Thiết kế máy ngón nghiền vừa

ong muốn của em là đề tài nghiên cứu này sẽ thực hiện được để góp một phần nhỏ trong việc nâng cao năng suất và chất lượng của các nhà máy sản xuất đá. Để nâng cao năng suất, cần có một sơ đồ công nghệ tốt, máy móc có năng suất cao. Trạm nghiền sàng đá răm xây dựng hiện nay phát triển rất đa dạng và phong phú. Hiện nay nước ta có rất nhiều nhà máy sản xuất đá răm xây dựng phục vụ cho sản xuất bê tông, xi măng. Với yêu cầu đặt ra là thiết kế một trạm nghiền sàng sản xuất đá răm xây dựng có công suất lên đến 150 (m3/h). Em đã nổ lực để hoàn thành đề tài trên với mong muốn góp một phần nhỏ sức lực của mình nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất của ngành sản xuất đá răm xây dựng ơ nước ta hiện nay.Với những kiến thức còn non kém không khỏi có những thiếu sót, mong các thầy cô giáo góp ý thêm để đề tài của em thêm hoàn thiện. Với nhiệm vụ thiết kế máy nghiền nón trong dây chuyền sản xuất đá răm xây dựng có công suất 150 m3/h . Em đã nổ lực hết mình để hoàn thiên đề tài. Máy nghiền nón là loại máy có năng suất cao, nghiền sạch và phân loại rất tốt. Nó có nhiều ưu điểm hơn so với các máy nghiền má, và ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi để nghiền đá răm, phục vụ cho công tác sản xuất xi măng, bê tông. Với đề tài nêu trên em đã tính toán thiết kế máy nghiền nón nghiền vừa có năng suất 225 m3/h, ở công đoạn 2 của dây chuyền sản xuất đá răm xây dựng. Với những kiến thức được học từ môn máy sản xuất vật liệu xây dựng và kiến thức tổng thể của các môn học chuyên ngành máy xây dựng em đã thiết kế xong máy nghiền nón nghiền vừa có năng suất 225 m3/h. Đồ án tốt nghiệp là đề tài quan trọng nhất trong nhất trong suốt quá trình học tập của mỗi sinh viên, đây là môn học tổng hợp nhằm chuẩn bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất để sau này ra trường có những kiến thức có bản để làm việc. Là một sinh viên khoa cơ khí xây dựng, ngành máy xây dựng cần trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất để là hành trang cho mỗi người sau khi đi ra ngoài đời làm việc. Em mong rằng qua việc làm đồ án tốt nghiệp sẽ một lần nữa củng cố kiến thức thật vững để là hành trang vào đời của em. Là tân kỹ sư tương lai em hy vọng sẽ góp một phần công sức vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Và đưa ngành cơ khí việt nam phát triển lên một tầm cao mới. Trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp, em đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của PGs.Ts Trần Văn Tuấn và cùng các thầy khác trong bộ môn máy Xây Dựng. Đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành, tuy nhiên do thời gian và khả năng có hạn, việc tìm hiểu kết cấu máy thực còn ít cho nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Em rất mong được sự góp ý của các thầy trong bộ môn máy XD để em có điều kiện nâng cao kiến thức. Hà Nội, ngày 05 tháng 06 năm 2009 Sinh viên Hồ Xuân Hải Chương 1. Tìm hiểu công nghệ khai thác đá và gia công đá xây dựng tại Việt Nam 1.1 Mỏ đá Vật liệu đá đã gắn liền với các công trình xây dựng của loài người. ở nước ta, đá gắn liền với rất nhiều các chủng loại công trình xây dựng như cung điện, lâu đài, đình, chùa, nhà cửa, đường giao thông, các công trình thuỷ lợi... Ngày nay, đá xây dựng là thành phần không thể thiếu của công tác bê tông trong xây dựng. Trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nhà nước đầu tư mở rộng hệ thống đường giao thông (đường bộ), hệ thống thủy lợi phục vụ nông nghiệp, xây dựng cơ sở hạ tầng kiến trúc với qui mô lớn thì nhu cầu về đá xây dựng càng trở nên cấp thiết. Dựa vào điều kiện tự nhiên thuận lợi, là vùng lãnh thổ có nguồn tài nguyên đá phong phú, các tỉnh thành như Hà Nam, Ninh Bình, Nghệ An đã và đang có nhiều trạm khai thác đá phục vụ cho nhu cầu sản xuất của các đơn vị trong tỉnh và một số tỉnh lân cận. * Sản phẩm đá xây dựng các loại của các mỏ đá cung cấp cho thị trường như sau: Tên mỏ tuyến khai thác Tên đơn vi khai thác Sản lượng năm (m3) Kế hoạch Thực hiện 1.Mỏ đá Kiện Khê - Thanh Liêm + Tuyến núi Bùi - Công ty cổ phần đá vôi Hà Nam - Xí nghiệp đá Phủ lý(Bộ GTVT) 200.000 200.000 100.000 150.000 - HTX Thanh Lâm + HTX Tây Hà - Các công ty TNHH + tổ hợp nhỏ Không có Không có 150.000 200.000 + Tuyến Rừng Mơ - Chi nhánh sông Đà 8 - Công ty đá Việt úc 250.000 300.000 200.000 250.000 + Tuyến Đồng hấm - Một số tổ hợp nhỏ Không có 20.000 2. Mỏ đá Gia Thanh - Gia Viễn - Ninh Bình - Công ty TNHH Phúc Lộc Không có 120.000 3. Mỏ đá Thanh Nghị - Thanh Liêm - Công ty cổ phần đá vôi Hà Nam - Các công ty TNHH + các tổ hợp Không có Không có 80.000 150.000 4. Các mỏ đá thuộc huyện Kim Bảng - Các công ty TNHH + các tổ hợp - Công ty VIMECO-VINACONEX Không có 300.000 150.000 120.000 Cộng 1.690.000 * Tình hình sản xuất của các mỏ đá: + Trong các mỏ khai thác thác trên, quy mô sản xuất, khối lượng sản phẩm vẫn tập trung chủ yếu tại các mỏ Kiện Khê (chiếm tỉ trong 70%). Các mỏ đá còn lại tương đối độc lập, mức độ ảnh hưởng đến mỏ Kiện Khê không đáng kể. Với nhu cầu thị trường của khu vực tại thời điểm hiện nay theo nhận định của các nhà sản xuất và nhà cung ứng ở mức xấp xỉ 1,8 tr m3. Mặc dù sản lượng thực tế của khu vực có mức tăng trưởng từ 15- 20 % năm, nhưng tại thời điểm hiện tại, khả năng cung ứng còn thấp hơn so với nhu cầu của thi trường, cần đáp ứng khoảng 110.000m3/ năm. + Tại mỏ đá Kiện Khê, tuyến khai thác Núi Bùi là tuyến khai thác có sản lượng lớn nhất: 600.000m3/ năm (chiếm 60% sản lượng của mỏ Kiện Khê và 42% tổng sản lượng của các mỏ trong khu vực). Tuy vậy, thực trạng của tuyến khai thác này như sau: Do thời gian khai thác dài (bằng biện pháp khai thác thủ công đối với nhân dân địa phương đã có khoảng 100 năm lại đây; khai thác bằng phương tiện máy móc có từ những năm 1960), đến nay trữ lượng đá của tuyến Núi Bùi chỉ còn khoảng 3.000.000 m3. Với tốc độ khai thác hiện nay thì chỉ trong khoảng 3-4 năm nữa, tuyến này sẽ hết khả năng khai thác. + Sau khi tuyến khai thác Núi Bùi hết khả năng khai thác, việc mở các tuyến khai thác mới (tại Đồng Hấm và Đồng Bầu) chưa thể đáp ứng kịp thì sản lượng đá xây dựng cung cấp cho thị trường của mỏ Kiện Khê thực tế trong tình trạng như sau : Giảm do mất nguồn tài nguyên khai thác = 600.000 m3/ năm Khả năng đáp ứng còn thiếu = 110.000 m3/ năm Mức tăng trưởng của các tuyến còn lại = 150.000 m3/ năm Sản lượng còn thiếu cần bù đắp = 560.000 m3/ năm Lựa chọn dây chuyền sản xuất Dựa vào nghiên cứu khảo sát nhu cầu của thị trường, khả năng cung ứng của các trạm khai thác đá trong khu vực hiện tại. Cùng với sự phát triển mở rộng của các trạm khai thác này và kế hoạch đầu tư của các nhà đầu tư khác trong thời gian tới. Đồng thời dựa vào nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp, ta lựa chọn quy mô đầu tư như sau: Hai dây chuyền công nghệ khai thác và chế biến đá hiện đại hoạt động song song đảm bảo tổng công suất đạt được là ≥ 150 m3/h . Sản phẩm đạt được của dây chuyền Với mục đích của dự án là nghiên cứu lập dự án trạm khai thác đá xây dựng nên sản phẩm đá lựa chọn của phương án bao gồm: Đá 0- 10 mm: + Các đặc điểm chủ yếu: Có kích thước < 10mm. Các loại đá này là sản phẩm tận thu trong quá trình sơ chế và gia công. + Công dụng: Dùng trong xây dựng làm gạch block Các sản phẩm phế thải. Đá 10- 20 mm: + Các đặc điểm chủ yếu: Đá thành phẩm có kích thước từ 10mm đến 20 mm được gia công có nhiều góc cạnh, lượng hạt dẹt và dài bị hạn chế trong thành phẩm, không lẫn tạp chất hữu cơ hay các chất có tính ăn mòn gây hại. Cường độ chịu nén trung bình đạt ³ 900kG/cm2. + Công dụng: Sản phẩm này đặc biệt thích ứng cho việc sản xuất các kết cấu bê tông đổ tại chỗ hoặc các cấu kiện bê tông đúc sẵn cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông, thuỷ lợi. Đá 20- 40 mm: + Các đặc điểm chủ yếu: Đá thành phẩm có kích thước 20 mm đến 40 mm được gia công có nhiều góc cạnh, lượng hạt dẹt và dài bị hạn chế trong thành phẩm, không lẫn tạp chất hữu cơ hay các chất có tính ăn mòn gây hại. Cường độ chịu nén trung bình đạt ³ 900kG/cm2. + Công dụng: Sản phẩm này được dùng trong sản xuất bê tông asphant trong xây dựng đường bộ, bê tông xi măng trong xây dựng các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, làm lớp đá đệm trong việc xây dựng đường sắt. 1.2 Công nghệ khai thác đá Quy trình khai thác đá : Khai thác đá. Khoan nổ mìn cắt tầng theo lớp nghiêng bằng máy khoan đập xoay Sơ chế, trung chuyển nguyên liệu Khoan, đập đá có kích thước lớn hơn kích cỡ cho phép nạp vào máy nghiền bằng khoan cầm tay và các dụng cụ khác. Sử dụng máy xúc tiện vận chuyển cơ giới nạp nguyên liệu vào máy nghiền.và phương Gia công các sản phẩm đá qua dây chuyền nghiền sàng, được tính toán lựa chọn phù hợp với quy mô công suất yêu cầu. Xử lý sản phẩm, tập kết sản phẩm vào bãi chứa và xuất sản phẩm bằng băng tải và phương tiện vận chuyển cơ giới (máy xúc + ô tô). Các công tác chính trong quy trình sản xuất : + Công tác khoan + Công tác nổ mìn + Công tác bốc xếp và vận chuyển đá từ mỏ khai thác về xưởng sản xuất + Công tác nghiền + Công tác sàng + Công tác tập kết sản phẩm vào bãi chứa bằng băng tải + Công tác xuất sản phẩm bằng phương tiện vận chuyển cơ giới 1.2.1 Công tác khoan Các phương pháp khoan Quá trình khoan bao gồm sự phá vỡ đất đá ở gương lỗ khoan bằng dụng cụ khoan và lấy sản phẩm phá vỡ (phoi khoan) ra khỏi lỗ khoan. Đối với tất cả các phương pháp khoan, khi khoan đều phải thực hiện những khâu chủ yếu như sau: chuẩn bị và đặt máy khoan, khoan( phá vỡ đất đá) và lấy sản phẩm ra khỏi lỗ khoan, lắp ti khoan để đạt được độ sâu yêu cầu, tháo nó ra khi kết thúc công việc, thay đầu khoan đã bị mòn và di chuyển máy khoan đến vị trí mới. Tính đa dạng của các phương tiện và phương pháp khoan đòi hỏi phải phân loại chúng theo những đặc điểm khác nhau: a. Theo bản chất ứng suất phá vỡ đất đá + Khoan cơ học: đất đá bị phá vỡ do phát triển trong nó ứng suất cơ. Khoan cơ học bao gồm: khoan đập, khoan xoay, khoan đập - xoay, khoan xoay- đập, khoan siêu âm, khoan điện thuỷ lực, nổ tạo lỗ khoan và khoan thuỷ lực. + Khoan nhiệt: sự phá vỡ đất đá do phát triển đất đá ứng suất nhiệt. Phương pháp khoan nhiệt bao gồm: khoan nhiệt, khoan plazma, khoan điện - nhiệt. b. Theo các dạng truyền năng lượng cho đất đá + Phương pháp tiếp xúc: khoan đập, khoan xoay, khoan đập - xoay, khoan xoay- đập, khoan điện - nhiệt và nổ tạo lỗ khoan. + Phương pháp không tiếp xúc: Khoan nhiệt, khoan plazma, khoan thuỷ lực, khoan điện thuỷ lực và khoan siêu âm. c. Theo phương pháp tác dụng lên đất đá + Phá vỡ đất đá bằng dụng cụ cứng: Khoan đập, khoan xoay, khoan đập- xoay và khoan xoay- đập. + Phá vỡ bằng khí: Phương pháp nổ tạo lỗ khoan. + Phá vỡ bằng chất lỏng: khoan thuỷ lực và khoan điện- thuỷ lực. + Phá vỡ bằng dòng điện: khoan nhiệt điện và xung lượng điện. + Phương pháp phối hợp: khí và nhiệt, chất mài mòn và chất lỏng (khoan siêu âm). d. Theo sơ đồ phá vỡ gương lỗ khoan + Khoan lấy mẫu: Khoan vòng quanh tiết diện gương lỗ khoan, phần đất đá ở giữa không bị phá vỡ (gọi là mẫu và được lấy lên khỏi mặt đất nhờ cơ cấu đặc biệt). + Khoan phá vỡ toàn bộ gương lỗ khoan: dụng cụ khoan phá vỡ toàn bộ diện tích gương lỗ khoan. e. Theo phương pháp lấy sản phẩm phá vỡ ra khỏi lỗ khoan + Phương pháp khoan với sự làm sạch lỗ khoan theo chu kỳ. + Phương pháp khoan với sự làm sạch lỗ khoan liên tục. f. Theo dạng năng lượng sử dụng. + Khoan tay: tất cả các khâu đều được thực hiện bằng tay. + Khoan máy:(nhờ năng lượng điện, khí ép thuỷ lực): tất cả mọi quá trình khoan được thực hiện bằng các cơ cấu khác nhau. Một cách tổng quát có thể phân tất cả các phương pháp khoan thành 2 nhóm: Khoan cơ học và khoan vật lý - cơ. + Những phương pháp khoan cơ học bao gồm: Khoan xoay, khoan đập, khoan đập- xoay, khoan xoay- đập. Đây là những phương pháp phổ biến và dược sử dụng nhiều trong công tác khai thác mỏ. + Những phương pháp khoan vật lý cơ bao gồm: Khoan nhiệt, nổ tạo lỗ khoan, khoan thuỷ lực, khoan điện- thuỷ lực, phương pháp siêu âm . Trong các phương pháp khoan vật lý cơ kể trên người ta mới sử dụng ở mỏ phương pháp khoan nhiệt và phương pháp nổ tạo lỗ khoan, còn những phương pháp còn lại đang ở giai đoạn hoàn thiện và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. 1.2.2 Đặc điểm của một số phương pháp khoan hay dùng và ưu nhược điểm của từng loại a. Khoan xoay Dụng cụ khoan được quay quanh trục trùng với trục lỗ khoan và đồng thời truyền lên gương lỗ khoan một lực ấn xác định. Lực dọc trục P0 cần lớn hơn giới hạn bền nén của đất đá trên bề mặt tiếp xúc giữa lưỡi cắt của dụng cu khoan với đất đá. Khi đó xảy ra sự phá vỡ liên tục do nén và cắt các phần tử đất đá từ gương lỗ khoan. Sản phẩm phá vỡ được lấy ra khỏi lỗ khoan nhờ ti xoắn, nước hoặc khí nén. ở các mỏ khai thác, người ta sử dụng khoan xoay bằng lưỡi cắt nhờ máy khoan xoay, khoan cột, máy khoan ti xoắn và khoan bằng dụng cụ khoan kim cương. + Ưu điểm: Cải thiện tốt điều kiện vê sinh công nghiệp, sử dụng đơn giản, năng suất cao trong đất đá mềm. + Nhược điểm: Nếu độ cứng và độ mài mòn của đất đá lớn sẽ tăng đáng kể độ mòn của dụng cụ khoan, giảm tốc độ khoan và khoan xoay sẽ trở nên không kinh tế. b. Khoan đập Dụng cụ khoan đập vào gương lỗ khoan và đất đá bị pha vỡ dưới lưỡi của dụng cụ khoan. Sau mỗi lần đập, dụng cụ khoan xoay di một góc nhất định, đảm bảo phá vỡ liên tiếp toàn bộ diện tích gương lỗ khoan và tạo thành tiết diện tròn. Khoan đập được sử dụng với đất đá có hệ số độ cứng f ≥ 6. Đây là phương pháp khoan có năng suất thấp, hiệu quả không cao. Hiện nay nó ít được sử dụng trên toàn thế giới, còn ở Việt Nam nó vẫn được sử dung ở một số mỏ lộ thiên. Tuy nhiên, trong tương lai không xa, nó sẽ được thay thế toàn bộ bằng các loại máy khoan hiện đại hơn và có năng suất cao hơn. c. Khoan đập - xoay Dụng cụ khoan là bộ phận đập chìm và búa khoan với cơ cấu quay độc lập. Dụng cụ khoan xoay liên tục và đập vào gương lỗ khoan. Đất đá bị phá vỡ là do sự tác động của đầu khoan khi đập. Phương pháp khoan đập - xoay được sử dụng rộng rãi ở các mỏ hầm lò cũng như các mỏ lộ thiên có sản lượng nhỏ hoặc trung bình, để khoan lỗ thẳng đứng hoặc nghiêng đường kính 85 -110 mm và chiều sâu đến 40m. d. Khoan xoay - đập Dụng cụ khoan được xoay liên tục với lực dọc trục lớn đập vào gương lỗ khoan. Đất đá bị phá vỡ là do tác động của dụng cụ khoan khi đập và do sự vỡ lở đất đá khi xoay. So với khoan xoay và búa khoan đập thì khoan xoay đập có nhiều ưu điểm khi khoan đất đá có độ cứng trung bình. So với khoan xoay thì khoan xoay - đập có độ bền chồng khoan lớn hơn, tốc độ khoan cao hơn. So với khoan đập thì khoan xoay- đập có độ bền lưỡi khoan lớn hơn, tốc độ khoan cũng cao hơn, có thể điều chỉnh lực dọc trục, tần số xoay và năng lượng đập phù hợp với độ cứng của đất đá. Nhược điểm chính của khoan xoay- đập là: chi phí năng lượng lớn hơn so với khoan đập, hiệu quả kém khi khoan đất đá rất cứng, kích thước và trọng lượng máy khoan lớn làm hạn chế lĩnh vực sử dụng của nó. Thực nghiệm cho thấy khoan xoay đập được sử dụng hợp lý nhất trong đất đá có hệ số độ cứng f từ 5-6 và 12-14. * Lựa chọn phương pháp khoan Với qui mô dự án là qui mô nhỏ, dựa vào báo cáo địa chất của khu vực và những ưu nhược điểm của các phương pháp khoan kể trên, ta lựa chọn phương pháp khoan đập - xoay. Phương pháp khoan này có những ưu điểm hơn hẳn so với phương pháp khoan xoay và phương pháp khoan đập. So với phương pháp khoan xoay- đập, với qui mô dự án nhỏ, sử dụng phương pháp khoan này giảm được chi phí năng lượng, dễ dàng di chuyển tới vi trí mới nên làm tăng năng suất, tăng hiệu quả sử dụng. 1.2.3 Công tác nổ mìn * Các loại chất nổ công nghiệp - Phân loại chất nổ công nghiệp a. Theo mức độ nguy hiểm khi bảo quản và vận chuyển, vật liệu nổ được chia thành 5 nhóm: + Chất nổ chứa nitrô ête lỏng lớn hơn 15%, gecxôgen, tetrin. + Chất nổ chứa nitrat amon, trôtin, nitrô ete lỏng nhỏ hơn 15%; gecxôgen kém nhạy và dây nổ. + Thuốc đen khói và không khói. + Kíp nổ và rơ le vi sai. + Lượng thuốc nổ để khoan và các loại đạn bên trong có bộ phận làm nổ. b. Theo điều kiện an toàn khi sử dụng, các loại chất nổ được phân thành 2 nhóm và 6 loại: - Nhóm I là loại chất nổ thường dùng, nó bao gồm 2 loại: + Loại I dùng để nổ trên mặt đất + Loại II dùng để nổ ở lộ thiên và hầm lò không gây nguy hiểm về khí và bụi nổ. - Nhóm II là chất nổ an toàn, nó bao gồm: + Loại III là chất nổ có công suất cao, độ an toàn thấp đối với những gương đá của mỏ than hầm lò nguy hiểm về nổ khí và bụi. + Loại IV là chất nổ công suất trung bình, độ an toàn trung bình, dùng để nổ mìn khi khai thác than ở hầm lò nguy hiểm về khí và bụi nổ. + Loại V là chất nổ có độ an toàn cao dùng để nổ than và đất đá trong những điều kiện đặc biệt nguy hiểm. + Loại VI là chất nổ có độ an toàn rất cao, dùng để nổ than và đất đá trong lò chợ, đào phễu tháo quặng và lò nối trong những điều kiện nguy hiểm nhất về khí mêtan và bụi than. c. Theo thành phần, chất nổ công nghiệp được chia thành: chất nổ chứa nitrat amôn (amônít, đinamôn, grannulít, igđanít), chất nổ trên cơ sở nitrô ete lỏng, chất nổ chứa hợp chất nitrô. - Nguyên tắc lựa chọn chất nổ trong khai thác mỏ lộ thiên Trên mỏ lộ thiên, đất đá chủ yếu được phá vỡ bằng lượng thuốc nổ trong lỗ khoan thẳng đứng hoặc nghiêng đường kính 100 - 320 mm. Để đập vỡ lần 2 sử dụng lượng thuốc trong lỗ khoan nhỏ và lượng thuốc đắp ngoài: + Trên mỏ lộ thiên có thể sử dụng chất nổ có đường kính tới hạn (hơn 100mm), nghĩa là có khả năng kích nổ thấp trong lượng thuốc đường kính nhỏ. Đó là các loại chất nổ hạt, nó đảm bảo đập vỡ đất đá đều đặn hơn. + Khi phá vỡ đất đá trên mỏ lộ thiên không yêu cầu khắt khe về lượng khí độc sinh ra khi nổ mìn, vì vậy có thể sử dụng những loại chất nổ có cân bằng ôxi khác không. + Trên mỏ lộ thiên yêu cầu nạp nhiều lỗ khoan trong thời gian ngắn. Vì vậy chất nổ cần đảm bảo độ tơi, không vón cục, ít bụi, độ nhạy thấp đối với các tác động cơ học. + Khi nạp lỗ khoan có nước thì sử dụng loại chất nổ ổn định nước có mật độ lớn hơn 1g/cm3 đảm bảo chìm tốt trong nước. Hỗn hợp chất nổ với nước cần có độ ổn định kích nổ. + Lĩnh vực sử dụng chất nổ chứa nước sẽ tăng lên đáng kể theo mức độ hoàn thiện công nghệ nạp cơ giới và nâng cao độ ổn định của nó với nước. Chất nổ chứa nước cần có độ ổn định lâu dài trong lỗ khoan có nước chảy. Điều đó cho phép trên những đối tượng lớn sử dụng chất nổ được chế tạo tại vị trí sử dụng nó. + Để nạp và nổ những lỗ khoan biên cần thiết sản xuất những lượng thuốc nổ dây. 1.2.4 Các phương pháp làm nổ lượng thuốc a. Khái niệm và phân loại: Trong công nghiệp người ta thường dùng lượng thuốc nổ có độ nhạy cao được chứa trong kíp nổ thường, kíp điện hoặc dây nổ để làm xung lượng ban đầu. Tuỳ theo đặc tính của lượng thuốc nổ chính có thể kích nổ trực tiếp hoặc gián tiếp qua mồi nổ trung gian. Phụ thuộc vào phương pháp kích nổ mồi nổ, người ta chia thành 3 phương pháp làm nổ lượng thuốc như sau: + Nổ bằng cách đốt + Nổ bằng điện + Nổ bằng dây nổ b. Ưu nhược điểm và lĩnh vực sử dụng của các phương pháp kích nổ mồi nổ: Nổ bằng cách đốt: + Nổ mìn bằng dây cháy chậm có thể sử dụng ở mỏ hầm lò và mỏ lộ thiên không có nguy cơ về nổ khí và bụi. Nổ mìn bằng dây cháy chậm cấm dùng trong các trường hợp sau: Mỏ có nguy cơ nổ khí và bụi Lò giếng hoặc lò dốc lớn hơn 300 ở những nơi đường rút lui của công nhân đốt mìn gặp khó khăn. + Ưu điểm: Nổ mìn bằng cách đốt dây cháy chậm có ưu điểm là đơn giản khi thi công và giá thành hạ. + Nhược điểm: Nổ mìn bằng cách đốt dây cháy chậm có nhược điểm là nguy hiểm vì thợ nổ mìn ở trực tiếp gần lượng thuốc khi sắp sửa nổ, lượng khí độc sinh ra nhiều, chất lượng đập vỡ kém so với phương pháp khác. Nổ mìn điện: + Nổ mìn điện có thể sử dụng ở tất cả các dạng công tác nổ + Ưu điểm của phương pháp nổ mìn điện là có khả năng nổ đồng thời hoặc thứ tự từng lượng thuốc, từng hàng lượng thuốc (nổ vi sai); lượng khí độc sinh ra ít nhất so với các phương pháp làm nổ khác; có cơ sở tin cậy cao vì được đo và kiểm tra mạng nổ bằng máy móc. + Nhược điểm cơ bản của nổ mìn điện là phức tạp khi tính toán và đấu ghép mạng nổ, nguy hiểm khi rò điện, đặc biệt với mổ kim loại, nguy hiểm khi đang thi công gặp thời tiết giông bão; giá thành đắt so với phương pháp làm nổ bằng cách đốt. Nổ mìn bằng dây nổ: + Nổ mìn bằng dây nổ có thể sử dụng rộng rãi ở tất cả các dạng công tác nổ, phổ biến là ở các mỏ lộ thiên. + Ưu điểm của phương pháp làm nổ bằng dây nổ là có thể nổ đồng thời hoặc thứ tự hàng loạt lượng thuốc nổ; chuẩn bị mồi nổ, đấu ghép và kiểm tra đơn giản, dễ dàng, an toàn khi tiến hành công tác nổ. + Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành cao c. Lựa chọn phương pháp làm nổ lượng thuốc: Với các ưu, khuyết điểm như trên của cả ba phương pháp và dựa vào điều kiện thực tế tại địa phương: Hà Nam nói riêng và nước ta nói chung nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, số ngày mưa trong năm nhiều. Ngoài ra, công tác an toàn lao động đang ngày càng trở nên quan trọng. Ta lựa chọn phương pháp nổ mìn bằng dây nổ. đường vận chuyển vật liệu ra đường quốc lộ 1.3 Giới thiệu mặt bằng mỏ đá và sơ đồ quy hoạch 1.4 Giới thiệu công nghệ gia công đá - nghiền đá. Giới thiệu chung về trạm nghiền sàng và sơ đồ công nghệ gia công đá Tổ hợp trạm nghiền sàng (ảnh minh họa) Trạm nghiền sàng đá là một tổ hợp các máy nghiền sàng và các thiết bị khác được bố trí theo một chu trình nhất định để sản xuất các sản phẩm đá xây dựng. Trong các nhà máy nghiền sàng và gia công đá răm thường phải có các quá trình sau: Vận chuyển vật liệu từ nơi khai thác, nghiền vật liệu, rửa vật liệu (nếu cần), phân loại, bảo quản sản phẩm và loại bỏ phế liệu. Sơ đồ dây chuyền thiết bị: Sơ đồ công nghệ của nhà máy nghiền sàng được xác định theo các đặc tính của vật liệu trước khi nghiền, những yêu cầu đối với sản phẩm nghiền, những thiết bị có thể sử dụng được, năng suất của nhà máy. Sơ đồ công nghệ của nhà máy có thể có các loại: Sơ đồ 1 công đoạn nghiền, sơ đồ 2 công đoạn nghiền, sơ đồ 3 và 4 công đoạn nghiền, có thể làm việc với chu trình kín hoặc hở theo từng máy móc thiết bị. Sơ đồ nghiền 1 công đoạn: Quá trình nghiền được thực hiện trong một máy từ kích thước của vật liệu trước khi nghiền đến kích thước cần thiết của sản phẩm. Sơ đồ này được sử dụng khi khối lượng công việc nhỏ và mức độ nghiền thấp (i = 3-5). Trên thực tế sơ đồ này ít được sử dụng vì khó có thể đạt được thành phần hạt và kích thước sản phẩm theo yêu cầu. Trong sản xuất hiện nay thường sử dụng sơ đồ 2 và 3 công đoạn nghiền, trong đó quá trình nghiền được thực hiện 2 hoặc 3 lần trong các máy khác nhau. Quá trình nghiền qua nhiều công đoạn cho phép máy sử dụng một cách tốt nhất. Tăng tổng số công đoạn nghiền sẽ làm tăng vốn đầu tư; vật liệu còn có thể bị nghiền lại, làm tốn năng lượng, tăng giá thành sản phẩm. Bởi vậy khi chọn sơ đồ công nghệ nên chọn số công đoạn ít nhất có thể được. Mức độ nghiền thô và trung bình của một máy thường là 3 - 7. Như vậy, từ mức độ nghiền chung của nhà máy mà ta có thể lựa chọn sơ đồ công nghệ với số công đoạn nghiền xác định. 1.4.1 Khái niệm chung về vật liệu nghiền và quá trình nghiền a. Quá trình nghiền Nghiền là quá trình làm giảm kích thước của hạt vật liệu từ kích thước ban đầu đến kích thước sử dụng. Trong quá trình nghiền đá thì đá vào phải qua các công đoạn khác nhau mới thành ra sản phẩm cuối cùng. Tuỳ theo độ lớn của sản phẩm nghiền, người ta phân biệt nghiền hạt và nghiền bột. Phụ thuộc vào kích thước sản phẩm người ta phân thành các loại sau : Nghiền hạt : + Nghiền thô 100 á 350 mm + Nghiền vừa 40 á 100 mm + Nghiền nhỏ 5 á 40 mm Nghiền bột : + Bột thô 5 á 0,1 mm + Bột mịn 0,1 á 0,05 mm + Bột siêu mịn < 0,05 mm b. Tính chất cơ bản của vật liệu nghiền Khi sử dụng máy nghiền ta cần phải quan tâm đến các tính chất sau đây của vật liệu nghiền: * Độ bền: Độ bền của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá hủy của chúng dưới tác dụng của ngoại lực. Độ bền được đặc trưng bằng giới hạn bền nén và giới hạn bền kéo. * Độ giòn :Đặc trưng cho khả năng bị phá huỷ của vật liệu dưới tác động của lực va đập. Vật liệu giòn có sự sai khác rất lớn giữa giới hạn bền nén và bền kéo. Xác định độ giòn bằng thiết bị thí nghiệm va đập. Dựa vào số lần va đập cần thiết để làm vỡ vật liệu người ta phân thành các loại sau: + Rất giòn : dưới 2 lần va đập + Giòn : 2 á 5 lần va đập + Dai : 5 á 10 lần va đập + Rất dai : > 10 lần va đập Khi làm việc với các vật liệu có độ giòn khác nhau thì tính năng của máy cũng thay đổi theo. Tính giòn tăng lên thì năng lượng nghiền giảm đi và năng suất tăng theo. 1.4.2 Lựa chọn các phương pháp nghiền và các thiết bị kèm theo Để thực hiện nghiền đá có thể thực hiện nghiền một giai đoạn, hoặc có thể nghiền hai giai đoạn. Với phương án nghiền một giai đoạn đá được đưa vào nghiền trực tiếp để ở đầu ra có được sản phẩm, với phương án này thì nguyên liệu vào chỉ qua một chu trình nghiền rồi chuyển thành sản phẩm, có thể thấy máy không nghiền hiệu quả do không có quá trình nghiền sơ bộ - quá trình nghiền xảy ra khốc liệt dẫn tới máy hoạt động mòn nhanh và chất lượng không ổn định. Phương án nghiền hai giai đoạn sử dụng hai quá trình nghiền là quá trình nghiền sơ bộ, sau đó là quá trình nghiền tinh. Đá được làm nhỏ dần qua máy nghiền thô, sản phẩm của quá trình này được chuyển đến máy nghiền tinh, như vậy qua hai quá trình nghiền kích thước đá được giảm đi để phù hợp với kích thước nạp đá của mỗi loại máy nghiền. Phương án này sử dụng máy nghiền với khả năng của nó, máy nghiền sẽ hoạt động có hiệu quả trong thời gian dài, tuy nhiên cần có thêm bộ phận chuyển liệu giữa các bộ phận như vậy kết cấu có thể cồng kềnh hơn. Kết quả của phương án này là sản phẩm đầu ra đạt được yêu cầu. 1.4.3 Lựa chọn máy nghiền sơ bộ trong phương án nghiền đá đã chọn Thực tế hiện nay để nghiền sơ bộ đá người ta có thể sử dụng 3 loại máy: Máy nghiền trục lăn, máy nghiền má, và máy nghiền nón. Để chọn loại máy nghiền thì người ta có thể dựa vào trước hết yêu cầu công nghệ của quy trình như : xem xét độ cứng của vật liệu, tỷ số nghiền i, đặc điểm kết cấu máy và năng suất cho dây chuyền nghiền cùng với khả năng chế tạo trong nước các thiết bị thay thế, hiệu quả kinh tế. Vấn đề quan trọng trong việc chọn thiết bị phục vụ là có nhiều phương án với các loại máy khác nhau nhưng không hẳn máy nào cũng có toàn ưu điểm do vậy cần cân nhắc khi chọn máy sao cho đạt hiệu quả thiết thực. Mặt khác người chọn máy có thể chọn ra tiêu chí nào là quan trọng đối với việc chọn máy rồi đánh giá tiêu chí quan trọng nhất. Máy nghiền nón: Để nghiền sơ bộ đá có thể dùng loại nghiền nón thô và trung bình. Khi máy nghiền làm việc do quá trình nghiền và xả là đồng thời, vùng nghiền và vùng xả thay đổi nên loại máy này hiệu quả khi năng suất yêu cầu khá lớn. Tỷ số nghiền đạt được theo yêu cầu, kích thước sản phẩm đồng đều, sản phẩm ít bụi. Máy làm việc êm dịu, không yêu cầu đặt bánh đà. Nhược điểm là kết cấu của máy phức tạp, giá cao, thiết bị thay thế khó tìm và đắt. Máy nghiền trục lăn: Khi dùng để nghiền sơ bộ đá loại máy này đảm bảo mức độ nghiền yêu cầu i = 4 á 6 nhưng máy lại có nhược điểm là làm việc có hiệu quả với những vật liệu dẻo, yêu cầu phải đảm bảo được tỷ số giữa đá nạp và đường kính của trục. Cấu tạo của máy tương đối đơn giản nhưng thường dùng các bộ truyền lớn nên khả năng chế tạo và thay thế khó khăn trong điều kiện của nước ta hiện nay. Máy nghiền má lắc đơn giản: Kết cấu của loại máy này tương đối phức tạp, chế tạo khó khăn. Máy này có ưu điểm là nghiền được tất cả các loại đá khác nhau. Tỉ số nghiền và năng suất đạt được yêu cầu đề ra. Máy nghiền loại này phát huy được lực nghiền tại vùng nghiền đá do hành trình nhỏ. Do đó thường thích hợp cho các loại đá có kích thước lớn và bền. Viên đá sản phẩm không được đồng đều do không có hiện tượng đảo đá trong vùng nghiền, số lượng bụi và bột đá ít. Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp: Loại này có kết cấu đơn giản nhất so với các loại máy nghiền ở trên. Máy đảm bảo tỉ số nghiền cần thiết i = 4 á 8, năng suất không lớn, phù hợp với dây chuyền nghiền. Máy có lực nghiền tại cửa nạp nhỏ hơn so với loại máy nghiền má lắc đơn giản cùng loại, nên việc nghiền đá tương đối thích hợp. Đá trong buồng nghiền được đảo do đó tạo ra sản phẩm có kích thước đồng đều. Nhược điểm lớn của loại này là quá trình làm việc có sự mài mòn khốc liệt do sự trượt tương đối giữa vật liệu và má nghiền, sản phẩm có nhiều hạt nhỏ, bụi và bột. Qua việc phân tích các ưu điểm, nhược điểm chủ yếu các loại máy nghiền trên đây, ta có thể chọn loại máy nghiền má chuyển động lắc đơn giản dùng để nghiền sơ bộ đá trong dây chuyền sản xuất đá vì loại này có nhiều ưu điểm phù hợp với các yêu cầu đặt ra. CHƯƠNG 2. LậP DÂY CHUYềN CÔNG NGHệ CHO TRạM NGHIềN SàNG Đá RĂM XÂY DựNG Với đề tài đặt ra là thiết kế trạm nghiền sàng sản xuất đá dăm có công suất 150 m3/h. Ta chọn sơ đồ công nghệ gồm hai giai đoạn như sau. 2.1 Chọn sơ đồ sơ bộ công nghệ sản xuất Mức độ nghiền chung được tính theo công thức: I =. Với mức độ nghiền này không thể nghiền trong một công đoạn được vì vậy ta dùng sơ đồ 2 công đoạn. 2.2 Chọn máy nghiền công đoạn 1 2.2.1 Chọn loại máy Chọn máy nghiền công đoạn đoạn (I) cần có cửa nạp rộng, lực nghiền lớn, năng suất đủ đáp ứng năng suất yêu cầu. Do vậy ta có thể lựa chọn máy nghiền má hoặc máy nghiền nón thô cho công đoạn này. Máy được lựa chọn cần có các thông số phù hợp: kích thước lớn nhất của vật liệu đưa vào nhỏ hơn hoặc bằng kích thước lớn nhất mà máy cho phép. Năng suất máy cần lớn hơn so với năng suất cho trước theo đề bài. Năng suất lý thuyết ở công đoạn I : Nlt = (m3/h) Trong đó: Nlt : năng suất lý thuyết tính toán Nyc : năng suất thực tế yêu cầu k : hệ số kể đến việc nạp đá không đều; k = 1,12 ksd : hệ số sử dụng thời gian; ksd = 0,95 => Nlt = (m3/h) Ta chọn 2 phương án như sau PA1 sự dụng 2 máy nghiền má lắc phức tạp có kí hiệu CM - 886 , còn PA2 sự dụng máy nghiền côn thô có ký hiệu kkD-900 Hình 2. 1 Máy nghiền má lắc phức tạp. (ảnh minh họa) Tên máy PA1_CM886 PA2_KKD900 Kích thước cửa nạp BxL(mm) 900 x 1200 900 Kích thước đá nạp Dmax (mm) 700 750 Kích thước khe xả b (mm) 90130 75180 Năng suất Q (m3/h) 100160 230400 Công suất N (kW) 100 250 Trọng lượng máy._.