Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых»



страница1/3
Дата11.01.2022
Размер1.07 Mb.
#17007
Название файлаkursovaya_obogasch_pol_isk.doc
Учебное заведениеТульский государственный университет
ТипМетодические указания
  1   2   3


Федеральное агентство по науке и образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра ГиСПС
Подбор и расчет режимов работы

дробильно-сортировочного оборудования

Методические указания

по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине

«Обогащение полезных ископаемых» для студентов,

обучающихся по направлению 13.04.00 – «Горное дело» и специальности 13.04.03 «Открытые горные работы»

Тула 2015

Разработали: д.т.н., проф. Жабин А. Б.



Выбор предварительной схемы технологического процесса производства щебня
На дробильно-сортировочных заводах по производству щебня выполняются следующие основные операции: дробление, сортировка, обогащение, складирование щебня и утилизация отходов.

Технологические схемы дробильно-сортировочных заводов определяется характером исходной горной массы, требованиям к готовому продукту, номенклатурой выпускаемого оборудования, мощностью и назначением предприятия. Они должны быть «гибкими» и давать возможность варьировать характеристиками щебня за счет изменения режимов работы оборудования, а также обеспечивать высокое качество щебня при минимальных капитальных затратах в эксплуатационных расходах.

В современных производствах щебня применяют, как правило, многостадийных технологические схемы, при которых создаются лучшие условия использования дробилок и обеспечивается высокое качество продукции.

Для учебных целей, когда важно изучить методику расчета и подбора оборудования, можно ограничится разработкой двух- и трехстадийных схем производства, полагая, что перерабатывается однородная, не загрязненная глинистыми включениями горная масса, не требующая операций промывки. Обогащение щебня в этих условиях сводится к удалению карьерных отходов и сортировке.


Таблица 1

Исходные данные для расчета




№ варианта

Производительность П, м3

Дробный материал

Наибольший размер щебня d, мм

Наименование

Предел прочности на сжатие σсж, МПа

Наибольший размер D, мм

I

II

III

IV

V

VI

1

75

Гранит

130

340

40

2

200

Кварц

140

400

40

3

160

Песчаник

100

450

70

4

70

Известняк

80

300

40

5

600

Мрамор

64

900

40

6

300

Гранит

140

500

40

7

230

Диабаз

150

800

70

8

100

Мергель

80

600

70

9

60

Пронит

120

350

40

10

35

Известняк

64

300

40

11

120

Гранит

135

600

70

12

60

Известняк

80

420

40

13

115

Кварцит

160

700

40

14

140

Мрамор

100

550

40

15

100

Мергель

100

600

70

16

300

Гранит

140

800

70

17

100

Диабаз

150

650

40

18

40

Известняк

70

390

40

19

500

Кварц

125

1000

70

20

80

Мергель

60

300

40

21

20

Гранит

130

300

70

22

50

Диабаз

140

380

40

23

120

Известняк

73

500

40

24

600

Гранит

100

1100

70

25

30

Диабаз

130

320

40

26

320

Известняк

100

640

40

27

350

Мрамор

64

1000

40

28

150

Мрамор

120

550

40


Рис. 1. Двухстадийная технологическая схема производства с замкнутым циклом


На рис. 1 показана двухстадийная технологическая схема производства с замкнутым циклом работы дробилки второй стадии дробления. На схеме все грузопотоки продуктов нумеруются буквой m с индексами арабскими цифрами. Исходная горная масса m1 , доставленная из карьера, подвергается предварительной сортировке на грохоте I , где из нее отбирается карьерная m2. Остальная горная масса m3 направляется в дробилку первой стадии дробления П. Раздробленный материал m4 поступает на односитовый промежуточный грохот Ш. На этой операции из продукта дробления отсеивается щебень m5 (размером меньше максимального куска щебня по заданию dmax), который направляется на грохот окончательной сортировки УI. Остальная масса m6 поступает в дробилку , где подвергается вторичному дроблению. Продукт дробления m7 на второй промежуточный грохот У, где из него отсеивается щебень m9 размером dmax, который направляется на грохоты окончательной сортировки УI. Если в продукте содержатся куски размером больше dmax в количестве 3 – 4%, то эта часть m8 , материала должна подвергаться додрабливанию. В рассматриваемой схеме она снова направлена во вторичную дробилку . Работа вторичной дробилки в замкнутом цикле возможна при условии достаточной ее производительности на переработку этого дополнительного потока материала. В противном случае следует применить трехстадийную схему производства (рис. 2). Грохот окончательной сортировки УI разделяет щебень на товарные фракции: m11 (0 – 10мм); m12 (10 – 20мм); m13 (20 – 40 мм); m14 (40 – 70мм).

Рис. 2. Трехстадийная технологическая схема производства


Число стадий дробления является основным показателем, характеризующим технологический процесс, и определяется заданными условиями производства и возможностями дробильных машин, т.е. рассчитывается через общую и частные степени измельчения.

Общая степень измельчения iобщ в первом приближении рассчитывается по формуле , (1)

где Dmax – максимальный размер камня в исходной горной массе, мм; dmax – наибольший размер щебня, мм.

Частные степени дробления, получаемые в основных типах дробилок, имеют следующие значения.


Тип дробилки Степень измельчения

Шнековые и конусные крупного дробления 3 – 5

Конусные среднего и малого дробления:

в открытом цикле 3 – 6

в замкнутом цикле 4 – 7

Дробилки ударного действия 4 – 12


Сопоставляя рассчитанное значение iобщ с частными значениями степеней измельчения отдельных машин, определяют число стадий дробления и выбирают соответствующую технологическую схему, которая в ходе последующих расчетов уточняется и снабжается количественными значениями грузопотоков материалов, направляемых в соответствующие машины.
Подбор и расчет режимов работы дробильных машин
Для дробления нерудных горных пород используются щековые, конусные, роторные, молотковые и валковые дробилки.

Щековые и конусные дробилки способны разрушать породы любой прочности и крепости (из числа пород для производства щебня строительных материалов).

Роторные и молотковые дробилки предназначены для дробления мягких пород (известняка, мрамора, мергелей).

Щековые и конусные дробилки изготавливаются специально для крупного, среднего или мелкого дробления. Роторные дробилки более универсальны, т.к. обладая высокой мощностью, они могут перерабатывать довольно крупные камни в достаточно мелкий продукт. Эти дробилки также менее метало- и энергоемкие. Однако они не могут дробить крепкие абразивы породы вследствие большого износа рабочих органов.

В разрабатываемом задании каждый студент обязан произвести расчет по двум вариантам компоновок машинами завода и затем сопоставить их.

Рекомендуется, если задана крепкая порода (гранит, диабаз, кварцит) провести расчет с использованием на 1-ой стадии щековых дробилок, и другой – с использованием конусных дробилок крупного дробления.

Если задана мягкая порода (известняк, мрамор, мергель), то следует проработать вариант со щековой или конусной дробилкой.

Технические характеристики дробилок приведены в приложении 2 – 6.

Рекомендуется следующая последовательность расчетов и подбора дробилок. В зависимости от дробимой породы и в соответствии с вышеизложенными рекомендациями выбирается (по двум вариантам) тип дробилок первой стадии дробления.

Выбор конкретной модели машины производится по расчетной производительности и в зависимости от заданного максимального размера камня в исходной горной массе. Первоначальный выбор дробилки следует сделать по допустимому для нее максимальному размеру загружаемого куска, а затем проверить достаточность ее производительности. Принимаемая дробилка должна иметь производительность несколько большую, чем расчетная производительность предприятия Пр 3/ч)



, (2)

где Пзад – заданная производительность, м3/ч; Кн – коэффициент неравномерности подачи горной массы (Кн = 1,1…1,5); Ки – коэффициент использования оборудования по времени (Ки = 0,8…0,85);

Если одна дробилка не обеспечивает нужной производительности, то принимается двухлинейная схема завода.

Расчеты по двум вариантам необходимо вести параллельно на всех стадиях работы и результаты фиксировать в табличной форме (табл.2)


Таблица 2

Техническая характеристика дробилок 1-ой стадии




Показатель

Единица измерения

Вариант

А

Б

Модель

-







Размер загрузочного отверстия

мм







Максимальный размер загружаемого камня

мм







Диапазон регулирования выходной щели

мм







Диапазон производительности

м3







Мощность двигателя

кВт







Масса

т







Цена

руб






Далее необходимо рассчитать размер выходной щели подобранных дробилок и гранулометрический состав продукта дробления. Выходная щель должна быть максимальной и обеспечивать расчетную производительность.

Зависимость между производительностью и размером выходной щели е1 линейная. Определение размера е1 можно производить по графикам (рис. 3 – 7) для соответствующих дробилок. Принимая на вертикальной оси нужные значения Прасч , на горизонтальной оси определяем значение е1.

Щебень для строительства имеет следующую градацию фракций: 0 – 3 (5); 3 – 10; 10 – 20; 20 – 40; 40 – 70мм.

Определение процента содержания каждой фракции для щековых и конусных дробилок производится по типовым графикам гранулосостава (рис. 3 – 5). На этих графиках для щековых и конусных дробилок размер щебня (горизонтальная ось) дан в долях от выходной щели дробилки е1 , поэтому нужно выразить границы фракций в виде соответствующих отношений.

Методика определения гранулометрического состава щебня пояснена на ниже приводимом примере.

Допустим, в варианте А используется щековая дробилка с рассчитанной выходной щелью е1 = 90мм, а в варианте Б – конусная дробилка с е1 = 75мм.

Техника определения зернового состава по типовым графикам гранулосостава следующая: на горизонтальной оси берется отношение , соответствующее получаемой фракции, из этой точки восстанавливается перпендикуляр до пересечения с кривой и на вертикальной оси определяется «остаток» (процент щебня, не прошедший через соответствующее контрольное сито).

Содержание фракции будет равно разности «остатков» соответствующих границ фракций (табл.3)

Таблица 3

Расчет зернового состава щебня, полученного в

дробилках 1-ой стадии




Фракция щебня di, мм

Вариант А

Вариант Б



содержание фракций

,

содержание фракций

0 - 3

3/90 = 0,036

100 - 99,6 = 0,4

3/75 = 0,04

100 – 98,7 = 1,3

3 – 10

10/90 = 0,11

99,6 – 96,3 = 3,6

10/75 = 0,13

98,7 – 88 = 10,7

10 – 20

20/90 = 0,22

96 – 86 = 10

20/75 = 0,27

88 – 77 = 11

20 – 40

40/90 = 0,45

86 – 70 = 16

40/75 = 0,54

77 – 54 = 23

Более 40

-

70

-

54

Итого

-

100

-

100

Зерновой состав щебня, получаемого в ударных дробилках, рассчитывается в следующем порядке. Определяется средневзвешенный размер щебня dев в зависимости от установленного размера выходной щели е1 по графику (см. рис. 5,в), используя ближайшую кривую dев , определяется процентное содержание фракций.

На горизонтальной оси графиков отложены размеры щебня в абсолютном выражении, поэтому пересчета не требуется.

Дробилки 2-й стадии дробления подбираются аналогично, т.е. по крупности загружаемого камня и потребной производительности. Максимальный размер камня, выходящего из предыдущей дробилки, будет предельным для последующей дробилки, он рассчитывается по формуле:



d2max = е1φ,

где е1 – размер выходной щели дробилки 1-ой стадии, мм; φ – коэффициент, численно равный значению абсциссы (на графиках зернового состава) в точке пересечения с ней соответствующей кривой.


Например, для варианта А е1 = 90мм, а φ = 1,8 (по рис. 3,б), тогда d2max = 90*1,8 = 160мм.

Если возникают трудности с подбором дробилки для второй стадии из-за размера d2max , то можно, допуская 5% негабарита, использовать пересечение кривой с пунктирной линией. Тогда использовать φ2 = 1,48 и d2max = 90*1,42 = 128мм.

При использовании на 1-ой стадии ударных дробилок φ определяется точкой пересечения соответствующей кривой средневзвешенного размера щебня с осью абсцисс.

Потребная производительность дробилок 2-ой стадии П2 равна той доле материала, выходящего из дробилки 1-ой стадии, крупность которого превышает максимальный размер щебня по заданию.

Например, согласно гранулосоставу щебня после первичного дробления (см. табл. 3) в варианте А фракции размером более 40мм имелось 70%, тогда:

П2 = 0,7Прасч.
Технические показатели подобранных дробилок для 2-ой стадии необходимо зафиксировать также в виде таблицы (по форме табл.2). Выходная щель дробилки 2-ой стадии должна быть минимальной и обеспечивать выполнение определенных требований к товарному продукту.

Можно, например, задать такой размер выходной щели вторичной дробилки, при котором из нее не будет выходить щебень крупнее заданного dmax , и тогда не потребуется додрабливания сверхгабарита в 3-ей стадии (или замкнутого цикла дробилки 2-ой стадии).

Для поставленного условия необходимая выходная щель вторичной дробилки: . (5)

Значения φ2 определяются по графикам гранулометрического состава для соответствующего типа дробилок в точке пересечения кривой с осью абсцисс. Но при выполнении этого условия обычно получается сверхнормативное количество пылевидных фракций 0 – 3мм. Техническим условиями на качество щебня, допускается не более 5% этой фракции в общей массе щебня, следует задать выходную щель из условия непревышения 4% фракции 0 – 3мм в общей массе (1% резервируется на некоторый объем пылевидных фракций, уже полученных в дробилке 1-ой стадии).

Техника расчета величины е2 в этом случае следующая.

Например, при использовании для вторичного дробления конусных дробилок для среднего дробления, по графику гранулометрического состава для этого типа машин (см. рис. 6,б) из точки, соответствующей 96% остатка фракции на сите 3мм, проводим горизонтальную линию до пересечения с кривой и, проектируя эту точку на ось абсцисс, получаем соответствующее значение

Зерновой состав щебня, получаемого во вторичной дробилке, рассчитанной также, как и для дробилок 1-ой стадии (по соответствующим типовым градиентам гранулосостава). Например, при принятой величине е1 = 38 определяются сначала отношения и по графику (см. рис. 6,б) – зерновой состав щебня. По аналогии с 1-ой стадией дробления результаты расчетов следует представить в виде табл. 4.

Таблица 4

Зерновой состав щебня, полученного в дроблении 2-ой стадии


Фракция щебня di, мм

Вариант А

Вариант Б



содержание фракций, %

,

содержание фракций, %

0 - 3

3/38 = 0,08

100 - 96 = 4







3 – 10

10/38 = 0,26

96 – 83 = 13







10 – 20

20/38 = 0,54

83 – 68 = 15







20 – 40

40/38 = 1,045

68 – 35 = 33







Более 40

-

- 35







Итого

-

- 100






Расчет показывает, что 35% щебня, выходящего из вторичной дробилки, требует дополнительного додрабливания. Если позволяет производительность вторичной дробилки, можно принять схему ее работы в замкнутом цикле. Для этого определяется нагрузка на вторичную дробилку с учетом возврата в нее на додрабливание некоторого потока m8 (см. схему рис. 1), м3;



, (6)

где П2 – первоначальная загрузка дробилки; m8 – поток щебня (в долях от потока m6), направляемого на додрабливание (в нашем примере m8 = 0,35).

Если дробилка на 2-ой стадии не обеспечивает производительность П2 при работе на выходной щели е2 (в нашем примере е2 = 38мм), то следует принять к установке дробилку большего параметра или перейти на трехстадийную схему.
Расчет суммарного зернового состава щебня и проверка его на соответствие требованиям технических условий
В цехе сортировки все потоки щебня сходятся, и зерновой состав щебня будет определятся суммой частных зерновых составов с учетом доли потоков из дробилок соответствующих стадии дробления, приведенных к исходному потоку. Суммарное каждой фракции щебня fi при двухстадийной схеме производства рассчитывается по формуле:

, (7)

где fi1 процентное содержание i – й фракции в щебне после 1-ой стадии дробления; fi2 процентное содержание i – й фракции в щебне после 2-ой стадии дробления.

Коэффициент приведения Кпр при работе вторичной дробилки в замкнутом цикле (применительно к схеме рис. 1)

, (8)

где m6 – масса материала направляемая во вторичную дробилку, выраженная в долях нагрузки на первичную дробилку (нагрузка на первичную дробилку принята за единицу); m7 – масса материала направляемая во вторичную дробилку на додрабливание, выраженная в долях от m6 (m8 принимается за единицу).

Если вторичная дробилка работает в открытом цикле, то

. (9)

Применительно к ранее рассмотренному примеру m6 = 0,7 и m8 = 0,35.

Тогда

.

Расчет суммарного гранулометрического состава производится по формуле и приводится в табл. 5 по обоим вариантам.


Таблица 5

Суммарный гранулометрический состав щебня




Фракции щебня, мм

Содержание фракций, %

Вариант А

Вариант Б

0 – 3

0,4 + 1,08∙4 = 4,7




3 – 10

3,6 + 1,08∙13 = 17,6




10 – 20

10 + 1,08∙15 = 26,6




20 – 40

16 + 1,08∙33 = 51,5




Итого

100



При трехстадийной схеме производства


. (10)

Применительно к технологической схеме (рис. 2)



Кпр2 = m3, (11)
где m3масса материала, возвращающегося в дробилку 3-ей стадии на додрабливание, в долях от исходного потока; принимается за единицу;

,

где m9 - масса материала, возвращающегося в дробилку 3-ей стадии на додрабливание, выраженная в долях m6 , принятого за единицу; fi3 – процентное содержание данной фракции в щебне, полученном в дробилке 3-ей стадии;

Проверка соответствия долевого содержания фракций щебня в общей массе требованиям технических условий производится путем нанесения значений процентного содержания каждой фракции на типовой график допустимых предельных соотношений фракций на типовой график допустимых предельных соотношений фракций. Для этого необходимо вычертить график в произвольном масштабе, показанный на рис. 8, и нанести на него процентное содержание рассматриваемых фракций. На горизонтальной оси откладываются границы фракций, а по вертикали – их процентное содержание. Ординаты точек, характеризующие положение каждой фракции на графике, откладываются по нарастающим значениям.

Если точки, характеризующие гранулометрический состав щебня, попадают в заштрихованное поле графика, то это значит, что требования технических условий выполнены. Если эти условия не выполнены, то требуется корректировка выходных щелей дробилок окончательного каскада или замена этих дробилок другим типом.


Расчет и сопоставление технико-эксплуатационных показателей разрабатываемых вариантов производства
Для обоснования выбора лучшего варианта необходимо произвести предварительный анализ технико-эксплуатационных показателей разрабатываемых технологических схем производства и принятого оборудования по ниже приводимой форме (табл. 6)

Таблица 6



Основные технико-эксплуатационные показатели


Показатель

Обозначение

Единица измерения

Вариант

А

Б

Количество дробилок на 1-ой стадии

-

шт.







Марка дробилки

-

-







Количество дробилок на 2-ой стадии

-

шт.







Марка дробилки

-

-







Суммарная мощность дробилок

∑Ng

кВт







Суммарная масса дробилок

∑G

т







Суммарная стоимость дробилок

∑C

руб.







Количество постов сортировки

-

шт.







Примерное число занятых рабочих

Zp

чел







Удельная энергоемкость

Э

кВт ч/м3







Коэффициент загрузки дробилки 2-ой стадии

Кзаг

-







Трудоемкость производства 1м3 щебня

tуд

чел ч/м3






Примерное число рабочих, занятых в данном производстве, можно принять равным суммарному количеству дробилок и постов сортировки.

Удельная энергоемкость

, (12)

где ∑Ng – суммарная мощность электродвигателей дробилок, кВт; Квсп – коэффициент, учитывающий расход энергии грохотами и вспомогательным оборудованием (Квсп = 1,05-1,1);



Пзад – производительность предприятия, м3/ч;

Коэффициент загрузки дробилок 2-ой стадии



Кзаг = П2е2, (13)

где П2 – потребная производительность дробилки 2-ой стадии; Пе2 – паспортная производительность принятой дробилки при работе ее на расчетной величине выходной щели е2;

Ориентировочная трудоемкость производства единицы продукции (чел ч/м3)

tуд = Zpзад; (14)

где Zp – число основных рабочих.


Лучшим будет тот вариант, у которого больше Кзаг, а все остальные меньше.


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3

Похожие:

Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические указания по самостоятельной работе, методические указания по выполнению курсовой работы, контрольно-измерительные материалы «Методика профессионального обучения, банк тестовых заданий»
Рабочая тетрадь студента по дисциплине «Методика профессионального обучения» для обучающихся направлению – профессиональное обучение...
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические указания по выполнению курсовой работы
Методические рекомендации предназначены в помощь студентам специальности «Право и организация социального обеспечения» очного и заочного...
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические указания к выполнению курсовой работы для бакалавров Архангельск 2017 Составители
Методические указания предназначены для бакалавров по специальности «Экономика» очной и заочной формы обучения, выполняющих курсовую...
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине
Одним из методов достижения цели и решения задачи учебной дисциплины является разработка и защита курсовой работы
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические указания для студентов зф и фддо по выполнению курсовой работы «Расчет бурильной колонны для вертикальной скважины»
По табл. 1 для нормальных условий бурения при Dд  295,3 мм рекомендуется kубт = 0,85
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические указания по выполнению практических работ и организации самостоятельной работы для студентов спо специальности
Методические указания по выполнению практических работ и организации самостоятельной работы для студентовспо специальности
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические рекомендации по написанию курсовой работы. Специальные рекомендации по выполнению курсовой работы
Для студентов очной формы обучения по специальности 1 – 96 01 01 «Таможенное дело»
Методические указания по выполнению контрольно-курсовой работы по дисциплине «Обогащение полезных ископаемых» iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Технические измерения и приборы» для студентов очной и заочной формы обучения
Область измерительной техники, объединяющую измерительные устройства и методы измерений, используемые в технологических процессах,...




База данных защищена авторским правом ©refnew.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Методические указания
Методические рекомендации
Лабораторная работа
Рабочая программа
Общая характеристика
Теоретические аспекты
Учебное пособие
Практическая работа
История развития
Самостоятельная работа
Пояснительная записка
Дипломная работа
Методическая разработка
Общие положения
Экономическая теория
Исследовательская работа
Физическая культура
Методическое пособие
Федеральное государственное
Общая часть
Теоретическая часть
Направление подготовки
Общие сведения
Конституционное право
Техническое задание
Управления государственных
Общие вопросы
государственное бюджетное
Образовательная программа
Организация работы
Выпускная квалификационная
Российская академия
Понятие сущность
Правовое регулирование
Усиление колониальной
реакция казахского
Техническое обслуживание
Основная часть
программное обеспечение
Обеспечение безопасности
прохождении производственной
Экономическая безопасность
образовательное частное
Теория государства
курсовая работа
академия народного
Административное право
Название дисциплины