РЕФЕРАТ
ПО ПРОИЗВОДСТВУ
Производствоглиняного кирпича
1 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ИВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ В КАРЬЕРЕ
Перед началом работ по добыче глины в карьерах проводятподготовительные и вскрышные работы, обеспечивающие в дальнейшем нормальнуюбесперебойную работу по добыче.
При подготовительных работах удаляют растительность, устраняют водоотводныеканавыьи подъездныепути.
Для расчистки площадей, заросших кустарником и редкими небольшимидеревьями, применяют кусторезы.
Для корчевания крупных пней, валки деревьев диаметром до 35 см, срезкикустарников и рыхления почвы используют навесные корчеватели.
В процессе подготовительных работ особое внимание надо уделятьустройству подъездных путей к карьеру.
При вскрышных работах удаляют растительный слой, почву, подзол,песок, т. е.- все непригодные для производства слои, покрывающие толщу глины.
Землеройное оборудование и способ вскрышных работ выбирают всоответствии с особенностями месторождения и рельефа местности на основепроекта разработки карьера.
Для вскрышных работ применяют колесные скреперы, бульдозеры,иногда многоковшовые экскаваторы, а в отдельных случаях гидромониторы. Скреперына гусеничном тракторе с гидравлическим или канатным управлением выполняют всеоперации, связанные не только со снятием, но и с транспортированием добытогогрунта к месту его отвала или выгрузки. Скреперы отличаются высокойпроходимостью и маневренностью.
Для вскрышных и планировочных работ в глиняных карьерах применяюттакже бульдозеры. Грунт режут и перемещают отвалом бульдозера, смонтированнымна тракторе с канатным или гидравлическим управлением. Бульдозеры используютпри дальности перемещения грунта до 100 м.
Чаще всего применяют неповоротные бульдозеры, т. е. с отвалом,неподвижно закрепленным на тракторе. При необходимости засыпки рвов и траншейлучше использовать универсальные бульдозеры с отвалом, который можетповорачиваться в обе стороны от продольной оси трактора на угол 25—30е.
2 СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ГЛИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КИРПИЧА
Добычные работы состоят из операций по выемке глины из массива ипогрузке ее на транспортные средства.
Объем добытой глины измеряют в плотном теле. Для перевода объемаглины в рыхлом состоянии при выемке глины с транспортных средств пользуютсякоэффициентом разрыхления Кр.
Значения Κр для пластичных плотных глин1,26—1,32; для суглинков тяжелых—1,24—1,30; для суглинков легких— 1,14—1,28; для песка и песчанистых грунтов —1,08—1,37 и для растительного слоя — 1,2—1,3.
В районах с теплым климатом глину добывают обычно открытымспособом как в летнее, так и в зимнее время. В районах с суровымиклиматическими условиями применяют закрытый способ добычи под утепленными перекрытиямии в тепляках разных конструкций.
Способ добычи зависит от толщины залежи глины, климатическихусловий и т. п.
В качестве глинодобывающих машин применяют, как правило,многоковшовые и одноковшовые экскаваторы. В отдельных случаях используютскреперы, бульдозеры и струги. Однако эти машины целесообразно применять лишьпри благоприятных горно-геологических условиях, равномерном и однородномзалегании сырья и достаточной мощности месторождения.
Добыча глины многоковшовыми экскаваторами
На многих кирпичных заводах для добычи глины применяютмногоковшовые экскаваторы ЭМ-201А (рис. 8).
Многоковшовые экскаваторы при копании снимают тонкую стружку глинытолщиной 2—3 см и перемешивают ее, что облегчает обработку глины. Этиэкскаваторы могут работать двумя способами: в первом случае экскаваторнаходится на верху карьера с опущенной вниз ковшовой рамой —нижнее черпание; вовтором — экскаватор расположен внизу на подошве карьера, а ковшовая раманаправлена под некоторым углом к верху — верхнее черпание. При нижнем черпанииковши заполняются на 5—10% больше, чем при верхнем. Как при верхнем, так и принижнем черпании карьер разрабатывают радиальным или параллельным способом (рис.9).
При радиальном способе резки раму опускают по кругу, с центром вточке закрепления ковшовой рамы у экскаватора. При этом в начале работы ковшиснимают только верхнюю часть грунта и лишь постепенно, по мере выборки грунта,забирают глину по всей толщине пласта.
/>
Такой способ работы не обеспечиваетсмешивания всех слоев глины. Смешивание достигается лишь тогда, когда рамаэкскаватора полностью погружена в пласт. Поэтому радиальную разработку применяюттолько при однородном составе глины. Кроме того, при передвижении фронтавыработки экскаватора на поверхности забоя остаются целики глины.
При параллельном способе резки рама вовремя выборки грунтанаклонена к поверхности под определенным углом, оставаясь параллельнойпервоначальному положению. При таком способе работы глина всегда снимается повсей высоте забоя и все слоизалегания поступают в производство в том соотношении какое имеется в карьере. Грунтснимается в виде тонкой и постоянной по толщине стружки. Поэтому работупараллельным способом следует предпочесть.
/>
Параллельным способом можно работать при установке планирующихзвеньев 1 и 2, шарнирно соединенных с основной ковшовой рамой.
В настоящее время промышленность начала выпускать много ковшовыеэкскаваторы на гусеничном ходу ЭМ-301, и некоторые кирпичные заводы имирасполагают.
При плотной и вязкой глинистой породе для лучшего ее разрыхления иизмельчения в процессе добычи, а также для селекционной (выборочной) послойнойразработки карьера применяют роторные экскаваторы. Рабочим органом такогоэкскаватора является ротор с ковшами 2 (рис. 10).
/>
Добычаглины одноковшовыми экскаваторами
Для'добычи глины на кирпичных заводах широко распространеныодноковшовые полноповоротные экскаваторы пневмоколесные и на гусеничном ходу семкостью ковша от 0,5 до 2,0 м3: Э-ЗОЗА Э-652Б (рис. 11), Э-10011А, Э-1251Б иЭ-1252Б и др.
Одноковшовые экскаваторы состоят из поворотной платформы смеханизмами и силовым оборудованием, рабочего и ходового оборудования.
Так как одноковшовые экскаваторы перемещаются на гусеничном иликолесном ходу, то это освобождает от необходимости прокладки рельсовых путей иот работ по их передвижке. Другое пре/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>имущество одноковшовыхэкскаваторов заключается в их маневренности и подвижности.
Одноковшовые экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, работают вбоковом и лобовом забоях (рис. 12).
В боковом забое обеспечивается большая производительностьэкскаватора в связи с тем, что средний угол поворота находится в пределах 90° иесть возможность удобно подъезжать к автотранспорту.
В лобовом забое угол поворота экскаватора находится в пределах100—140°, что снижает общую производительность оборудования.
Если необходимо вести добычу в лобовом забое, то его ширинуследует делать возможно большей, чтобы уменьшить угол поворота экскаватора.
На рис. 13, а показана схема черпания грунта экскаватором с прямойлопатой.
/>
В ряде случаев, в частности при обводняемой подошверазрабатываемого карьера, глину добывают одноковшовыми экскаваторами,оборудованными обратной лопатой (рис. 13, б). Из этих же соображений и дляуменьшения передвижек иногда глиняные карьеры разрабатывают экскаваторами,оборудованными драглайном (рис. 13, в).
Преимущество использования экскаваторов с обратной лопатой идраглайном состоит в том, что не требуется устраивать по подошве карьераподъездные дороги для автомашин.
3 ДОБЫЧА ГЛИНЫ В ЗИМНЕЕВРЕМЯ
Разработка карьеров открытым способом
Для снабжения сырьем кирпичных заводов, работающих в течение всегогода, применяют различные способы разработки и предохранения глины отпромерзания.
В средней полосе при наличии мощных залежей глины и близкомрасположении карьеров от кирпичных заводов часто используют открытую добычуглины из карьеров, утепленных толстым слоем опилок, фрезерного торфа илидругими материалами с постепенным увеличением слоя на участках, подлежащихразработке в более позднее и холодное время.
Толщину слоя опилок делают от 20 см и доводят до 70 см научастках, предназначенных к выработке в конце зимы. Разрабатываемые откосыкарьера покрывают мешками, набитыми стружкой.
При разработке карьера утеплитель снимают с площадки, на которойработает экскаватор. По мере выработки экскаватор перемещается по фронту, авыработанную часть снова утепляют.
На время перерыва в работе разрабатываемый участок также утепляют.Утепленные открытые карьеры с успехом применяют при небольшом расстоянии их отзавода (до 0,5—0,7 км) и глубине залежи более 3,0 м. Чтобы предотвратитьпромерзание глины во время ее транспортирования, кузовы самосвалов обогреваютвыхлопными газами, а в случае сильных морозов и значительного расстояния сверхуглину покрывают брезентом, матами.
На некоторых сибирских заводах при работе в открытом карьеревместо укладки утеплителя очищенную заранее поверхность карьера обогревают,сжигая слой каменного угля. Бурый уголь складывают в кучи. За 7—10 дней доначала разработки участок, предназначенный для оттаивания, с помощью бульдозераочищают от снега, уголь разравнивают слоем толщиной 20—25 см, исходя из расчета30 кг на 1 мг оттаиваемой глины, а затем разжигают.
Оттаившую глину добывают одноковшовым экскаватором, непрерывноперемещающимся параллельно фронту карьера во избе жание промерзания. Целикизамороженной глины, оставшиеся после зимней работы, разрабатывают в летнеевремя.
На некоторых заводах вскрытую площадь карьера для зимней добычивспахивают рыхлителем, разравнивают бульдозером и засыпают слоем бурого углятолщиной 10—20 см. Затем поверх угля настилают слой соломы в 20—30 см и на неетакже слой угля в 3:— 5 см.
Для оттаивания слоя промерзшей глины иногда применяют фусы —отходы мокрой очистки генераторного газа при сжигании торфа. Вскрышную породуудаляют летом, а зимой участок, предназначенный для разработки, очищают отснега, равномерно засыпают слоем фуса от 20 до 40 см (в зависимости от глубиныпромерзания), который затем поджигают.
Фус сгорает без пламени, оставляя небольшой слой рыхлой золы,предохраняющий талую глину от повторного промерзания. Прикрытый сверху золойфус продолжает тлеть 8—10 дней, даже если участок заносит снегом. Отогретаяглина долго сохраняется под слоем золы.
Иногда вскрышную поверхность карьера после первых же заморозков(когда исключено появление дождей) разрыхляют на глубину 15 см. Это позволяет вряде районов добывать глину в течение всей зимы, так как при взрыхленномповерхностном слое глубина промерзания составляет 30—50 см. При такой толщинемерзлый слой сравнительно легко взламывают и удаляют одноковшовымиэкскаваторами.
При снабжении дешевой электроэнергией применяют электропрогрев,осуществляемый глубинными вертикальными электродами при напряжении тока 220—380в.
Добыча глины в закрытых карьерах
В районах с суровым климатом в зимнее время добывают глину взакрытых карьерах, устраивая обогреваемые тепляки с жесткими покрытиями.
Чтобы обеспечить возможность экскаваторной добычи глины вутепленных карьерах, в восточных и северных районах на месторождениях с мощнымзалеганием глины (до 10 ж и более) применяют стационарные и передвижные теплякииз металлических ферм, несущих на себе утепленное покрытие. Для экономииметалла в ряде случаев устраивают канатно-подвесное покрытие карьера.
По перекрытию устраивают настил из досок, утепляемый свер хусоломой или опилками, и покрывают его толем или брезентом. С торцов теплякзакрывают утепляющими занавесями или щитами, в которых оставляют проемы дляпрохода вагонеток или автома шин с глиной. Тепляк отапливают калориферами илидругим спосо бом. Передвижные тепляки требуют меньшего расхода материала, чемстационарные, но несколько большей затраты рабочей силы, связанной спередвижкой.
4 УСРЕДНЕНИЕ ГЛИНЫ
Свойства глины, добываемой в карьере, неоднородны. По толщинезалегания обычно меняются пластичность, засоренность, влажность и химическийсостав сырья. Поэтому глины, залегаемые в карьерах в их естественном состоянии,без предварительной подготовки непригодны для изготовления кирпича икерамических камней.
Для того чтобы получить из имеющегося сырья высококачественныеизделия, необходимо в первую очередь сделать глиняную массу однородной, т.е.усреднить ее. Это производят в процессе добычи глины в карьере, а также путемперевалки ее в открытые глинозапасники, так называемые «конусы», или же встационарные глинохранилища закрытого типа.
В процессе добычи глины многоковшовыми экскаваторами глинуусредняют, применяя параллельную резку, описанную выше.
При добыче глины одноковшовыми экскаваторами усреднениепроизводят, забирая глину ковшом с открытым дном снизу забоя до верха его так,чтобы через открытое дно ковша глина свободно ссыпалась на подошву карьера.Затем ссыпавшуюся глину забирают ковшом с закрытым дном и загружают ее ввагонетки или автосамосвалы. ·
Проходку забоя с открытым дном ковша производят равномерно втечение рабочей смены во время перерывов между приходом транспортных средств.
При линзообразном залегании глины по фронту карьера не удаетсядостигнуть надлежащего усреднения глины в процессе добычи. В этом случае болеенадежным способом усреднения является перевалка глины в открытые глинозапасники(рис. 14), где завозимую глину укладывают слоями 15—25 см по всей площади.
Такие временные склады — конусы делают наземные или типа котлован(в отработанном карьере) — ниже поверхности земли, или комбинированные,представляющие собой сочетание наземного и котлована.
Место для складирования глины выбирают возможно ближе кформовочному отделению. Такие склады необходимо защищать от затопления дождевымиили талыми водами и поддерживать в надлежащем состоянии подъезды из них кформовочному отделению.
/>
Высота конусов 6—8 м и равна длине ковшовой рамы или стреле экскаватора.
Наземные конусы разрабатывают многоковшовыми экскаваторами верхнимчерпанием или одноковшовыми экскаваторами с прямой лопатой притранспортировании глины самосвалами Тали вагонетками. Конусы типа котлованотличаются от наземного меньшим на 15—17% расходом утеплителя, большейпростотой укрытия от промерзания, так как в процессе разработки глинозапасникоткрыт только по фронту работ. При разработке такого склада многоковшовымэкскаватором используют нижнее черпание (наполнение ковшей больше на 5—10%, чемпри верхнем).
При разработке глины из конусов ее берут экскаватором «а всю толщутак же, как и в карьере.
Усреднение глины с дополнительным се вылеживанием (см. главу V) даже в больших массивахулучшает перемещение разнородных по свойствам слоев глины, содействует некоторомуразрушению ее природной структуры, повышает эффективность последующеймеханической обработки глины. Однородность сырца, сформованного из глины,выдержанной в глинозапаснике, повышается, а прочность изделий увеличивается на10—15% по сравнению с изделиями, изготовленными из глины, взятойнепосредственно из карьера.
Несмотря на увеличение расхода рабочей силы из-за двухкратнойдобычи глины, значительного расхода утеплителя и повышения стоимости глины,многие кирпичные заводы перешли на круглогодовое снабжение глины из конусов,утепленных опилками.
Наиболее целесообразно добывать глину в летнее время,заготавливать ее в стационарных утепленных глинохранилищах и подавать надальнейшую обработку. Капитальные затраты на сооружение такого глинохранилища иоборудование его средствами механизации (конвейерами, многоковшовымэкскаватором или мостовым краном с грейферным захватом) окупаются в течениенескольких лет за счет улучшения качества глины, возможности более рациональнойодно- или двухсменной добычи глины в карьере только в наиболее благоприятныепогодные условия, устранения затрат труда на утепление карьеров, открытыхконусов или других временных глинозапасников.
В связи со значительными единовременными капитальными затратами посооружению глинохранилищ емкостью, обеспечивающей хранение глины весь зимнийпериод, за последнее время многие действующие предприятия строят небольшиеутепленные глинохранилища с 2—3-недельным запасом глины на дождливый период, атакже для оттаивания мерзлой глины, поступающей из зимних карьеров.
Использованная литература
1. Кашкаев И. Я ШейнманЕ. Ш. Производствоглиняного кирпича. Изд. 2-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1974. 288 с, с ил.