Bài Giảng Các Xí Nghiệp Phục Vụ Xây Dựng Đường Ô tô (Phần 1)

Bài Giảng Các Xí Nghiệp Phục Vụ Xây Dựng Đường Ô tô (Phần 1)

Bài giảng

Biên soạn : Nguyễn Biên Cương Tel: 0511.842978 - 0913.401.627

Đà Nẵng, 09/2006

Lời mở đầu

Tập bài giảng Các xí nghiệp phục vụ xây dựng đường ô tô nằm trong phần 2

của giáo trình Xây dựng đường.

Nội dung trình bày lý thuyết trên lớp 15 tiết Với thời gian hạn hẹp như trên,

sinh viên phải nghiên cứu trước bài giảng & các tài liệu tham khảo để

có thể tiếp thu được các kiến thức cốt lõi trên lớp

Các nội dung bài giảng sẽ liên tục được cập nhật, chỉnh sửa cùng với sự

phát triển của công nghệ xây dựng cầu đường trong nước và trên thế giới.

Các vấn đề cần thảo luận, mời các bạn thảo luận tại Websize của trường Đại

học Bách Khoa - ĐHĐN ho ĐHĐN ho ặc gửi qua Email theo địa chỉ:

biencuongnguyen@walla.com - CC thêm biencuongnguyen@gmail.com

Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng, song kiến thức là vô cùng, khoa học công

nghệ phát triển từng ngày, nên chắc chắn sẽ còn những thiếu sót, mong nhận sự đóng góp, phê bình, xây dựng của các đồng nghiệp, các bạn sinh viên.

Chân thành cám ơn!

Nội dung chính

2 Mỏ khai thác & gia công vật liệu

3 Cơ sở gia công nhựa

1 Các v v ấn đề chung

1 Khái niệm:

Các xí nghiệp phục vụ xây dựng đường (các xí nghiệp

phụ) là nơi khai thác, gia công, sản xuất các loại:

Các XNP có thể cố định, hay tạm thời để phục vụ việc

xây dựng 1 tuyến đường hoặc vài tuyến, có thể sảnxuất quanh năm hoặc theo mùa

2 Đặc điểm chung:

- Quá trình sản xuất tương đối ổn định: cả về

năng suất, sản lượng và chất lượng.

- Các trang thiết bị tương đối đồng bộ, trình

độ kỹ thuật của cán bộ & công nhân tương đối cao.

- Tổ chức sản xuất gần giống như một nhà

máy, xí nghiệp công nghiệp.

3 Mục đích của các XNP:

- Đáp ứng nhanh chóng & kịp thời các yêu cầu về

VL của các khâu thi công.

- Làm giảm khối lượng công tác xây lắp phải thực

hiện ngoài trời.

- Tạo điều kiện để áp dụng các kết cấu mặt đường

hiện đại, tiên tiến.

- Tạo điều kiện rút ngắn được tiến độ thi công, đảm

bảo chất lượng công trình, giảm được giá thành XDĐ, sớm đưa đường vào sử dụng, rút ngắn được thời kỳ hoàn vốn của đường.

- Đảm bảo công nghiệp hoá quá trình XDĐ.

4 Các nội dung khi nghiên cứu XNP:

- Khảo sát xác định trữ lượng, chất lượng, công suất

XN.

- Chọn vị trí.

- Định phương ph ph áp tổ chức sản xuất.

- Tính toán, lựa chọn các thiết bị, các biện pháp kỹ

thuật để khai thác, gia công ho ho ặc chế tạo VL XDĐ

- Xác lập quá trình công nghệ khai thác, gia công.

- Quy ho ho ạch mặt bằng xí nghiệp.

2 Các mỏ khai thác và gia

công vật liệu

1 Ý nghĩa:

- Vật liệu XDĐ thường chiến 1 tỉ trọng lớn trong giá thành công

trình, hạ được giá thành VL sẽ hạ được giá thành công trình.

- Đảm bảo chất lượng đầu vào của vật liệu là yếu tố tiên quyết

đầu tiên để công trình đạt chất lượng.

- Khâu sản xuất & cung cấp vật liệu có ảnh hưởng trực tiếp đến

tiến độ thi công các hạng mục công trình.

2 Phân loại mỏ:

- Theo VL khai thác:

Mỏ đá , cấp phối, cát

- Theo phương pháp khai thác: mỏ lộ thiên,

mỏ dưới lòng đất ( XDĐ thường chỉ khai thác lộ thiên ).

- Theo sự phân bố của VL: mỏ phân bố vùng

đồi núi, ven sông suối, dưới lòng đất

- Theo phương tiện khai thác, gia công: thủ

công, cơ giới, bán cơ giới.

- Theo khối lượng khai thác & thời gian khai

thác: mỏ cố định (trữ lượng lớn, thời gian khai thác dài, phục vụ cho các ngành XDCB), mỏ tạm thời (phân bố gần tuyến, khối lượng khai thác nhỏ, do nhà thầu tự tổ chức khai thác để thi công tuyến đường).

3 Công tác khảo sát ở mỏ:

c Các nội dung khảo sát chi tiết:

mỏ.

thác.

d Xác định trữ lượng VL khai thác:

- PP mặt cắt trung bình: đo vẽ các MCN song

song, tính trữ lượng (V) như tính khối lượng đào đắp nền đường.

- PP chiều sâu trung bình: dựa vào diện tích

khai thác & chiều sâu các lỗ khoan thăm

dò tính trữ lượng khai thác:

V= htb.F

htb - chiều sâu trung bình

h2

F

PP chia lưới tam giác:

Chia vùng khai thác thành các

chiều sâu trung bình các lỗ

PP chia lưới đa giác:

vuông góc với các đường nối tại điểm giữa

N2

N1

N3

N1 N4

N5

PP đường đồng mức:

2

h

S h

2

S

S V

4 Chọn vị trí mỏ:

- Đạt yêu cầu về trữ lượng & chất lượng sản

phẩm.

- Điều kiện khai thác dễ dàng.

- Vốn đầu tư ít, giá thành sản phẩm rẻ.

Cụ thể:

- Về địa chất: tầng đất thải mỏng, ít phong

hoá, thế nằm đất đá song song với mặt khai thác.

- Địa hình, địa mạo: ít cây cối, địa hình

lợi.

Công thức tính giá thành sản phẩm đến chân công trình:

Si = ai + bi.(li +xi) + ci (đ/m3)Trong đó:

ai , bi , ci - chi phí khai thác, vận chuyển, bốc dỡ 1 m3 vật

5 Các P.A tổ chức khai thác:

dốc.

5 1

Mỏ đá Khánh Sơn - Đà Nẵng

Mỏ đá Phước Tường - Đà Nẵng

Phương án khai thác theo kiểu lấn dần từ

5.2 Kiểu đào thùng đấu :

- Dùng khi vật liệu khai thác nằm

dưới mặt đất.

- Trình tự khai thác: từ trên xuống

dưới, từ trong ra ngoài.

2 5

8 7

9

Khai thác theo kiểu đào thùng đấu (1, 2, 3 là trình tự các tuyến khai

thác)

Tầng thải

Phương án khai thác theo kiểu đào thùng

- Thoát nước rất khó khăn.

- Chi phí khai thác, vận chuyển đều cao.

Nên chỉ được dùng để khai thác các mỏ có vật liệu phân bố sâu dưới mặt đất, có cự ly vận chuyển đến tuyến rất gần hoặc không

có điều kiện khai thác theo kiểu lấn dần.

Mỏ đá Đà Sơn - Đà Nẵng

Chọn P . A tổ chức khai thác nào cũng

nên bố trí tuyến khai thác theo tầng cấp vì :

Tuyến khai thác bố trí kiểu tầng cấp:

Tầ ng cấp

kh ai thá c

Tu yến

kh ai thá c

Mỏ đá Phước Tường - Đà Nẵng

5.3 Các phương án bố trí tuyến khai

thác:

2 I II III

1

2 I II III

1

2 I II III

1 1

2 I II III

a Bố trí tuyến khai thác có tầng cấp phát triển song

song:

Ghi chú :

Hình thức bố trí này có một số ưu điểm:

- Khối lượng khai thác đồng đều, ổn định ở các tầng

cấp.

- Tính toán , thiết kế nổ phá rất dễ dàng , thuận lợi .

- Dễ tổ chức khai thác, gia công vật liệu.

b Tuyến khai thác có tầng cấp hình nan quạt:

Ghi chú:

1

III

Hình thức bố trí hình nan quạt có ưu điểm là

- Khối lượng khai thác không đồng đều, ổn định ở

các tầng cấp.

- Tính toán, thiết kế nổ phá ở các tầng cấp khác

nhau rất khác nhau.

c Bố trí tuyến khai thác theo kiểu đường cụt

(thường chỉ dùng với các mỏ có quy mô nhỏ):

Ghi chú:

1

I II III IV

2

Tuyến khai thác nên bố trí:

& hạn chế tiếng ồn.

6 Trình tự khai thác - gia công VL:

(ở mỏ khai thác & gia công đá)

6.1 Chuẩn bị khai thác:

6.2 Phá đá liền khối:

đoạn.

Máy khoan tự hành

Máy khoan hơi ép cầm tay

6.3 Vận chuyển VL đến khu gia công:

Các phương pháp vận chuyển:

định.

Đá từ khu khai thác được vận chuyển đến khu gia công bằng ô tô

Mỏ đá Mỹ Trang - Quảng Ngãi

Ô tô vận chuyển

Đá từ khu khai thác được vận chuyển đến khu gia công bằng ô tô

Mỏ đá Hải Vân Nam - TCT Sông Đà

Băng chuyền

Vận chuyển vật liệu bằng máy xúc lật

Vận chuyển đá đến khu gia công bằng băng chuyền

Băng chuyền vận chuyển

đá đến khu gia công

6.4 Nghiền đập vật liệu:

a Mục đích: để đảm bảo kích cỡ & hình dáng

b Các loại máy nghiền:

- Máy nghiền kiểu hàm nhai.

- Máy nghiền kiểu hình côn.

- Máy nghiền kiểu hình trụ đơn.

- Máy nghiền kiểu hình trụ kép.

- Máy nghiền kiểu hình trụ bộ ba.

- Máy nghiền kiểu hình trụ bộ bốn.

- Máy nghiền kiểu bệ.

- Máy nghiền kiểu búa.

* Sơ đồ làm việc máy nghiền kiểu hàm nhai (Jaw Crusher) :

Sơ đồ nghiền

Một loại máy nghiền kiểu hàm nhai

Tổ hợp nghiền kiểu hàm nhai loại nhỏ

Tổ hợp nghiền kiểu hàm nhai loại vừa

Một tổ hợp nghiền kiểu hàm nhai loại vừa khác

* Máy nghiền kiểu hình côn - hình nón (Cone Crusher) :

Sơ đồ nghiền

Một số loại máy nghiền kiểu hình côn

Côn nghiền

Một tổ hợp nghiền kiểu hình côn

* Máy nghiền kiểu hình trụ đơn (Single Roll Crushers) :

Sơ đồ nghiền

Một số loại máy nghiền hình trụ đơn

* Máy nghiền kiểu hình trụ kép (Doublle Roll Crushers)

Sơ đồ nghiền

Một số loại máy nghiền kiểu hình trụ kép

* Máy nghiền kiểu hình trụ bộ ba (Triple Roll Crushers)

Sơ đồ nghiền

Một số loại máy nghiền kiểu hình trụ bộ ba

* Máy nghiền kiểu hình trụ bộ bốn (Quadroll Crushers)

Sơ đồ nghiền

Một số máy nghiền kiểu hình trụ bộ bốn

* Máyy nghiền kiểu bệ( Stage loader Crushers )

* Máy nghiền kiểu búa

(Hammermill Crushers)

Một số loại máy nghiền kiểu búa

Một tổ hợp máy nghiền kiểu búa

Một tổ hợp máy nghiền kiểu búa khác

c Tỉ số nghiền i:

- Nên bố trí nghiền nhiều giai đoạn nếu tỉ số

nghiền lớn để hạn chế phế phẩm & đảm bảo máy nghiền không làm việc quá tải.

- Một giai đoạn nghiền tỉ số nghiền tối đa nên

từ 4 ÷ 6.

)nghiÒny

¸mkháira

khimax

VLíc

−thKÝch(

d

)nghiÒnvμo

khimax

VLíc

−thKÝch(

D

i =

- Nghiền nhiều giai đoạn sẽ đạt độ nghiền chung:

max

Di

i.i

ic = 1 2 n =

Chu kỳ hở: toàn bộ vvật liệu từ khu gia công sẽ đi qua

máy nghiền sau đó đến máy sàng

Tất cả vật liệu đều qua máy nghiền mặc dù một số cỡ hạt

đã đạt yêu cầu gia công hoặc đã là phế phẩm.

Máy nghiền phải đảm nhận một khối lượng nghiền lớn.

Vật liệu có hàm lượng bụi bẩn lớn do nghiền cùng phế

phẩm.

Luôn tồn tại một lượng vật liệu gia công

có kích thước lớn hơn độ mở của khe

Chu kỳ hở có sàng phân loại sơ bộ: vật

liệu từ khu gia công sẽ đi qua sàng phân

loại sơ bộ để loại các cỡ hạt không cần gia

công trước khi cho qua máy nghiền, sau đó

đến máy sàng kiểm tra để phân loại vật liệu.

Ưu điểm so với chu kỳ hở:

Khắc phục được các nhược điểm 1, 2, 3

nhưng tốn máy sàng hơn.

1

2 2

Chu kỳ kín: toàn bộ vật liệu từ khu gia công sẽ đi qua

máy nghiền, sau đđó đến máy sàng kiểm tra để phânloại vật liệu, vật liệu chưa đạt yêu cầu gia công sẽquay trở lại máy nghiền

1

2

- Ưu điểm so với chu kỳ hở:

nhược điểm 1, 2, 3; khối lượng vật liệu qua máy nghiền nhiều.

Chu kkỳ kín có sàng phân loại sơ bộ: vật liệu từ khu

gia công sẽ đi qua máy sàng phân loại sơ bộ; vậtliệu chưa đạt kích cỡ gia công sẽ qua máy nghiền, sau đó quay lại máy sàng để phân loại vật liệu; phần vật liệu chưa đạt yêu cầu gia công lại quay trởlại máy nghiền

máy sàng & máy nghiền đều lớn.

e Xỏc định sản lượng cỏc loại vật liệu sau khi

Đồ thị ra đá

0 10

* Đồ thị ra đá: là biểu đồ cấp phối hạt của vật liệu sau khi

ra khỏi giai đoạn nghiền cuối cùng ứng với một độ mởnhất định của khe ra đá

- Đồ thị ra đá phụ thuộc vvào:

Loại đá đem nghiền.

Kích cỡ hạt đưa vào máy nghiền.

Tình trạng hoạt động thực tế của máy nghiền.

Độ rộng của khe ra đá.

- Để thiết lập đồ thị ra đđá, định kỳ phải tiến hành nghiền

thử với các độ mở của khe ra đá khác nhau, xác định

% hạt lọt qua các cỡ sàng để xây dựng đồ thị

* Trình tự xác định sản lượng các loại vật liệu sau khi

- Xác định độ mở của khe ra đá (mm)

- Tại các cỡ hạt cần xác định khối lượng vật liệu ( trục

hoành ), kẻ các đường thẳng đứng, gặp đường đồ thị,

từ đó kkẻ các đường ngang, xác định được lượng lọtqua sàng ứng với cỡ sàng đó

- Tính toán khối lượng các loại vật liệu giữa 2 cỡ sàng kề

nhau

Vớ dụ : xỏc định sản lượng cỏc loại vật liệu đỏ 0x5,

5x10, 10x20 & 20x40 sau khi nghiền đỏ với độ mởkhe ra đỏ 25mm

Đồ thị ra đá

0 10

100

67

28 9

6.7 Vận chuyển vật liệu:

khác hoặc từ khu gia công đến bãi chứa.

Băng chuyền vận chuyển vật liệu

Băng chuyền vận chuyển vật liệu

6.5 Sàng vật liệu:

* Các giai đoạn sàng:

Sàng sơ bộ: tách các cỡ hạt không cần gia công tiếp để đưa

đến đống phế phẩm.

Sàng chuẩn bị: tách các kích cỡ hạt sau khi nghiền ở giai đoạn

trước, phân loại các cỡ hạt để đưa vào các khâu gia công tiếp theo.

Sàng kiểm tra: tách các kích cỡ hạt sau khi nghiền đập để đạt

yêu cầu gia công về kích cỡ hạt.

* Các phương pháp sàng:

Sàng phẳng (sàng thanh).

Sàng ống (sàng tròn).

Hiện nay thường dùng sàng phẳng do có chất lượng tốt,

năng suất cao

Một loại máy sàng phẳng có gắn thiết bị chấn động

6.6 Rửa vật liệu: đảm bảo vật liệu đạt độ sạch.

- Rửa vật liệu mịn: cát xay, cát sông dùng máy rửa chuyên

dùng

- Vật liệu thô: dùng phương pháp sàng ướt - phun tia

nước áp lực cao ngay trên mặt sàng ( kết hợp sàng & rửa )

7 Thiết kế quá trình công nghệ gia công

7.1 Lập sơ đồ chất lượng:

- Chỉ rõ trình tự công nghệ di chuyển của vật

liệu từ thiết bị này sang thiết bị kia để đạt được yêu cầu gia công.

- Sơ đồ chất lượng cũng chỉ rõ chủng loại các

loại thiết bị cần thiết đạt được yêu cầu gia công.

7.2 Lập sơ đồ số lượng:

lượng.

7.3 Lập sơ đồ công nghệ gia công :

Chọn máy trên nguyên tắc:

1 Nhiệm vụ:

- Tiếp nhận & bảo quản nhựa.

3.

2 Yêu cầu:

4 Cơ sở gia công nhựa nóng:

Một số hình ảnh xe vận chuyển nhựa chuyên dụng

b Tiếp nh nh ận & bảo quản nhựa:

Bể chứa nhựa

Hình thức thứ 2 có ưu điểm:

thoát.

chất.

Dung tích yêu cầu của bể chứa nhựa:

c Gia công nhựa đến nhiệt độ TC:

nhỏ.

Sơ đồ đun 2 cấp: nhựa được đun đến 50 ÷ 70oC

2).

lớn.

Các phương pháp đun nhựa:

tải.

Đun bằng dầu nóng: dầu là chất mang

Đun bằng khí nóng: đốt cháy dầu, thổi

Đun bằng tia hồng ngoại: an toàn, vệ

chữa.

5 Cơ sở chế tạo nhũ tương:

5.2 Trình tự gia công nhũ tương thuận

5 Trộn nước mềm với axít béo để tạo thành

Cấu tạo đĩa nghiền

Một loại máy quay nghiền

Đĩa nghiền

Máy quay nghiền chế tạo nhũ tương SONIC

Đĩa nghiền

Một loại máy quay nghiền Akzo Nobel

Trạm trộn nhũ tương Mini

Một trạm trộn nhũ tương Mini khác

Trạm trộn nhũ tương C.ty cơ khí CTGT 5

Sơ đồ bố trí trạm trộn nhũ tương

- Máy quay khuấy: các cánh quay quay với

Tổ hợp quay khuấy mini chế tạo nhũ tương