Дробление и грохочение щебня, гравия и песка

Добываемый в карьерах камень и гравийно-песчаные материалы мало используются для строительства в природном виде; обычно их перерабатывают на строительный материал — фракционированный щебень, гравий и песок при помощи дробильно-сортировочных установок.

При дроблении крупных кусков камня и валунов на щебень необходимо многостадийное дробление, т. е. такое, когда используются несколько последовательно расположенных дробилок разных типов. На одной дробилке получение мелких фракций неэффективно.

В зависимости от требуемой массы заданных фракций щебня, дробилки работают в открытом цикле, когда камень одновременно проходит через каждую из них, или в замкнутом цикле, при котором отсеянные на грохотах частицы большого размера возвращаются для повторного дробления в конусную или роторную дробилку.

Для первой стадии дробления каменных пород любой прочности служат щековые дробилки, для второй стадии — дробилки других типов в зависимости от твердости и прочности пород. При дроблении карбонатных пород во второй стадии применяют конусные и роторные дробилки ударного действия, а при дроблении твердых и особо твердых пород — только конусные дробилки, так как их высокая абразивность вызывает сильный износ роторов дробилок. Выход фракций щебня при дроблении обусловливается регулируемой шириной разгрузочной щели дробилок.
Грохочение, как следующая операция после дробления камня, должно быть организовано с учетом наименьшей загрузки дробилок и грохотов. Для этой цели горная масса пропускается непосредственно на грохочение, минуя щековую дробилку, куда направляется только крупноразмерная масса.

Разделение щебня или гравия на фракции производят последовательно на грохотах с ситами разных отверстий, соответствующих заданным фракциям. Материал, прошедший через отверстия сита (подрешетный), является фракционированным. В шкале размеров ячеек сит (от большого к меньшему) принимается модуль, как правило, равный двум: 5—10, 10—20, 20—40 и 40—80 (или 70) мм. Производительность грохотов с промывкой щебня или гравия по сравнению с сухим грохочением резко возрастает. Наибольший размер зерен щебня, которые могут пройти через круглые отверстия сит, составляет 80—85% от величины зерен, проходящих через квадратные отверстия. При прямоугольных отверстиях сит просеиваются частицы такого же размера, как и через круглые отверстия, имевшие диаметр на 30—35% больше прямоугольных. Сита с прямоугольными отверстиями по сравнению с ситами, имеющими круглые или квадратные отверстия, имеют большой коэффициент живого сечения, имеют меньшую массу, большую производительность и меньше забиваются влажным материалом.

На вибрационных грохотах применяют съемные сита, плетеные из проволоки. Частая смена металлических сит и решет, истираемых щебнем, гравием, вынудила применять резиновые и эластомерные сита. Несмотря на малую абразивность и снижение шума при сортировке материала, резиновые сита имеют существенные недостатки: необходимость в специальном составе резины; уменьшение живого сечения из-за большой толщины резинового листа; прогиб сита и необходимость специальных устройств для крепления.

В процессе производства щебня в ряде случаев его необходимо промывать. Способы промывки и ее интенсивность зависят от горной породы, из которой приготовлен щебень, степени засоренности и промываемости щебня после дробления. При дроблении гранитов, диабазов и других твердых горных пород промывка щебня обычно ограничивается разбрызгиванием воды на верхнюю треть грохота. Вода, промыв щебень, стекает на нижнюю часть грохота и уносит с собой пыль. Для мелких фракций щебня промывку ведут по всей площади грохота с установкой для обезвоживания дополнительных грохотов.

При дроблении карбонатных и других слоистых каменных пород, имеющих прослойки глин, мергелей, кору выветривания и включения слабых разностей, промывку производят в специальных барабанных, шнековых и вибрационных промывочных машинах.