КДЗ нельзя располагать в зоне активного карста, массовых оползней, селевых потоков, в местах заболоченных и переувлажненных с постоянным притоком напорных грунтовых вод; в первом и втором поясах зон санитарной охраны курортов; у источников водоснабжения, устанавливаемых в соответствии с действующим законодательством; в лесопарковом поясе городов, заповедников; на территориях археологических и других заповедников, охранных зон культуры.

Цехи КДЗ с повышенным выделением пыли должны располагаться с надвет- ренной стороны по отношению к помещениям, в которых работают люди (РММ, контора, лаборатория, площадка отдыха, душевая и др.). Надветренная сторона определяется по розе ветров теплого периода года.

Площадку выбирают с учетом перспективной деятельности КДЗ и возможности его расширения. Жилые городки и административно-хозяйственные отделы завода рекомендуется размещать не на территории КДЗ, а за его пределами на расстоянии санитарной зоны. Территория КДЗ должна быть по возможности благоустроена и озеленена, особенно со стороны санитарной зоны. Жилой городок размещают с наветренной от технологических цехов завода стороны.

Здания и сооружения, склады размещают в соответствии с технологией санитарных йротивопожарных требований. Службы, цехи и склады, обслуживающие дробильно-сортировочный цех, нужно располагать ближе, чтобы уменьшить транспортные расходы и время на подачу материалов. Склады готовой продукции размещают с учетом эффективного использования фронта железнодорожных и автомобильных погрузочных путей и площадок.

.Склады топлива и масел, материальные склады рекомендуется размещать с одной стороны предприятия. Склады топлива желательно частично выносить за пределы площадки, чтобы не заезжая на КДЗ, можно заправлять автомобили и машины. Энергетические объекты должны быть приближены к основным потребителям, котельную размещают с подветренной стороны по отношению к обслуживающим сооружениям.

КДЗ ограждают в соответствии с «Указаниями об ограничении применения ограждений участков, промышленных предприятий, складов, транспортных, жилых и общественных зданий» (СН-194). Площадка КДЗ должна иметь относительно ровную поверхность и уклон, обеспечивающий отвод с поверхности воды. Должен быть предусмотрен отвод поверхностной воды с территории завода. Рекомендуется уклон от 0,003 до 0,03, за исключением площадок для дробильно- сортировочного оборудования, где в ряде случаев крутой рельеф позволяет сократить протяженность транспортеров.

Вертикальная планировка может быть: сплошной при коэффициенте застройки более 25% или использовании территории до 60%, а также при большой насыщенности территории дорогами; выборочной или местной при коэффициенте застройки не более 15% или использовании территории не более 40% и слабой насыщенности дорогами; смешанной для КДЗ с большой территорией.

Дороги, по которым доставляется горная масса и отвозится готовая продукция, должны иметь покрытие. Расстояния между зданиями и сооружениями должны соответствовать противопожарным нормам и нормам безопасного движения людей.

При решении генерального плана пользуются типовыми технологическими схемами переработки и обогащения каменных материалов. Ведущим технологическим оборудованием на КДЗ являются дробилки первой стадии дробления, по которым и устанавливают мощность завода. Ее определяют, умножая годовую выработку дробилки (дробилок) первичного дробления на коэффициент выхода Щебня из 1 м3 сырья. Выход щебня из 1 м3 взорванной торной породы определяют для каждого завода опытным путем.

Технологические схемы КДЗ определяются характером исходной горной массы, номенклатурой готовой продукции и машинами. Схемы должны быть гибкими и допускать варьирование выходом и крупностью фракций щебня за счет изменения разгрузочных щелей дробилок, набора грохотов или сменных сит и количества материала, подаваемого в дробилки, а также обеспечивать высокое качество продукции при минимальных капитальных затратах и эксплуатационных расходах.

Горные породы, используемое’ для производства щебня, можно разделить на: твердые абразивные породы ,типа гранита, базальтов с пределом прочности при сжатии 800—1000 кгс/см2 и выше, как правило, незагрязненные или незначительно загрязненные глиной И другими включениями; прочные однородные малоабразивные осадочные породы типа известняков с пределом прочности при сжатии до 1000—1500 кгс/см2, Незагрязненные или незначительно загрязненные глиной и другими включениями породы средней прочности; малоабразивные с пределом прочности при сжатии 300—1000 кгс/см2, загрязненные глиной и слабыми разностями от 20 до 50%.

Примеры технологических схем КДЗ. Производство щебня из абразивных пород выполняется в три стадии с установкой на первой стадии щековых или конусных дробилок для крупного дробления, на второй — нормально конусных и на третьей — короткоконусных (рис. 3.20). Схемой предусмотрена возможность работы дробилок на второй и третьей стадиях” в замкнутом цикле, который осуществляется на последней стадии дробления. Наличие замкнутого цикла позволяет регулировать выход и крупность готовых продуктов, а также способствует улучшению формы щебня.

Рис. 3.22. Схема КДЗ с трехстадий- ным дроблением абразивных пород:
1 — емкость для воды; 2 — колосниковый грохот; 3 — щековая дробилка; 4 — нормальная конусная дробилка; 5 — коротко- конусная дробилка; 6 — технологический зумпф; 7 — хвостовой зумпф; 8 — гидроциклоны

Рис. 3.23. Схема КДЗ с двухстадийным
дроблением неабразивных пород: 1 — колосниковый грохот; 2 — дробилки ударного действия; 3 — вибрационные грохоты; 4 — гидроциклоны; 5 — спиральный классификатор; 6—хвостовой зумпф; 7 — технологический зумпф; 8 — корытные мойки; 9 — емкость для воды

При переработке малоабразивных пород обязательно включают предварительную сортировку исходной горной массы и отбор карьерной мелочи перед первичным дроблением, а в случае необходимости промывку щебня в корытных мойках (рис. 3.23).

Для однородных малоабразивных осадочных пород типа известняков более рациональна и экономична двухстадийная схема с применением роторных дробилок ударного действия. Перед каждой Стадией обязательно предварительное грохочение.

Промывка щебня крупностью 20—70 мм и 0— 20 мм производится в корытных мойках. При переработке чистых пород крупный щебень промывают на грохотах или выдают без промывки. Перед поступлением на склад щебень обезвоживают на грохотах.

Цех приготовления искусственного песка. Искусственным принято называть песок, полученный в результате дробления горных пород, Переработки отсевов от дробления камня или гравия. Пылевидных и глинистых частиц не должно быть более 5% по массе.

Для изготовления песка пригодны невыветрелые изверженные, метаморфические или плотные карбонатные осадочные породы плотностью не ниже 2,3 г/см3. Эти пески используют в качестве мелкого заполнителя для бетонов или как добавки к мелким или крупным естественным пескам с целью улучшения их зернового состава. Характерной особенностью искусственного песка является угловатая и пластинча- тоофразная форма зерен, в то время как частицы природного песка ближе к изометрической форме. Пот- получении искусственного песка особое внимание уде ляют прочности перерабатываемого материала. Нежелательно дробить породы, богатые слюдой и другими слабыми легко истирающимися в . пыль включениями, ухудшающими качество бетона.

Для получения искусственного песка при КДЗ создают цех по переработке щебня крупностью 3(5)—10(20) мм. Его • измельчение осуществляется мокрым способом в стержневых мельницах, работающих в замкнутом цикле с грохотом. Перед подачей на грохот материал из мельницы поступает на неподвижный конус, откуда насосом перекачивается в промежуточный бак для гашения скорости гидросмеси и равномерной подачи ее на грохот. Зерна, не прошедшие верхнее сито грохота, повторно направляются в мельницу. Малоабразивные породы можно измельчать в молотковых дробилках в замкнутом цикле с грохотом. Измельчение в мельницах предпочтительнее ввиду наличия мокрого процесса, исключающего пыление. Благодаря мокрому процессу увеличивается выработка мельницы при некотором увеличении расхода мощности. Чаще всего используют стержневые мельницы с центральной периферической разгрузкой.

При дроблении в молотковых и роторных дробилках образуется всего 4—5% лещадных зерен. В стержневой мельнице их вдвое больше, но существенный недостаток дробилок—это быстрый износ рабочего органа при работе на абразивном материале. Поэтому измельчение в роторных дробилках целесообразно, если кремния в камне содержится не свыше 5%.

Цех активации песка (рис.3.26). Главная особенность современной технологии приготовления битумоминеральных смесей состоит в активации компонентов: песка, щебня, гравия, минерального порошка, битума. Для их активации на АБЗ создают специальный цех. Целесообразность создания специализированного цеха определяется экономическим расчетом с учетом выгод, получае мых от применения активированных материалов, дополнительных расходов и капиталовложений на приобретение оборудования.

Рис. 3.24. Приготовление искусственного песка

При физико-химической активации в качестве активатора используют гид- ратную известь (известь-пушонку), которая интенсивно обволакивает новую поверхность зерен песка. Получить новые поверхности зерен (свежие поверхности) можно несколькими способами. Наиболее удачным следует считать способ, при котором частицам песка сообщают большую скорость удара о твердую стенку или многократные соударения частиц с помощью струй пара, воздуха, ультразвуком или ударом мелющих тел по зернам и т. д. Исследования и рекомендации по активации всех компонентов принадлежат д-ру техн. наук Л. Б. Гезенцвею и канд. техн. наук В. И. Колышеву (Союздорнии).

Рис. 3.25. Схема активации песка в виброшаровых мельницах: 1 — карьер песка; 2 — автомобиль-самосвал; 3, 7, И — бункера; 4 — сушильный барабан; 5 — ковшевой элеватор; 6 — грохот; 8 и 12 — дозаторы; 9— шаровая мельница; 10 — транспортер в смесительный цех АБЗ; 13 — шнек; 14 — автоцементовоз

Для образования новых поверхностей зерен песка применяют центробежные шаровые и виброшаровые мельницы, а также самофутерующиеся мельницы Союздорнии. При использовании шаровых мельниц нагрузку шаров уменьшают до 1500 и 750 кг для машин марок М-1000 и М-400. С помощью самофутерующейся ударно-центробежной мельница‘получают продукцию с острограненой рваной поверхностью. При активации получается стабильный зерновой состав активированного песка за счет избирательного дробления независимо от состояния рабочих органов.

Цех минерального порошка. Для приготовления минерального порошка (ГОСТ 16557—71) создают отдельные предприятия или цехи на заводах, занятых приготовлением асфальтобетонных смесей. В обоих случаях технология его приготовления одинаковая. С учетом удобства организации производства минеральный порошок лучше готовить на базе местного сырья, размещая необходимое оборудование также на месте его добычи.

Прогрессивным является применение активированного минерального порошка, обработанного битумом с поверхностно-активными веществами (ПАВ). Активированный минеральный порошок должен быть однородного цвета, рыхлым. Пористость его при уплотнении нагрузкой 300 кгс/см2 не должна превышать 30% объема; порошок должен быть гидрофобен, не смачиваться водой в течение 24 ч.

Минеральный порошок приготовляют из известняков и доломитов прочностью 200—400 кгс/см2, из битумированных известняков, доменных шлаков (ГОСТ 9128—59). Тонкость измельчения порошка при мокром рассеве должна обеспечивать прохождение его через сито с отверстиями 1,26 мм не менее 100% массы, 0,315 не менее 90%, 0,071—не менее 70%.

Рис. 3.26. Технологическая схема приготовления минерального порошка

Использование активированных порошков снижает расход битума в смесях, позволяет повысить выработку асфальтосмеоительных установок, облегчает хранение порошка, поскольку он гидрофобен. Все это приводит к тому, что стоимость активации быстро окупается.

Технология приготовления минерального порошка может быть циклическая и непрерывная (рис. 3.26). Новым является непрерывное приготовление порошка, которое упрощает технологическую схему, уменьшает количество вспомогательного оборудования — транспортеров, питателей, бункеров. Щебень размером 20—40 мм поступает с КДЗ в расходный бункер и тарельчатым питателем подается в сушильный барабан. Отсюда после нагрева щебень загружается в бункер, а из него в смеситель принудительного перемешивания, куда подается битум насосом из битумного цеха и ПАВ. После тщательного перемешивания в лопастном смесителе щебень попадает в шаровую мельницу и после измельчения порошок транспортером и пневматическим винтовым насосом направляется на склад. Хотя активированный минеральный порошок не боится открытого хранения, для удобства погрузки в транспортные средства создают силосный или бункерный склад.

В качестве минерального порошка, как местного материала, используют золу уноса тепловых электростанций. Однако это не всегда дает хорошие результаты. В ряде случаев ухудшается качество асфальтобетона — увеличивается водопроницаемость, повышается расход битума, увеличивается трещинообразова- ние. При решении задачи о целесообразности использования таких минеральных порошков необходимо сделать детальную лабораторную проверку.

Цех приготовления керамзита. Керамзит представляет собой стекловидную ячеистую (пористую) массу с включением .кварца, гематита и других нерастворившихся остатков. Для производства керамзита пригодно сырье (легкоплавкие глины), способное вспучиваться при термической обработке в пределах 1050—1250°. Повышение вспучивания слабовспучивающихся глин достигается введением добавок: пиритных огарков, древесных опилок, мелкого торфа, солярового масла, мазута, сульфитно-спиртовой барды в количестве 4% массы.

Производство керамзита включает (рис. 3.217): добычу глины в карьере и доставку ее на завод; переработку сырья и приготовление исходного полуфабриката — сырца для обжига; обжиг и охлаждение керамзита; сортировку его и при необходимости дробление или измельчение.

Для строительства автомобильных дорог применяют особый вид керамзита керамдор — искусственный щебень, гравий «ли песок, которые получают путем обжига гранулированных глинистых грунтов во вращающихся печах.

Рис. 3.27. Технологическая схема получения керамзита:
1, 26 — автомобили-самосвалы; 2 —приемный бункер; 3— ленточный транспортер; 4 — камне- выделительные вальцы; 5 – вальцы тонкого помола; 6 — двухвальные глиномешалки; 7 — дырчатые вальцы; 8, 10 — загрузочные камеры; 9 — сушильные барабаны; 11—ковшовые элеваторы; 12 — бункер запаса; 13 — пластинчатый питатель; 14 — вторые сушильные барабаны; 15 — холодильник; 16 — бункер готовой продукции; П — бункер для собирания пыли; 18—‘пластинчатый конвейер; 19 — решетка для подваров; 20 — автоматические весы; 21 — подвесной грохот; 22, 30 — лотковые питатели; 23 — камнедробилка; 24 — трехситовый грохот; 25 — силосы; 27 —железнодорожный вагон; 28 — автопогрузчик; 29 — бункер твердого топлива; 31 — комбинированная шнековая дробилка с вальцами; 32 — шнек; 33 — бункер молотого угля; 34 — шнеки; 35 — транспортер; 36 — ящичные подаватели

В технологии приготовления керамдора и керамзита много общего, но есть и особенности. Для изготовления керамдора используют глины и суглинки, отвечающие требованиям ГОСТ 9169—59. Для получения высококачественного материала охлаждение гранул от момента выгрузки из печи до температуры 550—600° идет со скоростью не более 20 град/мин. После охлаждения керамдор сортируется на фракции 5,5—10 мм и направляется в бункера или силосы для хранения. По данным Ленфилиала Союздорщги, стоимость 1 м3 керамдора — в пределах 5—110 руб. Целесообразность пр&изводства керамдора на местном сырье решается технико-экономическим расчетом в сопоставлении с привозными каменными материалами.

Для изготовления керамдора пригодны глины с числом пластичности 10—20 и содержанием окиси кремния ке менее 60—65%. Если применяют высокопластичные глины (число пластичности более 25), добавляют песок. Керамдор изготавливают тремя способами: мокрым, сухим и пластическим. При мокром способе используют высокодйсперсные глины в виде шлама влажностью 45—55%, при1 сухом — камневидное глинистое сырье (сухарные глины, аргиллиты, глинистые сланцы), которые засыпают в печь после дробления и отсева. Наиболее эффективен пластический способ, позволяющий шире использовать пластические глины и суглинки разного состава.

Цехи переработки металлургических шлаков. Отходы предприятий черной металлургии являются неисчерпаемым сырьем для дорожного строительства. Переработку шлаков производят непосредственно на металлургических заводах в специальных цехах. Доменные шлаки гранулируют, прибегая к резкому охлаждению шлакового расплава. При образовании мелких зерен- гранул происходит процесс закалки, приводящий к тому, что шлак в значительной степени сохраняет стекловидное строение. При закалке сохраняется скрытая теплота плавления, вследствие чего стеклообразные шлаки отличаются большой химической и гидравлической активностью, благодаря чему пригодны для производства цемента и строительства автомобильных дорог.

При мокрой грануляции шлаковый расплав из ковшей выливают в бассейн или желоб, наполненный водой. Под воздействием паров воды и газов, содержащихся в расплаве, последний распадается на гранулы диаметром до 10 мм. Насыпная объемная масса гранулированного шлака средней влажности от 15 до 50% по массе колеблется от 500 до 1000 кг/см3, удельная масса —в пределах 2,7—3 т/м3. Расход воды при мокрой грануляции достигает 1 м3 на 1 т гранулята.

Полусухой способ экономичнее в отношении расхода воды, но тяжелее для производства.

Охрана труда. Основными причинами, ухудшающими работу обслуживающего персонала КДЗ, являются пыль и шум. Наиболее интенсивный шум низко- и среднечастотного характера (примерно 108—114 дб) возникает при дроблении и грохочении камня. Высок уровень шума (106 дбу около грохотов первичной и вторичной сортировки щебня. Общий уровень шума в 100—110 дб создают процессы питания грохотов, перепада щебня в погрузочные бункеры, погрузка щебня в вагоны.

Уровень допускаемого шума установлен «Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий» (СН 245-63).

Для снижения шума устраивают звукоизолирующие укрытия и ограждения мест образования шума, выносят управление машинами и оборудованием в отдельные кабины, вводят дистанционное управление, автоматизацию КДЗ, Снижение шума достигают ограждением шумных цехов густыми защитными зонами. Это наиболее эффективно на стационарных КДЗ.

В качестве личных средств защиты против шумового воздействия пригодны ушные вкладыши из эластичного материала, располагаемые в наружной части слухового прохода. Эффективны наушники, плотно прикрывающие ушную раковину, акустический фильтр, который пропускает низкочастотные звуковые колебания, а высокие ослабляет. Уменьшая шум, наушники не снижают разборчивость речи. Поскольку шум вредно влияет на организм человека, необходим строгий контроль его уровня.

Производственный шум снижает работоспособность человека, уменьшает производительность труда.

На органы дыхания вредно действует производственная пыль, содержащаяся в воздухе. Пыль, не задержанная слизистой оболочкой дыхательйых путей, оседает в легких (размером 10—50 мкм), превращая с течением времени их ткань в фиброзную (пневмокониоз легких), которая не участвует в дыхательном процессе.

По своему дисперсному составу пыль КДЗ обладает повышенной проникающей способностью, повышенным содержанием кремнезема Si02. Такая пыль способствует заболеванию силикозом, который впоследствии переходит в туберкулез
легких.

Это осложнение наблюдалось у 70—80% заболевших силикозом, если они длительное время работали в условиях, когда содержание БЮг в пыли достигало 60—80%.

Поэтому, назначая предельную норму запыленности воздуха в цехах КДЗ, следует обратить особое внимание на содержание кремнезема в пыли, которое зависит от исходных горных пород. В граните 22—65% Si05, в его пыли 69—72; в известняковой породе 3—7 , в ее пыли 7—14; в песчаниковой пароде 30—76, в пыли 93—95.