人工砂石骨料干法生产系统的设计和运行

1人工砂石骨料生产规模确定

砂石骨料生产系统的规模，按照混凝土高峰时段月平均骨料需用量及其它砂石需用量，计算砂石骨料加工系统生产强度。

1．1大坝工程混凝土高峰时段月平均骨料需用量

大坝工程混凝土高峰时段月平均骨料需用量，根据高峰时段月均混凝土浇筑量和施工配合比确定。舟坝水电站大坝混凝土高峰时段月均混凝土浇筑量详见表1，

舟坝水电站大坝混凝土高峰时段月均混凝土浇筑量详表

混凝土配合比详见表2，

舟坝水电站大坝混凝土高峰时段月均混凝土配合比详表

骨料用量详见表3。

舟坝水电站大坝混凝土高峰时段月均骨料用量详表

1．2砂石骨料生产强度的计算

舟坝水电站大坝碾压混凝土骨料全部采用人工砂石骨料。砂石骨料的破碎和筛分均采用干法生产。根据水利水电工程施工组织设计规范，参考其它工程人工砂石料加工生产经验，结合本工程灰岩及含有泥质灰岩的特性，生产过程的各种损耗按15％考虑，则砂石骨料月生产强度为：

Qs=8073lxl.15=92840.65 t。

系统按月生产25d，每天2个台班，每台班8 h计算，则系统小时生产强度为：Qh=92840.65／(25x8x2)=232.10 t／h。

选用每小时生产强度Qh=285 t／h。

实际系统每天运行时间为T=92840．65／(25x285)=13．03 h。

满足最大混凝土浇筑强度4．6万m3需用人工砂石骨料的要求。

2人工砂石骨料生产工艺的确定

加工砂石骨料的毛料来源于牛尾沟料场的爆破开挖料，以较坚硬灰岩为主，并含有极少量的白云质灰岩、泥灰岩。开采的原料粒径控制在dmax≤800mm以内，加工系统采用三段破碎，总破碎比为n=800／40=20。粗破采用两台颚式破碎机，其产品粒径dmax。<200 mm；中碎采用两台反击破，其产品粒径dmax≤60mm；细碎采用立轴式破碎机，其产品粒径dmax≤40 mm。为了筛除毛料里混入的少量树根及泥土，在粗碎车间配备棒条式振动给料机，筛分<150 mm以下细颗粒料，然后经过1号皮带送人YKl545振动筛筛分，<20 mm以下细颗粒料经2号皮带弃掉。

从表3可看出：舟坝水电站碾压混凝土坝各种级配料使用鼍依次为砂、小石、中石和大石，其中砂的使用量为整个工程骨料使用量的35％。为了满足砂的使用量，加工系统从二级筛分中取出30％中石和50％小石用于制砂。同时为了改善中、小石的级配，本系统的部分中、小石经过立轴破，这样可以改善中、小石的级配，使砂的生产量也相应有所提高。

由于舟坝水电站碾压混凝土坝主要为碾压混凝土，约占总量70％以上。为保证砂中石粉含量达到10％～22％的规范要求和碾压混凝土配合比试验测定石粉含量16．7％时性能最优的试验结论，制砂采取干法生产工艺。舟坝水电站人工砂石骨料生产系统工艺流程详见图1。

舟坝水电站人工砂石骨料加工系统生产工艺流程，粗碎采用开路生产工艺，中碎和制砂采用闭路生产工艺。

3人工砂石骨料加工系统的平面布置

由于牛尾沟料场沟道狭窄，料源距沟道口只有300m，而且沟道口几乎没有可利用场地，沟道口下部为黄丹镇大璧村住宅区，不利于加工场地的布置。舟坝政府早在2002年就在黄丹镇水泥厂附近回填了将近5000 m2的场地，现已废弃，可以用来修建骨料生产系统。

3．1人工砂石料生产系统布置的原则

(1)满足加工系统工艺流程要求，布局合理、紧凑、便于施工和运行管理。

(2)在满足最小爆破安全距离的前提下，尽量减少毛料运距。

(3)破碎筛分设备的基础必须满足地基承载力和设备工作时振动荷载的要求。

(4)防洪标准和排水设施在加工系统布置时应结合考虑，防止骨料二次污染。

3．2砂石骨料生产系统的平面布置

舟坝水电站人工砂石骨料生产系统由粗碎车间、一级半成品料仓、中碎一一级筛分车间、二级半成品料仓、制砂一二级筛分车间、成品料仓组成，根据现场地形条件，生产系统布设在同一平面。粗碎车间布设在385+7．9 m高程处，由覆盖层废弃料同填而成，其余均布设在385 m高程。成品料仓按照“一”排开，依次为大石、中石、砂、小石仓。大、中、小

石堆料高度各为20m，储料各为5000 m3；砂料堆料高度20m，储料7000m3。

4人工砂石骨料生产系统的防尘和排污

舟坝水电站人工砂石骨料由于采用干法生产，生产过程中粉尘较严重。为了防止骨料生产过程中粉尘飞扬，在砂石骨料生产系统中采取喷雾(冲水)和局部封闭等防尘措施，取得了比较理想的效果。

4．1防尘措施

4．1．1喷雾(冲水)

生产系统在粗碎颚破料口、中碎反击破料口安装了喷雾装置，防止粉尘飞扬。

4．1．2局部封闭

立轴破对于加工骨料的含水量要求较严格，对立轴破进料和一、二级筛分系统进行局部封闭，减少筛分和制砂时粉尘飞出，也防止二级半成品料被雨水淋湿。

4．2废水处理

根据舟坝水电站人工砂石骨料生产工艺。对一、二级筛分骨料系统的废水进行处理。处理措施是修建2座6 mx4 mx2 m沉淀池，废水经过沉淀后通过砂石筛分加工厂排水沟直接排入马边河。沉淀池定期采用机械进行清理。

5砂石骨料的质量控制

砂石骨料的质量由毛料质量、骨料生产时冲洗和试验控制等环节完成。

5．1严格毛料开采质量是骨料生产控制的源头

毛料开采质量控制工作由覆盖层清理工作和毛料装料组成。覆盖层清理完成后，由地质工程师确认后，再进行毛料开采工作。加工毛料由专职质检人员直观检查，对毛料中风化比较严重或杂物多、夹泥或含泥块的毛料作废料处理，不得卸入受料仓，从生产源头上主动控制好原料质量。

5．2骨料生产过程的冲洗是解决骨料裹粉问题的主要手段

骨料生产过程中，主要是采取冲洗措施解决骨料裹粉问题。根据毛料情况，在冲洗管路上安装调节阀，控制冲洗水量。保证冲洗水压在2.5-3 kg／m2。

5．3骨料生产过程中超逊径控制

骨料生产过程中，超逊径控制主要技术措施就是通过加大骨料检测频次和调节加工料口宽度来满足骨料级配要求。工程措施主要为：

(1)对于40～80 mm的粗骨料，在出料皮带机头设置缓降器，防止落差过大造成的击碎逊径及骨料级配分离现象。

(2)各种成品骨料之间设置隔离墙，避免混料造成骨料超逊径。

(3)合理选择筛网孔径，每班对筛网检查一次，并根据磨损情况及时更换。

(4)各种成品料仓的存料定期周转使用，及时清仓，避免碎料、粉料积累。

(5)骨料拉运装车要均匀取料，不得全部沿周边取料，避免装料造成骨料分离。

5．4骨料质量检验成果

骨料质量检验包括：骨料生产过程中粗细骨料全检验成果和生产过程中质量检验成果的统计和分析。

粗骨料全检验分析成果详见表4。

细骨料全检验分析成果详见表5。

粗骨料和细骨料全检验分析成果

粗骨料过程质量检验成果统计分析详见表6。

细骨料过程质量检验成果统计分析详见表7。

粗骨料和细骨料过程质量检验成果统计分析

6砂石骨料生产系统的运行及效果分析

舟坝水电站砂石骨料生产系统从2004年8月开始设计，9月中旬完成了设备招标采购工作，下旬开始建设，12月底基本建成并试运行，2005年元月投入使用。2006年6月完成砂石骨料的加工生产任务并拆站。2005年3月，大坝混凝土开始浇筑，2006年10月混凝土工程全部完成。加工系统生产将近2年，系统运行平稳正常可靠。根据统计资料：系统月骨料生产达到了设计生产能力，满足大坝混凝土浇筑强度150 m3／h的要求，但系统在运行中也出现了一些问题。

(1)本工程人工砂石料加工系统制砂选用的是PL一8500立轴式破碎机，出砂率偏低，且故障率较高，必须连续不断生产才能满足要求，建议以后工程中选用制砂能力比较强的设备。

(2)砂石骨料的裹粉问题没有从根本上彻底解决。从混凝土试块破坏面看：约5％的大、中石破坏面处可看到骨料裹粉遗留的痕迹。建议以后类似工程砂石料加工工艺设计中增加滚筒筛进行水洗，彻底解决大、中石骨料的裹粉问题。

(3)毛料运距为2 km，根据统计资料，加工损耗为15．6％，对骨料成本影响较大。

(4)根据统计资料分析，加工系统用电量为2．65度／t，相对于同类工程略偏高，电量计量、高压计量，无功损耗也计费，对工程成本有一定影响，在投标时需考虑。