Апатитовая руда угол естественного откоса

Апатитовая руда угол естественного откоса

1. Классификация рудных грузов, основные свойства, способы обогащения;

2. Рудное сырье черных металлов ;

3. Руды цветных металлов;

4. Неметаллические руды .

Классификация рудных грузов, основные свойства, способы обогащения. Рудные грузы предъявляются к перевозке в виде сы­рой руды (сортированной, рядовой и мелочи), рудных концентра­тов, агломерата (горячего и охлажденного) и металлических ока­тышей. В настоящее время основную долю перевозимых грузов составляет сырая руда. Однако доля других видов рудного сырья в перевозках имеет тенденцию к увеличению и будет в дальнейшем постоянно расти по мере развития промышленной базы по пере­работке горной породы и вовлечения в сферу использования все более бедных руд. Деление на бедные и богатые руды производит­ся по концентрации основного компонента. Для всех видов руды, при данном уровне развития техники устанавливаются нижние пре­делы содержания полезных минералов, которые определяют техно­логическую возможность и экономическую целесообразность добы­чи и переработки рудного сырья. Например, содержание меди должно быть не менее 0,5—1,5%, цинка—1,0%, олова —0,1%. По составу полезных элементов руды подразделяют на металличе­ские, полиметаллические, содержащие несколько металлов, и не­металлические.

Основные физико-химические свойства рудных грузов, влияю­щие на условия транспортирования и хранения: объемная масса, влажность, гранулометрический состав, пористость, абразивность, корродирующие и другие специфические особенности.

Объемная масса рудных грузов колеблется в широких пределах и зависит от содержания основного минерала, вредных и полезных примесей, пустой породы, влажности, пористости и других факто­ров. В свою очередь объемная масса влияет на степень использо­вания грузоподъемности подвижного состава и погрузочно-разгрузочного оборудования.

Влажность является одним из качественных показателей руд­ного сырья, определяет технологию использования, степень смерзаемости в зимних условиях и липкость в теплое время года. Пре­делы безопасной влажности и способы профилактики против смерзания устанавливаются для каждого вида руды отдельно.

Пористость — важнейший качественный показатель рудного сырья — улучшает условия доменного процесса, обеспечивая свободный проход газов между и внутри кусков шихты. Однако порис­тая руда более гигроскопична, легче выветривается и измельчает­ся, больше подвержена смерзаемости. В зависимости от пористо­сти, составляющей 10—45%, руды делятся на плотные, малопорис­тые и рыхлые. Различают пористость в естественном (пористость массива рудного тела), в наиболее рыхлом (после добычи из шахты или карьера) и в наиболее уплотненном состояниях. При этом коэффициент разрыхления горной породы составляет для плотных и малопористых пород 1,6—1,8; для рыхлых— 1,2—1,3.

В целях более полного использования вместимости (грузо­подъемности) подвижного состава, уменьшения выдувания встреч­ными потоками воздуха в процессе перевозки, а также в других производственных целях разрыхленное при добыче рудное сырье уплотняют. Возможное при этом уменьшение объема характеризу­ется коэффициентом уплотнения (отношением массы груза в еди­нице объема после и до динамического уплотнения). Коэффициент уплотнения зависит от гранулометрического состава, коэффициен­та внутреннего трения и приложенных усилий.

Гранулометрический состав определяет выбор способов обога­щения рудного сырья, подготовки его к использованию, а также влияет на условия транспортирования и перегрузок. Размеры от­дельных кусков руды могут меняться в широких пределах — от пылевидных (менее 0,05 мм) до особо крупных (более 320 мм). Однако в процессе добычи и обогащения есть возможность получе­ния оптимального гранулометрического состава. Управляющими факторами при этом являются технологические условия обогаще­ния рудного сырья и восстановления металлов, а также оптималь­ное использование вместимости (грузоподъемности) подвижного состава, снижение ударных перегрузок при погрузке, а также ра­циональное использование погрузочно-разгрузочных машин. Гранулометрический состав, смерзаемость и липкость могут явиться причиной возникновения сводов над выпускными отвер­стиями бункеров, воронок и люков подвижного состава. Явление сводообразования препятствует свободному истечению груза и тре­бует принятия специальных мер для нормализации перегрузочных процессов. Поэтому размеры выпускных отверстий бункеров дол­жны соответствовать размерам типичных кусков горной породы, а максимально допустимые размеры отдельных кусков — принято­му оборудованию.

Рудное сырье черных металлов . Основными видами сырья для производства черных металлов являются железосодержащие руды, продукты переработки серного колчедана, железорудные концен­траты, агломерат и окатыши.

Железосодержащие руды в зависимости от образующего руду минерала делятся на гематитовые, магнетитовые, гетитовые и сидеритовые.

Все руды черных металлов — смерзающиеся грузы, перевозятся навалом в открытом подвижном составе; хранятся на открытых площадках, предварительно спланированных и забетонированных. Высота штабеля может достигать 6—8 м. При хранении не реко­мендуется смещение сортов и засорение пылеобразующими мате­риалами и посторонними предметами.

Перевозят серные колчеданы навалом в универсальных полу­вагонах с заделкой щелей кузова или в специальных полувагонах, обеспечивающих сохранность груза от протекания в щели. При пе­ревозках в холодное время года необходимо проводить профилак­тику против смерзаемости.

Железорудные концентраты являются продуктами глубокого обогащения железосодержащих руд на горно-обогатительных ком­бинатах. Особая ценность этого вида рудного сырья заключается в большом содержании железа, которое в отдельных случаях до­стигает 90%. По гранулометрическому составу концентраты пред­ставляют собой тонко измельченную порошкообразную массу с размерами отдельных частиц 0,6—0,025 мм, причем основную массу концентратов (75%) составляют частицы 0,05 мм и менее. Влажность концентратов составляет 1 —15%. Гранулометрический состав и влажность существенно влияют на объемную массу, а также на условия перевозки и хранения. При небольшой влаж­ности концентраты обладают свойствами сыпучих тел, легко про­сачиваются в не плотности и щели кузова вагона, выдуваются встречными потоками воздуха. При увеличении влажности концен­траты в теплое время года прилипают к стенкам и днищу вагонов, а в холодное сильно смерзаются. Силы адгезии начинают прояв­ляться при влажности 7% и достигают максимума при 14%. Допускаемая влажность концентратов должна составлять зимой 1—2%, летом — 6—10%. Перевозка осуществляется в специально приспособленных вагонах.

Железорудные концентраты хранят на открытых площадках. Атмосферная влага в период продолжительных дождей проникает только на глубину 20—30 см и не изменяет заводской влажности концентрата. Воздействие минусовых температур на штабель носит также поверхностный характер: промерзает слой в 40—50 см, а на глубине 1 м от поверхности сохраняется плюсовая температу­ра (1—2°С).

Агломерат и окатыши — продукты специальной термической обработки мелкого рудного сырья и концентратов. Непосредствен­ная загрузка доменной печи рудной мелочью и рудными концен­тратами не рекомендуется вследствие того, что восходящий поток газов в доменной печи выносит частицы с размерами менее 3—4 мм, а работа на пылевидных рудах значительно увеличивает расход топлива. Для поддержания оптимальных режимов работы домен­ной печи необходимо производить окускование или окомкование рудной мелочи и рудных концентратов. Широко распространены два способа получения рудного сырья нужного гранулометриче­ского и химического составов: процесс агломерации (спекания руд­ной мелочи и концентратов в куски) и процесс производства из железорудного концентрата окатышей — шариков определенного диаметра.

Руды цветных металлов. Руды и концентраты руд цветных ме­таллов широко применяются как в цветной, так и в черной метал­лургии, а также в других различных областях народного хозяйства. Особенности хранения, перегрузок и транспортирования зависят от конкретных горных пород.

Марганцевые руды по содержанию железа и марганца делятся на марганцевые (45—52% марганца), ферромарганцевые (20—30% марганца и столько же железа) и марганцовистые (5—15% мар­ганца).

Марганцевые руды (металлургические) подразделяются на че­тыре сорта в зависимости от предварительной подготовки и обога­щения. Руда марганцевая 1-го сорта является высококачественным концентратом обогатительных фабрик (по способу обогащения она называется мытой). Основные размеры ее частиц так же, как и мы­той руды 2-го сорта, составляют 4—12 мм. Рядовые марганцевые руды представляют собой смесь мытой руды и различных разно­видностей необогащенных руд с крупностью частиц 0—400 мм.

Ферромарганец — негорючее вещество, но под действием влаги может распадаться, нагреваться и выделять горючие газы и ядови­тый фтористый водород. Марганцевые руды перевозят навалом на открытом подвижном составе и относят к смерзающимся грузам.

Хромитовые руды отличаются разнообразным составом основ­ных компонентов: 13—61% хрома, 4—25% алюминия, 7—24% же­леза, 10—32% магния, 0—25% кремнезема и др. Наиболее распро­страненным минералом, входящим в состав хромитовых руд, явля­ется хромистый железняк черного цвета с металлическим блеском. Хромитовые руды перевозят навалом на открытом подвижном составе, относят к смерзающимся грузам. Сортированную (грохоченую) хромитовую руду с размером частиц более 20 мм перевозят без применения средств профилактики.

Медно-никелевые руды относятся к комплексным, полиметалли­ческим рудам, имеют ряд специфических свойств, существенно влияющих на выбор условий перевозки, перегрузки и хранения. Подготовленная к перевозке руда должна содержать не менее 3,5% никеля и частицы с размерами не более 400 мм. В руде не должно быть посторонних примесей и предметов.

Концентраты цветных руд являются продуктами обогащения цветных и полиметаллических руд. По размерам частиц концентра­ты относятся к порошкообразным и пылевидным грузам. Влаж­ность составляет 8—22%, поэтому в зимний период концентраты сильно смерзаются, а в сухую теплую погоду подвержены опылению и просачиванию в не плотности и щели кузова вагона. В зависимо­сти от специфических свойств и ценности концентраты цветных руд можно перевозить навалом и в таре. Навалом в ‘крытых ваго­нах перевозят концентраты таких цветных металлов, как марганец, медь, алюминий, свинец. Концентраты олова, никеля, цинка и дру­гих редких металлов перевозят в таре.

Неметаллические руды . Апатитовая руда (апатиты) «представ­ляет собой горную породу вулканического происхождения, харак­теризуется высокой хрупкостью, возрастающей с увеличением со­держания фосфора и влаги. Пыль апатитов обладает абразивными свойствами. Апатиты и фосфориты — продукты вторичного об­разования. Применяются в основном для получения минеральных удобрений, фосфора и фосфорной кислоты, а также в металлургии и других отраслях народного хозяйства.

Апатитовую руду перевозят навалом на открытом подвижном составе, хранят на открытых, специально подготовленных площад­ках. При производстве грузовых операций вследствие хрупкости руду нельзя сбрасывать с высоты более 1,5—2 м.

Бокситные руды — это в основном осадочные горные породы, по своей структуре могут быть плотными, пористыми и рыхлыми, Цвет бокситов изменяется от розового до темно-красного, и от зеленовато-серого до почти черного в зависимости от химического состава и содержания железа. Объемная масса бокситов 1,5 т/м 3 , угол есте­ственного откоса 35—40°, твердость наиболее плотных разновидно­стей 6 (по шкале Мооса), влажность 5%. Пыль бокситовых руд об­ладает абразивными свойствами.

Качество бокситов определяется, прежде всего, содержанием окиси алюминия (глинозема) и кремнезема, который является вред­ной примесью. В зависимости от содержания глинозема и кремнезе­ма бокситовые руды делятся на 10 сортов (марок).

Чаще бокситы используют как исходное сырье для получения глинозема, а при последующей обработке — алюминия. Бокситы используют также для производства красок, искусственных абрази­вов, в качестве флюсов для черной металлургии. Спеканием и плавлением из бокситов получают глиноземистый цемент, а методом плавления в электропечах — электрокорунд.

Глинозем — продукт переработки бокситов — порошок белого цвета, имеет повышенную сыпучесть, очень пылящий, абразивный, огне- и .взрывоопасный. Склонен к слежаемости, его влажность должна составлять 0,3—0,4%. Увеличение влажности свыше 1% не­допустимо по условиям технологии переработки. Перевозят глино­зем в крытых вагонах, хранят в закрытых помещениях. Люди, на­ходящиеся в зоне опыления глинозема, должны иметь спецодежду, защитные очки и респираторы.

Серные руды характеризуются содержанием основного компо­нента — серы — и делятся на богатые (10—25% серы и более) и бедные (менее 10% серы). При содержании серы менее 6—8% руды считаются непромышленными. В земной коре сера встречается в са­мородном виде в качестве вкраплений в породу и в химически свя­занном виде. Наибольшее промышленное значение имеют пириты и самородная сера.

Свойства серных руд весьма разнообразны, обусловлены содер­жанием серы и структурой горной породы. Пористость руд 1—17%, объемная масса 2,25—2,65 т/м 3 . К вредным примесям относятся битумы, мышьяк, селен. Влажные серные руды имеют ярко выра­женные коррозионные свойства.

Наиболее важными транспортными характеристиками серы и серных руд являются пожароопасность, взрывоопасность и токсичность. Сте­пень пожароопасности зависит от гранулометрического состава, наибольшую склонность к возгоранию имеет серная пыль. При горении серы выделяется ядовитый сернистый газ. Взрывоопасность определяется наличием серной пыли во взвешенном состоя­нии. При этом нижний предел взрываемости 7,0 г/м 3 . Взрыв и вос­пламенение могут произойти от разряда статического электричест­ва, горящей спички. Токсичность серы приводит к появлению в организме человека симптомов хронического отравления сероводо­родом. Серная пыль, попадая на кожу, вызывает экзему, в гла­за — конъюнктивит.

Транспортные характеристики руд и рудных концентратов

Рудами называют горные породы, содержащие металлы или неметаллические вещества, для извлечения которых руды предварительно подвергают различным процессам обработки. Руды бывают металлические и неметаллические (фосфорные, мышьяковые, баритовые). Рудный концентрат – продукт обогащения полезных ископаемых, в котором содержание ценных минералов выше, чем в исходном сырье. Процентное содержание основного полезного ископаемого в концентрате зависит от состава руды и способа обогащения. Основные транспортные характеристики руд и концентратов: большая насыпная масса, способность смещаться при транспортировке, способность некоторых увлажненных грузов переходить в разжиженное состояние под воздействие динамических нагрузок (качка, вибрация, удары волн), подверженность самовозгоранию (грузы с содержанием серы), слеживаемость.

Руды и рудные концентраты некоторых видов выделяют испарения, взрывоопасные или вредные для здоровья людей.

Совместимые генеральные грузы допускается грузить на руду при наличии надежной сепарации. Перевозка в одном помещении разных сортов руды или руды и ее концентрата запрещается.

Для концентратов руд предусмотрено наличие сертификата на влажность, определенную лабораторным способом для грузов в каждом грузовом помещении судна. Если фактическая влажность концентрата не превышает безопасного предела, груз считается категории 2, т.е. не опасным в отношении смещения. Если влажность выше безопасного предела, то груз считается категории 1, т.е. опасным в отношении смещения, и необходимы специальные устройства для предотвращения его возможного смещения.

Цинковый концентрат содержит до 52 % цинка, а также железо, медь, свинец, серу. Его насыпная масса составляет 2,2–2,3 т/м 3 , угол естественного откоса абсолютно сухого концентрата – 30° , при естественной влажности (10–11 %) – примерно 40° ; влажность концентрата при погрузке – от 8 до 12 %, обычно 9–10 %.

Свинцовый концентрат содержит до 60 – 70 % свинца, до 17 % серы, 10% железа, 3 % цинка. Насыпная масса концентрата составляет 3,8–3,9 т/м 3 , влажность 8 – 12 %. Угол естественного откоса при воздушно-сухом состоянии концентрата равен 30 – 35 0 , при влажности 7 – 8 % — 40 – 42° . Груз допускается к перевозке при влажности 7 – 9,5%.

Железная руда (на примере криворожской) помимо железа содержит кремнезем, глинозем, окиси кальция и магния. Качество руды характеризуется содержанием железа, наличием примесей, гранулометрическим составом. В зависимости от вида подготовки различают железную руду рядовую (несортированную), кусковую, мелкую для агломерации (аглоруда), концентрат, окатыш. Руда представляет собой буро-красное или темно-серое минеральное вещество влажностью 3 – 5%, насыпной массой 2,4 – 2,8 т/м 3 . Аглоруда имеет влажность 3 – 8% (обычно 4,5%) , содержание железа 52 – 62%. Окатыши – плотные шарики диаметром 1 – 2 см серо-черного цвета, их влажность – до 4%, содержание железа – 60 – 67%. На экспорт идет в основном аглоруда и кусковая руда. При погрузке в трюмы отбирается проба руды для определения ее качества.

Железная руда складируется на бетонированной площадке на расстоянии не менее 1 м от штабелей пылеобразующих грузов (цемент, уголь) и навалочных грузов, содержащих фосфор (апатитовая руда и ее концентрат), серу (серный и медный колчедан, пиритные огарки, барит), цинк и свинец. Разные сорта железной руды разделяют барьером высотой до 1 м.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Программа работы

1. Внимательно изучите теоретические сведения.

2. Запишите в рабочих тетрадях основные правила погрузки и разгрузки грузов на автотранспорте.

3. Перечислите основные правила оформления перевозочных документов.

4. Укажите основные требования, предъявляемые к таре и упаковке при перевозке скоропортящихся грузов.

5. Нарисуйте рис. 2, 3, 4 и укажите, от каких факторов зависит естественная убыль при перевозке скоропортящихся грузов.

6. Запишите в рабочих тетрадях особенности перевозки различных видов скоропортящихся грузов и отдельных видов продукции с учетом их условия транспортирования.

7. Перепишите задачу №1 в рабочие тетради и разберите её решение.

Практическое занятие № 11 Характеристики отдельных видов грузов и их влияние на организацию транспортного процесса

Цель работы: Изучение характеристик, условий перевозки и хранения отдельных видов грузов.

1. Теоретические сведения Руды и рудные концентраты

Общая характеристика руд. Рудами называют минеральные образования с таким содержанием и такими формами нахождения металлов или полезных минералов, которые обеспечивают технологическую возможность и экономическую целесообразность их извлечения. Различают металлические руды, содержащие металлы или их соединения, и неметаллические. К металлическим рудам относят руды черных и цветных металлов: железные, марганцевые, хромовые, алюминиевые, титановые, медные, свинцовые, цинковые, руды драгоценных металлов или редких (олово, ртуть, сурьма, уран). К рудам неметаллическим относят асбестовые, апатитовые, фосфоритные, корундовые, баритовые, серные и др.

На организацию перевозки, перегрузки и хранения руды оказывают влияние в первую очередь такие свойства, как сыпучесть, содержание мелких фракций, кусковатость, влажность и прочность отдельных кусков. Металлические руды содержат значительное количество влаги (5 . 25 %) и мелких фракций, поэтому при низкой температуре они смерзаются. Руды и рудные концентраты некоторых видов выделяют испарения, взрывоопасные или вредные для здоровья людей, обладают свойством самонагревания.

Особенностью некоторых руд и большинства рудных концентратов является также их способность переходить в разжиженное ‘состояние. Влажность, при которой концентрат приобретает текучесть, называется критической влажностью. С увеличением влажности и при вибрации корпуса ПС угол естественного откоса резко уменьшается, становится значительно меньше 35°, при этом возникает большая опасность перемещения груза.

Руда и рудные концентраты характеризуются большой насыпной массой и малым удельным погрузочным объемом (табл. 1).

Руды черных металлов. Железная руда является исходным сырьем для производства чугуна и стали. Железные руды, содержащие кроме железа другие металлы, извлечение которых является целесообразным, называют комплексными железными рудами.

Гематитовые руды (красные железняки) представляют собой оксид железа с содержанием железа 51. 66 %, влаги – 1,6. 7 %.

Цвет гематита темный, серо-стальной с металлическим блеском, иногда красно-бурый. Красные железняки могут быть плотными, малопористыми или рыхлыми, пористыми.

Магнетитовые руды (магнитные железняки) представляют собой сложные оксиды железа. Содержание железа колеблется в пределах 50 . 60 %, влаги – 2 . 12 %. Цвет руды черный с металлическим блеском. Руда обладает магнитными свойствами, встречается как в твердом, так и в рыхлом состоянии.

Бурые железняки – руды гидроксида железа. Среднее содержание железа 30. 55 %, влаги – 8. 18 %. Цвет руды желтый, переходящий в плотных разновидностях и в изломе в темно-бурый. Бурые железняки пористые и в большинстве случаев землистые, аморфные.

Железный колчедан (пирит, серный колчедан) – руда золотисто-желтого цвета с металлическим блеском, содержит до 44 % железа и до 52 % серы; из-за наличия серы способна самовозгораться, отличается склонностью к разжижению и смещению.

Руды цветных металлов. Марганцевая руда – минерал черного цвета, твердый, хрупкий, блестящий. По содержанию в руде марганца и железа различают три класса руд: марганцевые с содержанием марганца 45. 52 %; железомарганцевые с общим содержанием марганца и железа 40. 60 % при соотношении 1:1; марганцовистые с содержанием марганца 5. 15 %.

Объемные характеристики руд и рудных концентратов

Марганцевые руды перевозят навалом. При влажности 4. 8 % руды по углу естественного откоса (несколько более 35°) относят к грузам, требующим более тщательной штивки, чем безопасные; при влажности менее 4 % считают грузом, опасным в отношении смещения. При перевозке марганцевых руд ПС оборудуют устройствами, предупреждающими смещение груза. Марганцевая руда не разжижается.

Ферромарганец, – сплав, содержащий более 10 % железа и менее 10 % марганца, применяется в качестве раскислителя или присадок при выплавке стали. Ферромарганец – негорючее вещество, но под влиянием влаги может распадаться, при этом происходит его нагревание, выделяются горючие и ядовитые газы.

При хранении, перевозке и перевалках ферромарганец нельзя бросать с высоты, так как образовавшиеся мелкие фракции при повышенной влажности будут способствовать разложению и образованию газов. Груз не разжижается, при малой толщине слоя может скользить по гладкой металлической поверхности кузова, поэтому при перевозке толщина слоя груза должна быть не менее 1 м. Насыпная масса ферромарганца 3,3 т/м 3 , крупность частиц 250. 300 мм, угол естественного откоса 40°, удельный погрузочный объем 0,3 м 3 /т. Ферромарганец относится к числу опасных (класс 4.3 «Вещества, выделяющие легковоспламеняющиеся газы при взаимодействии с водой»).

Хранение ферромарганца допускается навалом на открытых площадках, имеющих твердое покрытие и габаритные стенки. Площадки должны быть очищены от мусора легкогорючих материалов. При штабелировании не допускается больших скоплений мелких фракций в отдельных местах. Высота штабеля не должна превышать 3,5 м.

Ферромарганец грузят слоем не выше 3,5 м, обеспечивая при этом поверхностную и внутреннюю вентиляцию. Следует постоянно проверять температуру груза. При нагревании ферромарганца и обнаружении запаха газа, а также при самовозгорании газа не допускаются паротушение и заливка груза водой. В этих случаях увеличивают доступ воздуха, производят штивку (без применения металлических ломов, которые могут вызвать искру) и принимают меры по предотвращению отравления людей.

Хромовая руда содержит 13. 61 % хрома, 4. 25 % алюминия, 17. 24 % железа, 10. 32 % магния и другие компоненты, используется для выплавки хромовых ферросплавов, которые применяют при выплавке качественных сталей. Для перевозки руда поступает навалом, крупными кусками. По углу естественного откоса (около 40°) груз относится к неопасным грузам в отношении смещения; не разжижается.

Бокситные руды содержат 50. 60% глинозема, в составе которого имеется до 37 % алюминия. Бокситы состоят из мелких глинистых частиц и транспортируются навалом. При влажности 5 % и менее боксит становится сыпучим, пылящим грузом, пыль которого имеет абразивные свойства. В период дождей боксит увлажняется и превращается в подвижную кашеобразную массу. Бокситы характеризуются устойчивым значением углов естественного откоса 35. 40°.

Глинозем – продукт переработки бокситов, полидисперсный порошок белого цвета, благодаря высокому содержанию оксида алюминия является основным сырьем для алюминиевой промышленности. Глинозем – груз повышенной сыпучести, очень пылящий, абразивный, огне- и взрывобезопасен, склонен к слеживаемости, обладает высокой текучестью, не разжижается. Влажность глинозема обычно составляет 0,3. 0,4 %; увеличение влажности свыше 1 % недопустимо по условиям технологии переработки. Хранить глинозем следует в сухих закрытых помещениях.

Глинозем не обладает свойствами, отрицательно влияющими на организм человека. Однако при нахождении людей в зоне пыления глинозема необходимо пользоваться респираторами или марлевыми повязками, специальными очками и одеждой, защищающей от пыли. В отношении смещения в ПС груз безопасен. Угол естественного откоса около 40°, насыпная масса 1,1 т/м 3 , удельный погрузочный объем 0,9 м 3 /т.

Концентраты руд. Рудные концентраты получают в горнодобывающей промышленности в результате обогащения металлических и неметаллических руд. Особое значение в промышленности имеют концентраты металлических руд. Содержание железа в хорошо обогащенных рудах доходит до 90. 95 %. Свинцовый концентрат содержит до 86 % свинца, оловянный – 70. 78 % олова, медный – 10. 20 % меди.

В процессе обогащения рудные концентраты обезвоживают, содержание влаги 8. 22 %. При низкой температуре металлические концентраты сильно смерзаются, а в сухую теплую погоду подвержены распылению и раструске, так как большей частью состоят из мелких пылевидных частиц.

Все железные руды и их концентраты, а также руды некоторых цветных металлов перевозят навалом и хранят на открытых площадках. Концентраты цветных металлов (марганца, меди, алюминия, свинца) перевозят и хранят навалом, но в крытых складах и крытых транспортных средствах. Концентраты олова, никеля, цинка и других редких металлов перевозят в таре – ящиках, фанерных и металлических барабанах.

Условия перевозки и хранения руд и рудных концентратов. При хранении и складировании на открытых площадках руды и рудные концентраты располагают на расстоянии 120 м от других штабелей пылеобразующих грузов.

Рис. 1. Карьерный самосвал

Поверхность площадок бетонированная или асфальтированная. Площадки должны быть заранее распланированы и размечены для приема руд различных сортов и марок, с тем чтобы обеспечить их раздельное складирование.

Во избежание пересортицы при смежном складировании руд нескольких сортов штабеля ограждают специальными деревянными или бетонными щитами.

Серный колчедан складируют на расстоянии не менее 10 м от других руд, чтобы не засорить их серой. Серный колчедан хранят с соблюдением правил хранения угля третьей группы, так как он рыхлый и из-за наличия серы подвержен самовозгоранию. При перегрузке свинцовой и цинковой руд, испаряющих ядовитые вещества, все лица, производящие перегрузку, должны пользоваться респираторами.

Размеры штабеля в плане не ограничиваются правилами и условиями хранения руды; они зависят от возможностей перегрузочного оборудования, конкретного места расположения штабеля и количества штабелируемого груза. Высота штабелирования рудных грузов ограничивается технической нормой нагрузки на пол склада. Рудные концентраты, чувствительные к влаге, хранят в закрытых складах. Концентраты в таре хранят согласно правилам хранения тарно-штучных грузов.

Руды и рудные концентраты перевозят на карьерных самосвалах (рис. 1), имеющих повышенную прочность корпуса. Большая насыпная масса и малый погрузочный объем определяют требования к размещению груза. Чтобы избежать повреждения корпуса ПС, руды и рудные концентраты грузят равномерно, начиная с середины кузова.

Если ПРР выполняют в закрытых помещениях, для удаления выделяемых рудой вредных и взрывоопасных газов требуется принудительная вентиляция помещения.

Неметаллические руды и рудные концентраты. Асбест — волокнистый белый или серый минерал, широко применяемый в строительной, энергетической, химической и других отраслях промышленности. К важнейшим физико-химическим свойствам асбеста относятся огнестойкость, несгораемость, морозостойкость, эластичность, влагостойкость, высокая механическая прочность и способность расщепляться на тончайшие волокна. Последняя особенность асбеста обусловливает его высокую опасность для здоровья человека. При вдыхании тончайшие волокна асбеста остаются в легких и могут вызвать тяжелые заболевания. Асбест не поддается воздействию кислот и щелочей, плохо проводит теплоту и электрический ток.

Асбест упаковывают массой до 50 кг в четырехслойные мешки из крафт-бумаги или в джутовые мешки. Хранят асбест в закрытых сухих и чистых складах или под навесом, защищая от воздействия осадков; как исключение, допускается укладывать мешки на открытых площадках на настил из досок высотой не менее 300 мм и надежно укрывать штабель брезентом. Мешки с асбестом укладывают в штабеля высотой 10–12 ярусов. Грузовые работы с асбестом следует производить бережно, не бросая мешки, в противном случае происходит распыление груза, особенно коротковолокнистого. Объем 1 т асбеста в мешках составляет 2,5 м 3 ; в объеме 1 м 3 – 0,4 т груза. Каждую партию асбеста укладывают отдельно. Работа с асбестом разрешается только в респираторах.

Графит – минеральный порошок черного или серого цвета, применяется для технических целей. Графит перевозят в ящиках или бочках, которые должны быть переложены внутри бумагой во избежание просыпания графита. Графит хранят в сухих помещениях. Масса 1 т графита в ящиках занимает объем 1,2. 1,36 м 3 .

Апатиты и фосфориты широко применяют в качестве сырья для получения фосфористых удобрений, фосфора и фосфорной кислоты, а также в металлургической, стеклянной промышленности. Апатитовая руда хрупка и способна измельчаться при сбрасывании ее с высоты 1,5. 2 м. Хрупкость возрастает с увеличением содержания в руде фосфора и влаги. Руда, содержащая мелкие фракции и более 2 % влаги, при низкой температуре смерзается. Пыль апатита обладает абразивным свойством.

Апатитовый концентрат получают измельчением апатитовой руды с последующим ее обогащением. Апатитовый концентрат представляет собой сильно пылящий порошок сероватого цвета, без запаха, особенно подверженный смерзанию; содержание влаги не должно превышать 1 %.

Апатитовую руду и концентрат хранят и перевозят навалом. Апатитовую руду можно хранить на открытых, предварительно подготовленных площадках, апатитовый концентрат – в закрытых, чистых, сухих складах.

Сера – минерал желтого цвета, пожаро- и взрывоопасен, токсичен. Пожароопасность зависит от степени измельченности серы. Наиболее склонна к возгоранию серная пыль. При горении серы образуется ядовитый газ.

Взрывоопасность определяется наличием серной пыли во взвешенном состоянии. Нижний предел взрываемое составляет 7 г/м 3 . Присутствие серной пыли в воздухе в любом количестве представляет опасность. Серная пыль может воспламениться от горящей спички, разряда статического электричества. Для предотвращения пылеобразования необходимо производить влажную уборку складов при интенсивном вентилировании и стремиться к уменьшению и исключению пыления при грузовых операциях с серой.

При попадании серной пыли в организм человека появляются симптомы хронического отравления сероводородом; при попадании на кожу серная пыль может вызвать экземы, в глаза – конъюнктивит и изъязвления краев век.

Транспортируют серу нескольких видов: тонкоизмельченный порошок, комовую серу и крупнозернистый порошок.

Тонкоизмельченный порошок серы перевозят в деревянных ящиках массой брутто 50 кг; в картонных ящиках по 30 кг с инертным прокладочным материалом; в металлических банках, упакованных в деревянные ящики по 125 кг; в металлических барабанах по 225 кг; в бумажных многослойных мешках по 55 кг.

Комовую серу и крупнозернистый порошок упаковывают в любую плотную и прочную тару, которую разрешается хранить и перевозить навалом. Комовая сера не разжижается, угол естественного откоса около 37°, удельный погрузочный объем 0,83 м 3 /т. Серу относят к опасным грузам.

Исследование угла естественного откоса строительных и рудных материалов при проектировании и разработке строительно-дорожных, горных машин и оборудования

М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Норильский государственный индустриальный институт»

С.В. Перепелкина, бакалавр по направлению подготовки «Наземные транспортно-технологические комплексы»

Одним из важнейших показателей, необходимых при расчётах основных параметров фрикционных сепараторов и транспортирующих машин является угол естественного откоса горных пород, который образуется свободной поверхностью рыхлой горной массы или иного сыпучего материала с горизонтальной плоскостью (иногда используется термин «угол внешнего трения»).

Частицы материала, находящегося на свободной поверхности насыпи, испытывают состояние критического (предельного) равновесия. Угол естественного откоса связан с коэффициентом трения и зависит от шероховатости частиц, степени их увлажнения, гранулометрического состава и формы, а также от удельного веса материала. По углам естественного откоса пород определяют максимально допустимые углы откосов уступов и бортов карьеров, насыпей, отвалов и штабелей.

Угол естественного откоса для крупнокусковых фракций превышает углы мелкозернистого материала: например, угол естественного откоса криворожской руды крупностью 40–70 мм составляет 45є, а для фракции 50–12 мм – 36є. Н.Л. Гольдштейн утверждает, что, попадая на поверхность ранее засыпанных материалов, куски продолжают движение по откосу, причём, чем больше их скорость в момент падения, тем энергичнее и дальше они перемещаются по поверхности откоса. Скорость же движения материалов увеличивается с высотой их падения.

Рис. 1 Схема определения угла естественного откоса по С.В. Полетаеву

Различают угол естественного откоса груза в покое и в движении. Величина угла естественного откоса в покое больше, чем в движении. В табл. 1 приведены некоторые усредн ённые данные по углам естественного откоса некоторых промышленных материалов.

Для определения угла естественного откоса частиц используют приборы С.В. Полетаева (рис. 1) или Н.Г. Тетянко (рис. 2).

Рис. 2 Схема определения угла естественного откоса по Н.Г. Тетянко

Измерения угла естественного откоса рекомендуется проводить путём прикладывания транспортира с вращающейся стрелкой и линейкой (рис. 3).

Рис. 3 Угломер ската материала

По методу С.В. Полетаева сыпучий материал засыпается через воронку, установленную на штативе (на рис. не показано). Штатив с воронкой используется для удобства проведения опытов, к тому же с его помощью можно изменять высоту, с которой будет ссыпаться материал. Высыпанные частицы располагаются на столе в виде конуса.

На рис. 4 представлен рабочий процесс определения угла естественного откоса дробленой медно-никелевой руды (по методу С.В. Полетаева) с использованием угломера ската материала.

Рис. 4 Определения угла естественного откоса

По методу Н.Г. Тятенко сыпучий материал насыпается в ящик со стеклянными стенками, затем ящик опрокидывается и ставится на стол. При этом частицы располагаются в ящике так, что на стеклянном экране линия поверхности частиц определит их угол естественного откоса (который также измеряется транспортиром).

Угол естественного откоса частиц, так же как и угол трения характеризуется коэффициентом внутреннего трения частиц, т.е. коэффициентом трения частицы по частице при послойном его движении.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что оценку того или иного метода определения угла естественного откоса следует производить исходя из условия соблюдения при опытах постоянства и однородности факторов, влияющих на величину показателя угла естественного откоса, а именно: давления, скорости, площади соприкосновения трущихся поверхностей и др.

Целесообразно применять для определения угла естественного откоса такой прибор, который по принципу своего действия более или менее соответствует рабочему органу изучаемой машины.

Для исследований были приняты следующие материалы: щебень, добытый в карьере рудника «Медвежий ручей » Норильского промышленного района. При проведении опытов использовались отсортированные фракции: >1 мм, 1–2,5 мм, 2,5–5 мм, 5–10 мм и 10-20 мм. Для исследования угла естественного откоса рудного материала использовалась медно-никелевая руда, добытая на руднике «Октябрьский» Талнахского месторождения Норильского промышленного района. При проведении опытов использовались те же фракции руды, что и при исследовании щебня.

Результаты исследования угла естественного откоса щебня приведены в табл. 2 и на рис. 5 и 6.

Полученные закономерности и значения углов естественного откоса будут полезны при проектировании наклонного ленточного устройства для разделения строительных сыпучих материалов. Они также могут быть полезны разработчикам транспортирующих машин, позволят определить максимально допустимые углы откосов уступов и бортов карьеров, насыпей, отвалов и штабелей.

Учитывая отдалённость и малую степень исследованности Норильского промышленного района, полученные нами результаты представляют собой довольно интересный научный материал и могут послужить справочными данными не только для разработчиков фрикционных сепараторов, но и для конструкторов и разработчиков транспортирующих машин.