класу --0,074 мм виконується за дві стадії у кульових млинах із решітками, які працюють у замкненому циклі з діафрагмовими відсаджувальними машинами та класифікаторами;

- збагачення грубоподрібнених продуктів здійснюється у відсаджувальних машинах з наступним перечищенням їхніх концентратів на однодечних концентраційних столах;

- збагачення тонкоподрібнених відходів гравітації здійснюється в механічних флотаційних машинах (основна і контрольна флотація -- 30 хв. з двома перечищеннями по 5 хв.);

- згущення, фільтрування і сушіння флотаційного концентрату здійснюється в радіальному згущувачі, барабанному вакуум-фільтрі і сушильному барабані;

- згущення відходів здійснюється в згущувачах;

- гідротранспорт і складування згущених відходів здійснюється без повернення проясненої води на фабрику;

- реаґентне господарство включає операції приймання і зберігання реаґентів на складах, що знаходяться в ізольованому опалювальному приміщенні. У цьому ж приміщенні встановлюється достатня кількість контактних чанів, звідкіля розчини насосами подаються до реаґентних живильників. Місткість чанів повинна дозволяти приготування реаґентів за одну зміну на 24 години роботи фабрики.

Проектний режим роботи фабрики прийнятий: 250 робочих днів у році, п'ятиденний робочий тиждень, дробильне відділення працює 2 зміни на добу по 7 годин, інші відділення -- 3 зміни по 8 годин.

Пересувні фабрики

Сьогодні деякі дрібні родовища золотих, вольфрамових, олов'яних, молібденових і інших дефіцитних руд, які містять понад 1 % металів, хоча і мають потенційну цінність, але не можуть бути використані внаслідок нерентабельності їхнього освоєння традиційними способами.

Створення пересувних збагачувальних фабрик (які називаються також мобільними і караванними) із сезонним режимом роботи дозволяє освоїти в найкоротший термін одночасно декілька невеликих, але багатих родовищ і одержати концентрати з великим виходом. Використання сезонного режиму роботи дозволяє освоювати родовища будь-якого кліматичного району, а також полегшує набір невеликого штату робітників для експлуатації пересувних фабрик за принципом вахтових змін.

Розроблено проекти пересувних збагачувальних фабрик продуктивністю 100, 200 і 400 т/доб.

Пересувні фабрики являють собою комплектні секції, що набираються з необхідного числа пересувних платформ і переносних рам із установленим на них відповідним технологічним та допоміжним обладнанням під задану продуктивність і прийняту технологію переробки корисної копалини. Із секцій можна комплектувати пересувні фабрики флотаційного, гравітаційного, а також змішаного типів.

Фабрики призначаються для переробки тільки неглинистих руд.

Для переробки глинистих руд необхідно розробити промивні машини невеликих габаритів і необхідної продуктивності.

Приймальні бункери руди крупністю до 200--350 мм (залежно від продуктивності фабрики) і дробленої руди крупністю 8 -- 18 мм виготовляються з листової сталі і встановлюються на рамах. У такий же спосіб конструюються пульпоподілювачі, баки технічної води та інше дрібне допоміжне і нестандартне обладнання.

Дроблення руди від 200 (350) до 8 (18) мм виконується за дві стадії у замкненому циклі з контрольним грохоченням. Дробильні установки на пересувних платформах комплектуються грохотом, щоковою і конусною дробарками, що видають свої продукти на один конвеєр.

Платформи з подрібнювальними установками, які готують продукт для флотації, комплектуються стержневими млинами, які працюють у замкненому циклі з гідроциклонами.

Платформи з подрібнювальними установками, що готують продукт для гравітаційних процесів, комплектуються такими ж млинами, які також працюють у замкненому циклі, але не з гідроциклонами, а з плоскоколивними грохотами спеціальної конструкції. Надрешітний продукт грохота повертається в млин на повторне подрібнення.

Платформи з флотаційними установками обладнуються механічними флотомашинами, які дозволяють виконати обв'язку пульповодів таким чином, щоб забезпечити проведення у флотаційній машині основної і перечисних операцій з одержанням багатого чорнового концентрату без застосування насосів. Це рішення спрощує схему флотації і максимально стабілізує процес.

Як збагачувальні апарати для гравітаційного збагачення передбачається використовувати концентраційні тридечні столи СКО-22 як найбільш доступні для контролю і прості в обслуговуванні. Встановлення їх також передбачається на платформах.

Діафрагмові відсаджувальні машини монтують попарно на рамах, при цьому одна з машин -- робоча, а друга -- резервна.

Класифікатори для зневоднення продуктів збагачення і інших цілей установлюються на рамі з механізмом регулювання кута нахилу ванни.

Для зневоднення продуктів згущення застосовують фільтрувальні установки, які комплектуються барабанними вакуум-фільтрами з зовнішньою фільтруючою поверхнею, ресиверами зі зворотними клапанами на випуску фільтрату, фільтратними насосами, водокільцевими вакуум-насосами і повітродувками.

Сушильні установки проектуються на переносних рамах зі змонтованими на них електропечами або печами на рідкому паливі.

Питання складування відходів і повернення в процес проясненої оборотної води зважуються при прив'язках фабрик до конкретних умов.

Електропостачання пересувних фабрик передбачається від власних автоматизованих електростанцій, що виготовляються серійно, типу АС-500 БАМ, напругою 400 В і номінальною потужністю 500 кВт.

10.10 Автоматичний контроль і регулювання технологічних процесів

Контроль і регулювання технологічних процесів на збагачувальних фабриках здійснюються підсистемою централізованого контролю і регулювання технологічних процесів, що є частиною АСУТП (автоматизованої системи управління технологічними процесами). АСУТП проектується на одну або дві стадії: на одну стадію -- для фабрик з нескладним технологічним режимом; на дві стадії -- для великих фабрик зі складним режимом, а також при застосуванні істотно нових засобів автоматизації. До складу технічного проекту входять структурні схеми контролю, функціональні схеми автоматизації, плани розташування засобів автоматизації, заявочні відомості на електроапаратуру, щити і пульти керування та ін.

Технологічні процеси контролюються виміром різних прямих або непрямих параметрів, що характеризують стан і протікання керованих процесів. Вимоги до систем автоматичного контролю, керування і АСУТП наведені в табл. 10.1.

Таблиця 10.1 -- Вимоги до систем автоматичного контролю, керування і АСУТП

Закінчення табл. 10.1

10.11 Нахили жолобів для самопливного транспорту

Однією з умов нормальної роботи збагачувальної фабрики є забезпечення правильного значення нахилів жолобів, труб, лотків і інших елементів самопливного транспорту. Оптимальні нахили залежать від багатьох факторів -- густини матеріалу, розміру і форми кусків сухих продуктів, а для пульп -- головним чином від крупності часток і розрідженості. Недостатні нахили приводять до забивання жолобів, замулювання труб і лотків, що викликає необхідність їх частого очищення або створення додаткових заходів, що сприяють прискоренню руху матеріалу, -- вібрацій, шурування, подачі додаткової води. Занадто великі нахили жолобів при транспортуванні кускових абразивних матеріалів сприяють підвищенню рівня шуму і швидкому зносу футеровки, а при транспортуванні м'яких руд і вугілля -- збільшенню переподрібнення і пилоутворення. Зайве збільшення похилів при транспортуванні пульп приводить до швидкого зносу труб абразивним матеріалом і ошламлювання м'яких матеріалів.

За практичними даними, мінімальні нахили жолобів і труб залежно від крупності і вологовмісту продуктів, що транспортуються, можуть змінюватися в широких межах:

- для сухих продуктів дроблення і грохочення крупністю від 0 до 350 мм нахили варто приймати в межах 35 -- 45^о;

- для вологих і продуктів, які утримують глину, похили повинні бути збільшені до 60 --65^о, а для кеку фільтрів -- до 75 --80^о;

- для обводнених продуктів подрібнення, класифікації, магнітної сепарації нахили складають 3 -- 10^о, продуктів гравітаційного збагачення -- 6 -- 15^о, продуктів флотації -- 2 -- 6^о.

Для транспортування пульп, що містять тверде у вигляді суспензії, вибирають жолоб з напівкруглим днищем, що забезпечує найменші втрати швидкості пульпи за рахунок тертя. Жолоби прямокутного перетину доцільно використовувати для пульп, що містять більш крупну фракцію, частки якої пересуваються перекочуванням або ковзанням по дну. Висота жолоба повинна бути не менше його потрійної ширини (для запобігання розбризкуванню). Нахил жолоба може бути визначено за графіком (рис. 10.31).

10.12 Допоміжні служби збагачувальних фабрик

Реаґентне відділення

Виходячи з номенклатури застосовуваних реаґентів, у реаґентном відділенні передбачають приміщення для їхнього зберігання і готування.

До складу реаґентного господарства збагачувальної фабрики входять: склади сухих і рідких реаґентів та масел; реаґентне відділення, призначене для готування розчинів реаґентів необхідної концентрації; дозувальна площадка, обладнана видатковими бачками і живильниками реаґентів і розташовувана поблизу флотаційного відділення.

Для зберігання сухих реаґентів застосовують склади закритого типу. Вантажно-розвантажувальні роботи і транспортування усередині складу здійснюються автонавантажувачами і мостовими кранами. Запас реаґентів на складі залежно від витрати і умов постачання становить від одномісячної до тримісячної потреби фабрики в них. Для рідких реаґентів, що надходять на фабрику в цистернах (крезол, флотаційні масла, аерофлоти, кислоти та ін.), влаштовують пункти зливу цистерн і склади у вигляді резервуарів за типом складів нафтопродуктів.

При проектуванні реаґентного відділення керуються такими положеннями:

- для скорочення числа робітників готування реаґентів організується в одну зміну;

- при однозмінному готуванні реаґентів місткість чана для готових розчинів повинна бути не менш добової потреби в них;

- для кожного реаґенту необхідно мінімум два чани -- один, обладнаний мішалкою, для розчинення реаґентів, другий -- видатковий для готового розчину;

- з отруйними і горючими реаґентами дозволяється працювати тільки в ізольованому приміщенні з дотриманням спеціальних правил безпеки і правил протипожежної безпеки.

Розчини реаґентів на дозувальну площадку перекачуються відцентровими пісковими або кислототривкими насосами. На дозувальній площадці розміщуються видаткові бачки невеликої місткості, які служать для автоматичного наповнення живильників реагентів. Дозувальна площадка звичайно знаходиться в головному корпусі фабрики між відділеннями подрібнення і флотації. Від реаґентних живильників до точок подачі реаґентів прокладається мережа трубок малого діаметра, бажано пластмасових.

Для розподілу по точках завантаження вапняного молока, масляних емульсій і інших розчинів реаґентів, що витрачаються у великих кількостях, їх перекачують по кільцевих трубопроводах з поверненням надлишку розчину у вихідну ємність. При цьому розчин циркулює в обсягах, які у 8 -- 10 разів перевищують дійсну витрату.

На фабриках середньої і малої продуктивності реаґентне відділення розташовують у прибудові, зв'язаній з бункерами головного корпуса, на фабриках великої продуктивності -- в окремому приміщенні.

Ремонтно-механічна служба

Технологічний процес на збагачувальних фабриках залежить від нормальної роботи всього технологічного і допоміжного обладнання. Підтримка стійкої безупинної роботи обладнання є головним завданням ремонтно-механічної служби фабрики.

У складі фабрики передбачаються ремонтно-механічні майстерні загального і спеціального призначення, а в корпусах -- ремонтно-монтажні площадки і пункти, що обслуговуються підйомно-транспортними механізмами. Фабрична механічна майстерня призначена для виконання ремонтів обладнання, виготовлення запасних частин, реставрації старих деталей і ремонту окремих вузлів та змінного обладнання. Організація ремонтної служби фабрики багато в чому залежить від специфічних місцевих умов, обсягів виробництва, наявності ремонтної бази на підприємстві і т.п. Найбільш прогресивна форма організації ремонтної служби -- централізована, при якій усі капітальні і крупні поточні ремонти виконуються силами централізованих спеціалізованих організацій, а поточних -- силами ремонтних підрозділів підприємства.

На збагачувальних фабриках застосовують такі види ремонту: індивідуальний, змінно-вузловий, машинно-змінний, секційний і регламентований. Використання якого-небудь методу ремонту залежить від часу, необхідного на монтаж і демонтаж вузлів або обладнання в цілому. Перевага віддається методу, що забезпечує мінімальний простій обладнання при ремонті.

При індивідуальному методі ремонту усі вузли обладнання ремонтуються безпосередньо на місці встановлення агрегатів. Цим методом ремонтують великі млини самоподрібнення і кульові.

При змінно-вузловому методі ремонту зношені вузли заміняють на заздалегідь відремонтовані, при цьому агрегат цілком не демонтують. Змінно-вузловим методом ремонтують щокові і конусні дробарки всіх типорозмірів, пластинчасті і вібраційні живильники, стрічкові конвеєри, флотаційні і відсаджувальні машини, магнітні і важкосередовищні сепаратори, класифікатори, згущувачі, контактні чани, вакуум-фільтри, сушильні барабани.

При машинно-змінному методі ремонту агрегат демонтують повністю і на його місце встановлюють відремонтований. Машинно-змінним методом ремонтують насоси, гідроциклони, грохоти, щелепні затвори.

Секційний метод ремонту застосовується в основному на флотаційних збагачувальних фабриках. При цьому методі одночасно ремонтують усе технологічне обладнання секції, починаючи від живильників і конвеєрів дрібнодробленої руди і кінчаючи флотомашинами.

Блоки флотаційних машин замінюють за типом регламентованого ремонту, при якому всі або певну частину блоків замінюють відповідно до графіка незалежно від їхнього технічного стану.

Включення в проект того або іншого методу ремонту залежить від числа апаратів, терміну служби вузлів, часу їхньої заміни і схеми фабрики. Прийнятий у проекті метод ремонту в значній мірі визначає організацію ремонтної служби і вибір вантажопідйомних засобів. Вибір вантажопідйомних засобів здійснюється з урахуванням маси і габаритів вузлів і складових одиниць, а також прийнятого методу ремонту (табл. 10.2). Як вантажопідйомні засоби на збагачувальних фабриках використовуються мостові опорні і підвісні, козлові, напівкозлові, консольно-поворотні крани, монорейки з електричними талями і наземні транспортно-навантажувальні засоби.

Таблиця 10.2 -- Вибір вантажопідйомності мостових кранів

Закінчення табл.10.2

Фабрична лабораторія

Фабрична лабораторія поєднує дві лабораторії: збагачувальну і експрес-лабораторію контролю технологічного процесу.

Збагачувальна лабораторія призначається для попередніх випробувань збагачуваності окремих різновидів корисних копалин, що переробляються на збагачувальній фабриці; дослідження окремих операцій і вузлів технологічної схеми фабрики для встановлення оптимальних режимів обробки; дослідження нових реагентних режимів.

Експрес-лабораторія служить для оперативного контролю якості і кількості корисної копалини та продуктів збагачення; контролю концентрації реаґентів у приготовлених розчинах і залишкових концентрацій у пульпі; контролю йонного складу рідкої фази пульпи.

Фабрична лабораторія розміщується в головному корпусі збагачувальної фабрики або в приміщенні центральної хімічної лабораторії. При розміщенні лабораторії в головному корпусі вона повинна бути захищена від проникнення курного і вологого повітря з технологічних відділень фабрики, а також від шуму і вібрацій.

вгору