Производство щебня

Щебень – один из самых распространенных природных строительных материалов, который используют как при сооружении крупных инфраструктурных и промышленных объектов, так и в частном строительстве, при отделке зданий и даже в ландшафтном дизайне.

Технология производства щебня

Несмотря на то, что щебень и гравий – природные материалы, правильнее говорить о технологии именно производства, а не добычи. В отличие от песка, который можно просто погрузить экскаватором в самосвал на открытом карьере, щебень нужно измельчить до требуемой фракции (размера зерна) с последующей сортировкой по фракционному составу и очистить его от прочих примесей.

Технология производства гравия и щебня состоит из нескольких этапов – от добычи горной породы до отгрузки готовой продукции. В зависимости от особенностей месторождения горной породы и требуемых технических характеристик продукции на выходе технологический процесс производства может включать дополнительные процессы или, напротив, исключать не особо важные этапы.

1. Добыча. Сырье может быть добыто из открытых карьеров, чаще всего гранитных, и представляет оно собой довольно крупные валуны и камни больших размеров, которые требуют дальнейшей обработки.
2. Дробление. Добытое сырье подвергается первичному раздроблению с использованием дробильного оборудования, такого как щековые, роторные, конусные, молотковые и другие виды дробилок. Дробление щебня продолжается до получения требуемой фракции.
3. Промывка. Раздробленная порода далее проходит через промывочный узел, чтобы удалить излишний песок, глину и другие примеси. Промывка осуществляется с помощью циклонных или вибрационных промывочных установок.
4. Классификация. После промывки материалы классифицируются на различные размерные фракции с помощью сит или грохотов. Это позволяет получить продукцию с требуемыми характеристиками размера и формы.
5. Сортировка. В зависимости от конечного назначения продукции, щебень и гравий могут быть дополнительно отсортированы по качеству или типу. Например, для производства бетона может потребоваться щебень определенного размера и состава, а для отсыпки железных дорог нужны иные характеристики.
6. Лабораторный контроль. В завершении процесса производства щебня каждая партия готовой продукции проверяется по нескольким характеристикам, включая фракционный состав, лещадность, морозостойкость, чистоту, радиационный фон и пр. Для определения прочности обязательно проводят контроль разрушающими методами.

Добыча горной породы

В большинстве случаев добычу горной породы для производства щебня выполняют открытым способом на карьерах. Для этого используют подрывную технологию.

В скальной породе сверлят специальные каналы (шпуры), в которых закладывают взрывчатое вещество. Правильный расчет позиционирования и количества шпуров, а также объема взрывчатых веществ приводит к равномерному и безопасному разрушению скальной породы.

В результате такого подрыва образовывается далеко не щебень, а множество различных по размеру глыб, требующих дальнейшего дробления и сортировки. Для этого погрузчиками порода погружается на самосвалы и отправляется на дробильный завод.

Существует и менее распространенная технология подземной добычи гранита и иных горных пород в шахтах. В зависимости от особенностей залегания породы применяют как дробильные шахтные комбайны, так и подрывные технологии с последующим вывозом сырья на поверхность и его дальнейшей переработкой на дробильном заводе.

Особенности оборудования для производства и обработки щебня

Дробление – основной этап производства щебня из плотных горных пород, в ходе которого бесформенные камни и глыбы различных размеров приобретают требуемый равномерный фракционный состав (размер зерен) и лещадность (соотношение длины и ширины камней).

Перед дроблением исходное сырье проходит предварительное грохочение – отсев на специальном грохоте, в результате которого от крупных камней, требующих дальнейшего измельчения, отсеивают мелкую фракцию щебня. Это позволяет ускорить технологический процесс и снизить энергозатраты.

Сортировка – не менее ответственный этап изготовления щебня, в ходе которого готовая продукция становится не просто дробленой горной породой, а строительным материалом, отвечающим требованиям ГОСТа.

Для дробления и сортировки используют различные промышленные установки, выбор которых зависит от особенностей породы, требуемых характеристик готового щебня и прочих производственных условий. Это может быть, как стационарное оборудование в заводских условиях, так и мобильные установки прямо на карьере для обеспечения быстрых поставок щебня на строительство крупного инфраструктурного или промышленного объекта.

Виды дробилок щебня

Для производства щебня используют разнообразное дробильное оборудование с целью достижения определенных характеристик готового материала.

• Щековые дробилки применяют для первичного раздробления сырья. Они состоят из двух стальных щек, одна из которых подвижна, а другая зафиксирована.

Сырье подают между дробильными щеками, в результате трения которых камни измельчаются до необходимого размера. Этот тип дробилок хорошо подходит для твердых пород.

• Конусные дробилки чаще используют для вторичного дробления сырья. Они представляют собой два конуса, один из которых подвижный и расположен внутри неподвижного.

Сырье подают через питатель внутрь неподвижного конуса, а при прохождении между подвижной и неподвижной частями дробилки камни дробятся. Этот тип оборудования хорошо подходит как для мягких материалов, так и для породы средней твердости.

• Ударные дробилки (молотковые мельницы) применяют для дробления щебня методом удара. Это могут быть как роторные, так и молотковые дробильные установки.

В роторных дробилках измельчение щебня происходит за счет взаимодействия между ударными плитами на внутренней части барабана и ротора с билами. Подходит такая технология для получения кубовидного щебня и гравия.

Молотковые дробилки имеют схожую конструкцию, только вместо бил на роторе установлены дробильные молотки.

• Центробежные дробильные установки основаны на принципе ударного взаимодействия камней друг с другом на высоких вращательных скоростях. Такая технология изготовления щебня подходит для дробления сырья фракцией не более 100 мм.
• Валковые дробилки используют для дробления исходного материала путем сжатия между вращающимися валками. Их обычно применяют для дробления сырья с высокой прочностью, в т.ч. и гранита.

Выбор конкретного типа дробильного оборудования зависит от свойств сырья и требований ГОСТа к готовому щебню, а также особенностей и условий производственного процесса в целом.

Виды дробления щебня

Входящее сырье поступает на предварительный грохот дробильной установки в довольно крупной фракции 500-1200 мм. Такие валуны сложно измельчить в сто раз за один проход до состояния товарного щебня с размером зерна 5-120 мм. Именно поэтому измельчение в дробилках происходит в три поочередных этапа.

Согласно технологии изготовления щебня, выделяют три вида его дробления:

• крупное с фракцией 100-300 мм;
• среднее – 40-100 мм;
• мелкое – менее 40 мм.

В зависимости от требуемого назначения готового материала технологический процесс может завершиться еще на этапе среднего дробления. При этом на каждом из этапов происходит выделение мелкого отсева с фракцией 0-5 мм, который также используют при изготовлении бетона и асфальтобетонных смесей.

Сортировка

Кроме предварительного грохочения перед дроблением, готовый щебень проходит сортировку на грохотах, которые оснащены ситами с ячейками соответствующего размера. Выделяют три вида сортировки:

• предварительная при подаче сырья в дробильное оборудование;
• контрольная – после измельчения породы;
• товарная – разделение готового щебня по фракциям согласно ГОСТу.

В соответствии с ГОСТом 8267-93 существует семь фракций готового товарного щебня – от 5-10 до 40-70 мм, а также отсев с размером зерна 0-5 мм. Немаловажным фактором высокого качества стройматериала является контроль его качества и чистоты.