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浅谈矿山破碎设备加工的岩石与破碎关系

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1、砂石骨料

  

  在工程建设过程中,砂石骨料作为混凝土拌和的结构材料组成部分,其质量优劣对整个工程的质量及耐久性具有举足轻重的影响。砂石骨料是由岩石经设备破碎、分级成各级配的石料。加工骨料质量的高低与矿山破碎设备选择配制有直接关系,骨料质量的高低又影响混凝土拌和时的强度等级,同时又影响骨料销售的市场价格,混凝土拌和的强度等级又影响建筑的质量安全。因此砂石骨料的生产者必须要具备混凝土拌和基本知识,了解和清楚砂石骨料在混凝土拌和中的作用和影响,以便按用户需要生产,并且能够培训顾客,指导顾客正确地选用。

  

  不同的岩石具有不同的物理性质和化学性质,砂石场总包者还须具备一定的矿物岩石学知识,主要考虑原料的物理性能、化学稳定性、有害物质的含量等指标。以便正确的选择料源和加工工艺。例如岩石有不同的吸水率和混凝土的线胀系数,其影响混凝土拌和的施工和变形。

  

  在砂石骨料的生产中会遇到各种特性的岩石,不同的岩性对破碎机磨蚀性和可碎性不同。要针对不同岩石的岩性,选用合理的砂石生产线矿山破碎设备,才能生产出优质砂石骨料。

 

2、岩石

  

  岩石是若干不同矿物颗粒的集合体,通常以融合、胶结和结合在一起。岩石是地壳的组成部分,根据成因可分为三大类:火成岩、沉积岩、变质岩。

  

  火成岩:也称岩浆岩。来自地球内部的熔融物质,在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石,称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩,按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。

  

  沉积岩:在地表常温、常压条件下,由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。按成因可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有砂岩、凝灰质砂岩、砾岩、粘土岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩等。沉积岩占地壳体积的7.9%,但在地壳表层分布则甚广,约占陆地面积的75%。

  

  变质岩:原有岩石经变质作用而形成的岩石。根据变质作用类型的不同,可将变质岩分为5类:动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、混合岩等,变质岩占地壳体积的27.4%。

  

  岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质,是建筑工程考虑选定因素,孔隙度有利胶凝材料的胶结和结合。

  

  混凝土拌和的骨料生产可能会遇到以上各种不同岩性的岩石,就是同一类型岩石,其成分、物相组成、结晶的颗粒度、致密度、矿物种类含量及硬度等不可能完全相同,这就要对具体岩性进行具体分析,以便选择合理的工艺破碎设备。

 

3、矿山破碎设备

  

  有一点岩石矿物学常识的人都会知道,岩石是若干不同矿物颗粒的集合体,通常以融合、胶结和结合在一起组成的,经破碎受力后可沿晶面断开呈现平整或光滑的表面,称作解理。

  

  在岩石的破碎加工中,矿山破碎设备一般有多种选择,常见矿山破碎设备主要有颚式破碎机、旋回式破碎机、圆锥式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机和立轴冲击式破碎机。

  

  由于各类矿山破碎设备的型式、结构和规格不同,不可能由某类某规格的单段破碎设备完成整个固体矿物粒度减小的全过程,因此必须合理的选择矿山破碎设备的型式、结构和规格,并合理分配各段破碎机的破碎比。破碎机均为对矿岩施加机械力的作用而破碎,如挤压破碎、劈裂破碎、折断或弯曲破碎、磨碎破碎和冲击破碎等。破碎机械往往是以一种破碎方法为主,以其他一种或多种方法为辅来对岩石进行破碎。

  

  因而生产者也要了解一些矿山破碎设备的破碎知识和破碎设备性能。设备主要破碎方式不同其破碎出的产品颗粒形状不一样。如在我们的一些工地常使用颚式破碎机时,因其主要破碎为挤压破碎,而造成针、片状颗粒较多。一般以挤压破碎为主的设备其破碎后产品颗粒形状较差,针、片状颗粒较多。以挤压破碎为主的设备还有旋回破碎机、圆锥破碎机。以冲击力破碎岩石是以矿物颗粒胶结面解理,沿解理面破碎呈现平整或光滑的表面,因而破碎后产品颗粒形状较好,针、片状较少。下面简述几种破碎机知识。

  

  颚式破碎机:颚式破碎机是利用两颚板对物料的挤压和弯曲作用 ,粗碎或中碎各种硬度物料的破碎机械。 其破碎机构由固定颚板和可动颚板组成,当两颚板靠近时物料即被破碎,当两颚板离开时小于排料口的料块由底部排出,它的破碎动作是间歇进行的。这种破碎机因有结构简单、维修方便、破碎板更换容易、而被广大用户青徕。缺点是偏心轴转一周只有半周在做功,另外半周动能没有得到充分利用,岩石破碎后级配及粒形差,针片状多,动颚板上下搓动而使颚板磨损较快。

  

  旋回式破碎机:旋回式破碎机是利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动,对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用,粗碎各种硬度岩石的大型破碎机械。破碎锥绕机器中心线作偏心旋回运动,它的破碎动作是连续进行的,故工作效率高。其优点是破碎能力大,衬板磨损少;运行平稳,噪音小。缺点是机器的质量大,机身高,故厂房的建筑费用也高。

  

  圆锥式破碎机:圆锥式破碎机的工作原理与旋回破碎机基本相同,但仅适用于中碎或细碎作业的破碎机械。现在多缸圆锥破碎机由于对破碎腔的改进,其产品粒形大为改变,针片状也减少,是实现“多破少磨”的理想设备。

  

  锤式破碎机:锤式破碎机具有破碎比大、排料粒度均匀、能耗低等优点。但由于锤头磨损较快,在硬物料破碎的应用上受到了限制;另外由于篦条怕堵塞,不宜于用它破碎湿度大和含粘土的物料。这种破碎机通常用来破碎中硬以下的脆性物料。

  

  反击式破碎机:反击式破碎机是利用板锤的高速冲击和反击板的回弹作用,使物料受到**冲击而破碎的机械。板锤固装在高速旋转的转子上,并沿着破碎腔按不同角度布置若干块反击板。物料进入板锤的作用区时先受到板锤的**次冲击而初次破碎,并同时获得动能,高速冲向反击板。物料与反击板碰撞再次破碎后,被弹回到板锤的作用区,重新受到板锤的冲击。如此**进行,直到被破碎成所需的粒度而排出机外。反击式破碎机的破碎比大,并能更充分地利用整个转子的高速冲击能量。但由于板锤极易磨损,它在硬物料破碎的应用上也受到限制,通常用来粗碎、中碎或细碎中硬以下的脆性物料。

  

  立轴冲击式破碎机:立轴冲击式破碎机一般有石打石和石打铁两种,其中石打石冲击式破碎机利用石打石技术,使石料在工作部件上形成料垫,实现石料与石料的互相冲击完成破碎,有效地保护工作部件不受磨损。立轴冲击式破碎机结构轻巧,安装简便;成品粒形稳定,针片状含量极低;磨损小,运行成本低;破碎过程中破碎腔内形成内部循环气流,不会发生粉尘外溢。处理量大,成砂率高,是理想的人工制砂和粗骨料整形机型。

  

  粗碎设备一般选用旋回破碎机或颚式破碎机,较软的岩石亦可用反击式破碎机和锤式破碎机。中细碎破碎设备一般采用圆锥破碎机或反击式和锤式破碎机。其设备负荷系数可取0.75——0.85。

 

 

4、岩石与破碎关系

  

  混凝土拌和骨料是由岩石经破碎设备加工而成,岩石有多种多样,岩石具有较稳定的矿物种类及含量。但实际所有岩石因复杂的地质环境及成因差异,同种岩石虽然具有相同的物理化学特性,由于矿物种类及含量、硬度、结晶颗粒的大小、结晶的致密度不同,其理化指标也不同,尤其是岩石的磨损性差异较大。在破碎设备选择中要根据具体岩石理化指标而选择设备类型。岩石的可碎(磨)性主要取决于它的冲击强度,岩石对设备的磨蚀性则主要决定于它的石英含量。例如花岗岩的可碎性指数较玄武岩低,而其磨蚀性则较玄武岩强得多。

  

  在矿山确定后,可通过对该矿山的岩石进行岩性的分析、测试,根据料源了解该岩石的可碎(磨)性、磨蚀性,从而选择合适的矿山破碎设备砂石生产线工艺。这对加工骨料质量有保障和生产运行费用具有实际的指导意义。

  

  人工砂石骨料因加工岩石的矿物成分、结构和构造不同,加工机械与工艺不同,它的颗粒级配、粒形、石粉含量等差别很大。因此在人工砂石骨料的生产中,砂石场总包者必须具备一定的混凝土拌和基本知识、矿物岩石学知识和矿山破碎设备方面的知识,才能加工出高品质砂石骨料。因而一个砂石生产线要根据具体的岩性而选择合理的矿山破碎设备,重视岩石加工性能研究。