Panduan Lengkap untuk Penanganan Slag Terowongan

Ringkasan：Teknologi pengolahan agregat pasir dan kerikil adalah kunci untuk penanganan dan pemanfaatan slag terowongan, terutama mencakup pemilihan pemulihan slag terowongan, pemilihan dan tata letak sistem pemrosesan pasir dan kerikil, teknologi pengolahan agregat pasir dan kerikil, pengolahan air limbah, pengendalian debu dan kebisingan, dll.

Status pemanfaatan slag terowongan

1. Apa itu slag terowongan?

Slag terowongan merujuk pada limbah batu yang digali selama proses penggalian terowongan.

2. Bahaya pembuangan slag terowongan yang tidak tepat

Selama proses penggalian jalan raya dan terowongan kereta api cepat, sejumlah besar slag terowongan dihasilkan. Karena faktor-faktor seperti teknologi konstruksi dan organisasi, slag terowongan tidak dapat dimanfaatkan dengan baik, dan sering kali perlu membangun area pembuangan khusus untuk pembuangan.

Occupy arable land and waste land resources

Pembuangan sembarangan dari terak terowongan yang dihasilkan oleh penggalian terowongan tidak hanya menghabiskan sejumlah besar lahan subur, tetapi juga memengaruhi fungsi lahan, dan sifat fisik serta kimia dari tanah permukaan dapat berubah. Pada saat yang sama, sisa bahan bangunan dapat menyebabkan pencemaran logam berat pada tanah, secara signifikan mengurangi daya budidaya lahan pertanian.

Increase the probability of flood disasters

Penggalian terak terowongan mengganggu area permukaan secara besar-besaran, meningkatkan area erosi tanah yang sebelumnya sudah parah. Jika tidak ditangani dan dilindungi selama proses konstruksi, itu akan menyebabkan erosi tanah regional dan membawa faktor tidak stabil terhadap keamanan proyek utama, meningkatkan probabilitas bencana banjir di sepanjang sungai.

Economic resource waste

Untuk memenuhi persyaratan konstruksi hijau, sejumlah besar terak terowongan yang dihasilkan selama penggalian terowongan perlu diolah. Namun, transportasi jarak jauh tidak hanya meningkatkan biaya proyek tetapi juga menyebabkan pemborosan sumber daya. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengolah terak terowongan yang ditinggalkan dengan baik dalam rekayasa.

3. Constraints on the preparation of sand from tunnel slag

Multi-deformasi dan non-selektif dari litologi terowongan

Dibandingkan dengan tambang pasir dan kerikil, kekurangan terbesar menggunakan terak terowongan untuk memproduksi pasir buatan adalah bahwa material ini tidak selektif. Menurut jadwal perencanaan proyek, terak dihasilkan dalam proses konstruksi terowongan, yang berarti bahwa perbedaan batuan mungkin relatif besar, dan kualitas pasir buatan tidak stabil. Jika terak dihasilkan oleh beberapa terowongan, situasi ini akan lebih jelas.

Lack of reasonable evaluation of tunnel slag

Beberapa personel rekayasa mungkin hanya memiliki pemahaman terbatas tentang terak terowongan dalam hal pengisian fondasi jalan, dan kurang dukungan teknis serta pemahaman objektif tentang penerapannya dalam rekayasa beton, sehingga sulit untuk mengorganisir sumber daya manusia, material, dan finansial untuk mempelajari dan menerapkan terak terowongan.

Lack of standardized processing technology

Komposisi terak terowongan itu kompleks, dan litologi terak terowongan bervariasi secara besar-besaran di daerah yang berbeda. Saat ini, tidak ada rencana dan proses pengolahan terstandarisasi, dan rencana pengolahan yang disesuaikan perlu dirancang berdasarkan situasi spesifik di berbagai lokasi.

Applications of tunnel slag

Teknologi utama untuk mempersiapkan pasir dan kerikil dari slag terowongan

Proses produksi pasir slag terowongan terutama mencakup: analisis jenis dan kelas batuan sekitar terowongan → pemilihan pemulihan slag terowongan → analisis pasokan dan permintaan slag terowongan dan batu pasir → perbandingan dan pemilihan lokasi pemrosesan pasir dan kerikil → desain teknologi pemrosesan pasir dan kerikil → pemilihan peralatan pasir dan kerikil → pembangunan lokasi pemrosesan pasir dan kerikil, pemasangan peralatan → pemeriksaan kualitas agregat pasir dan kerikil → penyesuaian peralatan.

Teknologi pengolahan agregat pasir dan kerikil adalah kunci untuk penanganan dan pemanfaatan slag terowongan, terutama mencakup pemilihan pemulihan slag terowongan, pemilihan dan tata letak sistem pemrosesan pasir dan kerikil, teknologi pengolahan agregat pasir dan kerikil, pengolahan air limbah, pengendalian debu dan kebisingan, dll.

1. Analisis jenis dan kelas batuan sekitar terowongan

Jenis batuan sekitar adalah faktor kunci untuk menentukan apakah pasir dan kerikil dapat dipersiapkan. Kelas batuan sekitar terutama ditentukan oleh derajat fragmentasi slag terowongan dan jenis batuan sekitar. Batuan sekitar dengan kekuatan tinggi dapat digunakan untuk mempersiapkan pasir dan kerikil.

2. Pemilihan pemulihan slag terowongan

Slag terowongan memiliki karakteristik berikut:

(1) Slag terowongan dapat berasal dari bagian atau unit yang berbeda dari proyek rekayasa, dan fluktuasi litologi, kekuatan tekan, derajat pelapukan, dll. meningkatkan keragaman dan kompleksitas bahan induk, sehingga sulit untuk memastikan kualitas dan stabilitas bahan induk.

(2) Terdapat banyak kotoran seperti lumpur dan tanah di dalam slag terowongan, dan kebersihannya rendah. Oleh karena itu, langkah-langkah yang sesuai untuk menghilangkan kotoran dan tanah perlu diambil.

(3) Metode utama penggalian rekayasa adalah peledakan. Selama penggalian terowongan, karena pengaruh ukuran desain penampang, permukaan peledakan kecil dan titik-titik peledakan terfokus, yang mengakibatkan ukuran rata-rata slag peledakan lebih kecil, dengan lebih banyak debu dan lapisan debu yang lebih tebal.

Menurut karakteristik slag terowongan, jika semuanya dicampur dan ditumpuk di tempat slag, itu akan menyebabkan ketidakstabilan bahan induk. Penyaringan dan klasifikasi awal diperlukan untuk meminimalkan fluktuasi kualitas bahan induk dari sumber.

Tindakan efektif untuk meningkatkan kualitas batuan induk slag terowongan:

Pertama, sebelum penggalian, bandingkan data pengukuran konstruksi di lokasi dan data survei geologi untuk menentukan litologi, kekuatan, dan derajat pelapukan yang sesuai dari berbagai bagian penggalian, serta apakah mereka dapat digunakan sebagai bahan baku untuk mempersiapkan agregat pasir dan kerikil, sehingga dapat memilih slag terowongan dari sumber.

Selanjutnya, selama proses penggalian, penyaringan yang sesuai dilakukan pada slag terowongan, seperti memilih batu dengan kinerja baik dan kekuatan tinggi untuk memproses agregat pasir dan kerikil. Material slag yang diekskavasi dari zona yang hancur, formasi berlumpur, dan formasi lemah tidak digunakan untuk mempersiapkan agregat pasir dan kerikil.

Akhirnya, terak terowongan yang diangkut ke tempat terak diklasifikasikan dan ditumpuk sesuai dengan kualitasnya untuk memastikan bahwa perbedaan kualitas terak dalam tumpukan yang sama diminimalkan, kinerjanya lebih stabil, dan mudah untuk mengklasifikasikan, memproses, dan memanfaatkan.

3. Pemilihan lokasi dan tata letak sistem pemrosesan pasir dan kerikil

Ada dua jenis utama sistem pemrosesan pasir dan kerikil: tetap dan mobile. Saat ini, sistem berukuran besar dan menengah sebagian besar menggunakan jenis tetap. Untuk sistem pemrosesan pasir dan batu berskala kecil dalam rekayasa linier (seperti rel kereta api, jalan raya, dll.), jenis mobile sebaiknya digunakan.

Sistem pemrosesan pasir dan kerikil mobile mengadopsi perakitan modular, yang secara fleksibel menggabungkan proses penghancuran, penyaringan, dan pembuatan pasir menjadi satu. Sistem ini dapat dengan cepat dipindahkan ke produksi sesuai dengan jadwal proyek dan memperpendek jarak transportasi antara berbagai proses.

Pemilihan lokasi dan tata letak sistem pemrosesan pasir dan kerikil harus menganalisis secara komprehensif sumber bahan baku dan lokasi pabrik pencampuran. Berdasarkan karakteristik regional, lingkungan sekitar, ukuran lokasi (mempertimbangkan sejumlah tertentu untuk penyimpanan bahan jadi dan penyimpanan terak terowongan), skala dan bentuk sistem, proses produksi, dan faktor-faktor lainnya, lokasi yang ideal harus dipilih dari lokasi yang tersedia, dan perencanaan yang wajar harus dilakukan untuk memenuhi persyaratan teknologi yang maju, konstruksi yang nyaman, operasi yang dapat diandalkan, serta ekonomi, keselamatan, dan perlindungan lingkungan yang baik.

4. Teknologi pemrosesan agregat pasir dan kerikil

Persiapan agregat pasir dan kerikil dari terak terowongan melibatkan penghancuran, penyaringan, dan pembuatan pasir, dengan proses utama adalah "lebih dihancurkan dan kurang digiling, mengganti penggilingan dengan penghancuran, dan menggabungkan penghancuran dan penggilingan". Karakteristik bahan yang diproses secara langsung mempengaruhi desain proses pemrosesan agregat pasir dan kerikil.

Pemecahan

Jumlah bagian penghancuran harus ditentukan berdasarkan litologi, kekerasan, ukuran partikel umpan, kapasitas pemrosesan terak terowongan yang dibutuhkan, dan dikombinasikan dengan faktor-faktor lain untuk analisis komprehensif.

Untuk batuan yang sulit dihancurkan dan memiliki abrasivitas yang kuat, seperti basalt dan granit, biasanya digunakan proses penghancuran 3 tahap. Untuk penghancuran kasar, sering digunakan jaw crusher atau gyratory crusher. Untuk penghancuran menengah, digunakan cone crusher berukuran sedang dengan rasio penghancuran yang relatif besar, sedangkan untuk penghancuran halus, digunakan short head cone crusher.

Untuk batuan sedang atau rapuh seperti batu kapur dan marmer, proses penghancuran dua tahap atau tiga tahap dapat digunakan. Untuk penghancuran kasar, kita dapat menggunakan impact crusher atau hammer crusher yang memiliki rasio penghancuran yang relatif besar. Untuk penghancuran menengah dan halus, kami merekomendasikan memilih impact crusher atau cone crusher.

Ada tiga bentuk proses penghancuran: sirkuit terbuka, sirkuit tertutup, dan sirkuit tertutup tersegmentasi:

When adopting open-circuit production, the process is simple, there is no cycle load, and the workshop layout is relatively simple, but the flexibility of grading adjustment is poor. After balancing, there may be some waste materials;

When adopting closed circuit production, the aggregate grading is easy to adjust, and the workshop layout is relatively concentrated. However, the process is complex, the cycle load is large, and the processing efficiency is low;

When adopting segmented closed circuit production, the adjustment of aggregate gradation is flexible, the cycle load is relatively small, but the number of workshops is relatively large, and the operation management is relatively complex.

Penyaringan

Screening is the key factor to control the particle size of sand and gravel aggregates, and the tunnel slags are screened and graded after being crushed. The configuration of the vibrating screen should be determined based on the mud content, washability, required processing capacity, grading of the screened raw materials, discharge requirements, etc.

When calculating the screening processing capacity, the fluctuation of feed volume should be taken into account. Multi-layer screen should be calculated layer by layer, and the model should be selected according to the most unfavorable layer and the thickness of the material layer at the discharge end should be checked. It is required that the thickness of the material layer at the discharge end of the screen should not be greater than 3-6 times the size of the mesh hole (the smaller value should be taken when used for dehydration).

Sand making

1) Sand making process

The production process of sand and gravel aggregates includes three methods: dry method, wet method, and a combination of dry and wet methods.

(1) Wet method production: suitable for situations when the raw materials contain too much mud or soft particles, and the content of fine aggregate stone powder is relatively high. Wet method production can be used to remove some stone powder.

The advantages are high screening efficiency, the surface of aggregate is clean, and no dust during the production process; the disadvantages are high water consumption, difficulty in wastewater treatment, severe loss of fine aggregate and stone powder, and difficulty in dehydration.

(2) Dry method production: mainly suitable for clean raw material and sand processing system with low sand formation rate of fine aggregate and low stone powder content.

The advantages are low water consumption, low loss of stone powder, and low or no wastewater treatment.

The disadvantage is that the dust is generally large, and the areas with high dust need to be sealed and equipped with dust removal equipment. When the raw material contains water, the fine aggregate is not easy to screen through.

(3) Dry and wet method combined production: generally refers to the production process that combines wet method production of coarse aggregate and dry method production of fine aggregate. This production method is mainly suitable for sand and gravel processing systems with high mud content in raw materials and low content of fine aggregate and stone powder.

Keuntungan adalah bahwa ia menggabungkan keuntungan dari produksi kering dan basah, dengan konsumsi air yang lebih sedikit, perlakuan air limbah yang lebih sedikit, permukaan bersih dari agregat kasar, kehilangan serbuk batu agregat halus yang lebih sedikit, dan debu yang lebih sedikit.

Kekurangannya adalah bahwa bahan baku perlu didehidrasi sebelum masuk ke penghancur dampak poros vertikal setelah dicuci dengan air (kadar air bahan baku umumnya tidak lebih dari 3%, jika tidak akan serius mempengaruhi efek pembuatan pasir).

2) Peralatan pembuatan pasir

Pemilihan peralatan pembuatan pasir harus ditentukan berdasarkan karakteristik sumber bahan, karakteristik regional, proses produksi, dan persyaratan pembuangan. Peralatan pembuatan pasir utama di pasar saat ini adalah penghancur dampak poros vertikal dan sistem pembuatan pasir mirip menara. Pelanggan juga dapat memilih peralatan pembuatan pasir penghancur bergerak sesuai dengan kemajuan proyek dan kondisi lokasi, dll.

1. penghancur dampak poros vertikal

Penghancur dampak poros vertikal seri VSI6X telah mengoptimalkan struktur rongga penghancuran, dilengkapi dengan bentuk penghancuran "batu di atas batu" dan "batu di atas besi", dan pelapis material "batu di atas batu" dan struktur blok dampak "batu di atas besi" dirancang khusus sesuai dengan keadaan kerja peralatan, secara signifikan meningkatkan efisiensi penghancuran peralatan.

Umumnya, ketika bahan baku sulit dihancurkan dan memiliki abrasivitas yang kuat, metode penghancuran "batu di atas batu" harus dipilih; ketika bahan baku sedang rapuh atau rapuh, dan abrasi sedang atau lemah, metode penghancuran "batu di atas besi" harus dipilih.

2. sistem pembuatan pasir mirip menara

Sistem pembuatan pasir mirip menara adalah metode pembuatan pasir tipe baru dan juga merupakan tren dalam pengembangan masa depan industri pasir buatan mesin. Untuk menyelesaikan masalah penggolongan yang tidak wajar, kandungan serbuk dan lumpur yang tinggi, dan ukuran partikel yang tidak sesuai dari pasir buatan mesin tradisional, Sistem Pembuatan Pasir Terintegrasi VU mengadopsi teknologi penggilingan dan teknologi pembentukan air terjun, yang membuat pasir dan kerikil jadi memiliki penggolongan yang wajar dan bentuk partikel yang bulat, secara efektif mengurangi luas permukaan spesifik dan porositas agregat kasar dan halus. Pada saat yang sama, mengadopsi teknologi penghilangan serbuk kering membuat kandungan serbuk dalam pasir jadi dapat disesuaikan dan terkontrol.

Sistem Pembuatan Pasir Terintegrasi VU memerlukan area yang kecil, mengadopsi transportasi sepenuhnya tertutup, desain produksi dan penghilangan debu dengan tekanan negatif, dengan kebisingan rendah, tanpa pembuangan limbah, lumpur dan debu, dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan nasional.

3. mesin penghancur bergerak dan pembuatan pasir

Seri K3 lini produksi penghancur bergerak dan pasir dilengkapi dengan peralatan host tipe baru, dengan kecepatan dan kekuatan penuh dan kuat, serta operasi yang stabil dan dapat diandalkan;

Dilengkapi dengan fondasi pengangkat otomatis tipe kereta luncur, memungkinkan transfer cepat dan pemasangan yang nyaman;

Setelah mengganti mode, itu juga dapat digunakan sebagai jalur tetap, menjadikannya pilihan ideal untuk pengolahan slag terowongan.

5. Langkah-langkah perlindungan lingkungan

Pengolahan air limbah

Pendangkalan dan pemisahan padatan-cair biasanya digunakan untuk mengolah air limbah yang dibuang dalam proses pengolahan pasir dan kerikil.

Pengolahan pendangkalan umumnya memiliki dua tahap: pra-pendangkalan dan pendangkalan. Investasi metode ini kecil dan operasinya sederhana, tetapi mencakup area yang luas dan rentan terhadap pembatasan iklim.

Dalam metode pemisahan padatan-cair, air limbah yang dibuang pertama-tama dimasukkan ke dalam tangki pemekatan untuk konsentrasi, dan slag limbah yang telah mencapai konsentrasi tertentu dikeringkan secara mekanis. Air limpasan dari tangki pemekatan masuk ke tangki pendangkalan untuk klarifikasi. Metode pengolahan ini memerlukan area yang kecil dan tidak terpengaruh oleh kondisi iklim. Tingkat daur ulang umumnya dapat mencapai lebih dari 70%, tetapi investasi tekniknya relatif tinggi.

Saat ini, pengolahan air limbah dari sistem pengolahan pasir dan kerikil biasanya mengadopsi kombinasi dua metode: pertama memisahkan sebagian partikel kasar melalui pendangkalan, dan kemudian menggunakan metode mekanis untuk pengeringan setelah memusatkan partikel halus. Ini dapat memastikan operasi normal dari sistem pengolahan air limbah sekaligus mengendalikan biaya.

Pengendalian debu

Debu dalam sistem pengolahan pasir dan kerikil terutama berasal dari penghancuran, penyaringan dan penggolongan, transfer material, dan tahap keran umpan, yang tidak hanya mencemari lingkungan tetapi juga mempengaruhi kesehatan fisik operator dan penduduk sekitar. Umumnya, pengendalian debu dengan semprotan air, penekanan debu dengan nanoteknologi biologis dan peralatan pengumpulan debu dikombinasikan dalam sistem.

Pengendalian kebisingan

Tindakan utama untuk pengendalian kebisingan dalam sistem pengolahan pasir dan kerikil meliputi:

• Pilih peralatan berisik rendah untuk mengurangi intensitas kebisingan;
• Pilih bahan peredam kebisingan yang sesuai untuk mengurangi kebisingan;
• Gunakan bahan isolasi suara untuk memblokir jalur transmisi atau mengurangi intensitas kebisingan selama transmisi;
• Gunakan perlengkapan pelindung pribadi terhadap kebisingan, dll.

Analisis rasio campuran beton dengan pasir slag terowongan

1. Pemilihan kekuatan persiapan dan rasio semen air

Kekuatan dan rasio semen air dari beton pasir buatan harus memenuhi peraturan yang relevan.

2. Penentuan konsumsi air unit

Jika dibandingkan dengan beton pasir sungai, beton pasir buatan memerlukan lebih banyak air untuk mencapai penurunan yang sama.

3. Penentuan konsumsi semen unit

Saat menyiapkan beton pasir buatan dengan grade lebih rendah (C30 dan di bawahnya), untuk mencapai kekuatan yang diperlukan, konsumsi semen tidak perlu ditingkatkan dibandingkan beton pasir sungai.

4. Pemilihan rasio pasir

Pemilihan rasio pasir untuk beton pasir buatan biasanya 2% -4% lebih tinggi daripada pasir sungai, atau bahkan lebih tinggi. Karena faktor-faktor seperti gradasi, partikel tampilan, modulus halus, dan kandungan serbuk batu dari pasir buatan itu sendiri, nilai spesifik perlu ditentukan melalui eksperimen lebih lanjut.

Kasus perlakuan terak terowongan

1. Persiapan pasir dari terak terowongan Kereta Api Chengdu-Kunming

Batuan utama dalam terak terowongan proyek ini adalah basalt dan kapur. Dan proyek ini dekat dengan sumber air, ada cukup air untuk keperluan produksi.

Konfigurasi peralatan:

1 pengumpan getar, 1 crusher jaw, 1 crusher cone, 1 crusher impact poros vertikal, 2 ayakan getar, 10 sabuk konveyor, 1 set kabinet listrik dan kabel, 1 set peralatan pencucian pasir, dan 2 loader.

Alur proses：

①Mengingat bahwa terowongan membutuhkan kerikil 5~10mm untuk shotcrete, kerikil dirancang dalam 3 gradasi, dengan ukuran 5~10mm, 10~20mm, 16~31.5mm, dan pasir buatan mesin kurang dari 4mm.

Ukuran mesh adalah 4mm (layar mesh baja), 6mm (layar mesh nilon), 12mm (layar mesh nilon), 21mm (layar mesh nilon), dan 32mm (layar mesh baja).

②Bahan di bawah ukuran dari layar mesh 4mm adalah pasir buatan mesin. Sesuaikan kecepatan mesin pembuat pasir (kecepatan mesin pembuat pasir adalah 1200r/menit) untuk mengontrol modulus halus pasir buatan mesin; Sesuaikan cara volume air dari mesin pencuci pasir untuk mengontrol bentuk butiran pasir dan kandungan serbuk batu.

Praktek telah menunjukkan bahwa meningkatkan kandungan serbuk batu dapat mengurangi modulus halus. Namun, dalam penggunaan sebenarnya, karena jumlah serbuk batu yang besar dan viskositas pasir yang berlebihan, sulit untuk mengeluarkan material dari corong batching, dan pembersihan manual diperlukan selama batching.

③Kerikil 4~6mm kembali ke mesin pembuat pasir, mengurangi kandungan partikel di bawah 5mm dalam kerikil 5~10mm, partikel pada layar mesh 6mm adalah kerikil 5~10mm, partikel pada layar mesh 12mm adalah kerikil 5~10mm, partikel pada layar mesh 21mm adalah kerikil 16~31.5mm.

2. Persiapan pasir dari terak terowongan Jalan Tol Jiande-Jinhua

Batuan sekeliling terowongan di sepanjang jalur ini terutama adalah tufa.

Gambaran proyek：

Bahan mentah: tufa, terak terowongan

Kapasitas produksi: 260t/jam

Konfigurasi peralatan: F5X pengumpan getar, PEW crusher jaw, HST crusher cone hidrolik silinder tunggal, mesin pembuat pasir VSI5X, layar getar S5X dan perangkat pendukung lainnya.

Pasir dan kerikil jadi: 0-5, 5-10, 10-20, 20-28mm

Kelebihan proyek:

Kualitas tinggi:Peralatan penghancur dan pembuatan pasir cerdas kelas atas adalah sorotan dan inti dari seluruh proyek. Teknologi kontrol hidrolik yang canggih dan proses produksi yang matang di bagian penghancuran memastikan operasi yang efisien dan stabil dari seluruh proyek; pasir buatan mesin yang dihasilkan oleh bagian pembuatan pasir memiliki distribusi ukuran partikel yang dapat disesuaikan dan kandungan lumpur yang dapat dikontrol, yang dapat secara efektif meningkatkan kualitas teknik.

Kecerdasan tinggi:Proyek ini dilengkapi dengan sistem kontrol PLC, yang dapat mengamati dan mengontrol status operasi dari seluruh jalur produksi. Workshop produksi cerdas tidak hanya memudahkan operasi produksi, tetapi juga mengurangi pengeluaran tenaga kerja, yang menguntungkan untuk pengendalian biaya proyek.

High benefit:Proyek ini berencana untuk menggunakan 250.000 meter kubik pasir buatan mesin. Dihitung berdasarkan harga pasar proyek pada saat itu, harga pasar pasir alami setinggi 280RMB per meter persegi, dan harga pasar pasir mekanis setinggi 100RMB per meter kubik, dengan selisih 180RMB per meter kubik. Biaya dapat dihemat sekitar 45 juta RMB dengan manfaat ekonomi tidak langsung yang signifikan.