浅析人工砂石生产系统在水电站建设中的应用

建材发展导向２０１１年１１月　水利・水・电　浅析人工砂石生产系统在水电站建设中的应用　卢俊文　（中国水利水电第八工程局有限公司）　摘　要：本文以梨园水电站工程为例，利用人工砂石料加工系统工艺方案、设备选型以及系统布置等主要项目的规划设计，为同规模人工砂石加工系统　设计提供了一定的借鉴。　关键词：工艺设计；人工砂石生产系统：梨园水电站工程　１工程概况　碎机试验破碎曲线（同类岩石），计算出其产砂的细度模数约为３．１左右，　本工程供应范围：①面板堆石坝涉及的所有混凝土，如：面板、防浪　为此，我们采取如下工艺措施来保证成品砂的细度模数：将第二筛分中　墙及坝顶路面等；②电站进水口、引水系统及主副厂房；③泄洪冲沙洞；　部分粗砂和第三筛分中全部３～５ｍｍ的粗砂用ＰＬ８５００进行整形，该工艺　④下游护岸工程；⑤发包人安排的其他工程所需砂石料。砂石料供应范　可根据实际情况灵活调节砂的细度模数，满足招标文件要求，且该工艺　围：①大坝级配垫层料；②工程所需的喷混凝土用骨料；③发包人安排的　已经在光照基地砂石系统成功运用。　其他工程。　２．１．６污水处理　本合同工程需提供各种标号的常温混凝土约８３．２ｘ１０４ｍ３；最低出机　人工砂石料生产过程中产生的废水常含有大量污泥，如不经处理直　口温度１４℃的Ｃ２０预冷混凝土约２４．６ｘ１０４ｍ　；大坝级配垫层料约２４．８×　接排放，将严重污染水质，影响环保。目前常用的污泥处理方式主要有两　１０４ｍ，；喷混凝土用骨料约９．２ｘ１０４ｔ。　种：　２设计原则　（１）加药沉淀，自然干化；　（１）为确保梨园水电站施工进度和工程质量，砂石系统设计遵循加　（２）机械分离干化。　工工艺先进可靠，成品砂石质量符合合同和规范要求，砂石生产能力满　结合梨园人工砂石加工系统的地形条件和招标文件中环境保护要　足工程需要的原则；　求，本系统拟采用两种方案结合处理的方式对污泥进行处理，先对废水　（２）在保证砂石生产质量和数量的前提下，选择砂石单价相对较低，　采用细砂回收车间回收大部分细砂和石粉，小部分细砂和石粉经过絮凝　总投资相对较小的设计方案；　池／斜管沉淀池浓缩后，由泥浆泵送回细砂回收车间回收。由于这部分泥　（３）为灵活调整砂石生产级配，降低工艺流程循环负荷量，砂石加工　浆浓度高，回收效果非常理想。其它剩余的小部分石粉通过沉渣池处理　采用分段闭路工艺流程；　后，由装载机、自卸车运至监理指定位置。　（４）采用新工艺、新设备解决污泥处理、水回收利用和环保问题；　２．２工艺流程　（５）充分利用地形地貌特点，使总体布置紧凑、合理、降低工程造价；　２．２．１根据本工程的特点和对关键工艺的研究，当料源为灰岩开采料时，　（６）兼顾考虑料场开挖料和砂卵砾岩的特性，加工工艺灵活。　本系统采用如下加工工艺　２．１关键工艺研究　（１）破碎，采用粗碎一中细碎一超细碎的破碎流程。　２．１．１级配调整工艺　（２）筛分，采用一次筛分，二次筛分，三次筛分的流程。　由于生产系统料源主要由上咱日沟灰岩石料场开采获得，电站进水　（３）粗碎开路、第二筛分与中细碎闭路、第一筛分与中细碎闭路、超　口工程开挖的部分砂卵砾石料作为系统加工料源补充。　细碎与第三筛分闭路。　２．１．２成品砂质量控制　根据招标文件，当料场料源试验成果满足本合同工程加工料源的质　人工砂生产是砂石骨料生产中技术含量最高、难度最大的环节。我　量要求时，考虑电站进水口开挖部分的部分砂卵砾石料作为料源补充，　们将粗、中细碎出来的约４０ｔ／ｈ砂和超细碎中约３０ｔ／ｈ的粗砂进入高速高　当使用砂卯砾石料为料源时，根据我们对现场的勘察，砂卵砾岩的粒径　频立式冲击破碎机ＰＬ８５００中，调整其细度模数和石粉含量，使成品砂总　基本上都小于４００，通过对料源的精细化开采，我们将采用如下加工工　体质量指标稳定在设计范围内，满足设计要求。　艺：　２．１－３垫层料质量控制　（１）破碎，采用中细碎一超细碎的破碎流程。　根据招标文件要求，垫层料生产规模为１８０ｔ／ｈ，根据粒度曲线，中细　（２）筛分，采用一次筛分，二次筛分，三次筛分的流程。　碎生产出来的级配大于４０ｍｍ的约占１０％，小于５ｍｍ的约为３０％，５～　（３）中细碎与第一、第二筛分分别闭路、超细碎和第三筛分闭路。　４０ｒａｍ的约占６０％。根据招标文件对垫层料级配的要求，我们采取将中细　２．２．２工艺流程平衡计算　碎破碎后的物料先进行筛分，振动筛设计为二层筛，筛网尺寸分别为４０ｘ　（１）主要破碎设备产品粒度特性　４０ｒａｍ，５ｘ５ｍｍ，筛分后，将小于５和大于４０ｍｍ及部分５－４０ｍｍ的物料进　主要破碎设备的产品粒度特性，综合考虑相关设备厂家提供的同类　入胶带机，部分５～４０ｍｍ的物料进入破碎机ＰＬ８５００破碎后再进入胶带　岩石的试验数据选定，见表１：　机混合后至成品仓，当现场工艺性实验中垫层料级配中小粒径的物料不　表１主要破碎设备破碎产品粒度特性表　足时，我们将ＰＬ８５００的转速加大，使出料小粒径增加。当大粒径的物料　粒度特性　设备名称型号　电　２０－不足时，则将ＰＬ８５００的转速减小，使出料大粒径增加。我们在张河湾成　位　＞１５Ｏ　１５０－８６＇　８０－４０　４０—２０　５　＜５　合　功应用了该工艺，我们在本系统中再次应用。　２０～５　Ｊ１５—５　５￣３　＜３　计　２．１．４成品砂脱水工艺　粗碎Ｐ一３００（Ｅ＝　２００ｒａｍ）　％　２０　２６　２２　１２　１４　６　１０ｏ　根据三峡下岸溪、四川沙牌、云南大朝山人工砂石系统的运行经验，　中细碎ＮＰ１３１５（Ｓ一　本系统生产的成品砂先采用直线振动筛脱水，然后通过成品砂仓下面的　３５０）（Ｅ＝４０ｍｍ）　％　ｌＯ　２４　３６　９　２１　１０ｏ　盲沟过滤脱水，并分仓对放，通过以上工艺，成品砂的含水率可完全达到　超细碎ＰＬ９５００　％　２４　４２　７　２７　１０Ｏ　招标文件的要求。　（２）流程计算　为确保成品砂含水率不超标，对脱水比较困难的细砂，我们采用　根据上述工艺流程和主要破碎设备产品粒度特性，梨园左岸砂石骨　ＺＸ一２５０进行细砂脱水处理。　料加工系统料源为灰岩料场开采料和料源为砂卵砾岩。　２．１．５成品砂细度模数控制　（３）车间处理量　招标文件要求，人工砂的细度模数为２．４…２　８根据ＰＬ９５００立轴破　根据流程计算，计算出各车间的处理量如下：　・１５３・　水利・水・电　表２各车间处理量计算表（灰岩）　序号　项目　计算量　建材发展导向２０１１年１１月　流程过程如Ｆ：　８５Ｏｔ，Ｉｌ　毛料经自卸汽车运输至粗碎车间，粗碎设受料坑，受料坑内给料口　尺寸为２ｍｘ３ｍ，为防止毛料中的超径石（大于８００ｍｍ）进入重型给料机　２　粗碎车间处理量　８５０ｔ／ｈ　和粗碎机，将每个给料口设置成网格形式，网格尺寸８００ｘ８ＯＯｍｍ，下部设　３　中细碎车间处理量　５ｌ２．４８ｔ／ｈ　有三台ＧｚＤ１６０×６００重型振动给料机，三台Ｐ一３００反击式破碎机。振动　４　超细碎车间处理量　３７２盘７ｔ，ｌ１　给料机的筛网尺寸为１５０ｘ１５０ｍｍ，小于１５０ｍｍ的物料通过一溜槽进入　５　垫层料生产车间处理量　２０１．９８ｔ／ｈ　１舞胶带机输送至半成品料仓堆存，而大于１５０ｍｍ的物料进入破碎机加　工后也进入１样胶带机输送至半成品料仓堆存。　６　粗砂整形车间处理量　６８ｌ８６　ｈ　第一筛分车间布置二台２ＹＫＲ２０６０ＥＨ重型振动筛，中细碎车间布置　７　第一筛分处理量　８５Ｏｔ，ｈ　台ＮＰ１３ｌ５反击式破碎机，一台Ｓ－３５０反击式破碎机，物料经半成品地　８　第二筛分处理量　６ｌ３．１ｔ／ｈ　垄下的２＃胶带机进入３＃胶带机，经过３＃胶带机进入第一筛分车间，筛　９　第三筛分处理量　３７２　８７ｔ／ｈ　孔尺寸分别为８０ｘ８Ｏｍｍ、４０ｘ４Ｏｍｍ，经筛分分级后，大于８０ｍｍ的物料进　表３各车间处理量计算表（砂砾岩）　入中细碎车间的反击式破碎机破碎，８０～４０ｍｍ的物料一部分直接经过　序号　项目　计算量　５样，８≠｝胶带机进入成品料仓，其余的都直接进入中细碎车间的反击式破　１　高峰月系统小时处理量　８５０ｔ，ｌ１　碎机破碎，经过中细碎破碎后的物料进入４＃胶带机，其中一部分经过　２　中细碎车间处理量　４６６ｌ９ｔ，ｈ　３２＃胶带机进入垫层料生产车间，一部分经过７＃胶带机进入第二筛分料　３　超细碎车间处理量　１２１．１９ｔ／ｈ　仓。　４　垫层料生产车间处理量　２０１．９８ｆｆｈ　垫层料生产车间布置一台２ＹＫＲ２４６０振动筛，一台ＰＬ８５００破碎机，　５　粗砂整形车间处理量　６８．６５仉１　振动筛筛孔尺寸分别为４０ｘ４０、５ｘ５，经筛分分级后，部分４０ｒａｍ的物料和　６　第～筛分处理量　８５０ｆｆｈ　全部小于５ｍｍ的物料及部分５￣４０ｒａｍ的物料直接经过１０＃胶带机进入　７　第二筛分处理量　６０８．４６ｔ／ｈ　成品料仓，部分５～４０ｍｍ的物料进入ＰＬ８５ｏｏ破碎机破碎后经过１０＃胶　８　第三筛分处理量　ｌ２ｌ　１９坍１　带机进入成品料仓。　第二筛分车间布置２台３ＹＫＲ２４６０圆振动筛，物料经第二筛分料仓　２．３主要设备选型与配置　地垄下面的１１＃，１２＃胶带机进入第二筛分车间，筛孔尺寸为４０Ｘ４０ｍｍ，　设备选型与配置：　（１）粗碎；　２０￣２０ｍｍ，５Ｘ５ｍｍ，经筛分分级后，大于４０ｍｍ的物料依次经过１３＃、９＃胶　带机后返回至中细碎车间的Ｓ－３５０破碎机；４０～２０ｍｍ的物料进入１４＃胶　（２）中细碎车间；　带机后，一部分直接经过１７＃胶带机进入成品料仓，一部分经过１９＃进　（３）超细碎车间及粗砂整形车间　入超细碎料仓；２０～５ｍｍ的物料进入１５＃胶带机后，～部分直接经过１８＃　（４）垫层料生产车间；　胶带机进入成品料仓，一部分经过１９＃进入超细碎料仓；小于５ｍｍ的物　（５）筛分与脱水设备；　料进入进入１６＃胶带机后，一部分依次经过３０＃、３ｌ群进入成品料仓，一　（６）洗泥设备。　部分进入粗砂整形车间整形后再经过３０＃、３１＃进入成品料仓。　设备配置：　超细碎车间布置２台ＰＬ９５００立轴破碎机，第三筛分车间布置４台　根据系统工艺流程和各车间的处理量，设计各车间的主要设备型　３ＹＫＲ１８４５圆振动筛，四台ＦＣ一１２洗砂机，四台ＺＫＲ１２３７脱水筛，　号、规格数量等。　表４主要设备配置表　３ＹＫＲ１８４５筛孔尺寸为１５ｘｌ５ｍｍ，５Ｘ５ｍｍ，３￣３ｍｍ，物料经调节料堆地垄　序号　设备名称　型号　单位　数量　单机功率　单机重　生产厂　下面的２０＃、２１＃胶带机进入立轴破碎车间破碎后，再经过２２＃、２３＃胶带　量（Ｔ）　家　机进入第三筛分车间筛分分级，大于１５ｍｍ的物料依次经过２４＃、２８＃、　１　给料机　ＧＺＤｌ６０￣６００　３　２２　１１　百力克　１９＃胶带机返回至超细碎料仓；１５～５ｒａｍ的物料进入２５＃胶带机后，一部　２　反击式破碎机　Ｐ－３Ｏ０　３　２５０　２４．７　百力克　分直接经过２９＃胶带机进入成品料仓，一部分依次经过２４＃、２８＃、１９＃胶　３　反击式破碎机　ＮＰ１３１５　１　２５０　１６．１３　美卓　带机返回至超细碎料仓；５　３ｍｍ的物料经过２６＃胶带机进入粗砂整形车　４　反击式破碎机　Ｓ一３５０　ｌ　３１５　２７．８　百力克　间整形后再依次经过３０＃、３１＃进入成品料仓；小于３ｍｍ的物料进入洗　５　立轴式破碎机　ＰＬ９５００　２　５００　２２　成智　砂机后再进入脱水筛脱水后，再依次经过２７＃、３０＃、３１｝｝进入成品料仓。　６　立轴式破碎机　ＰＬ８５００　３　２２０　１】．２　成智　当料源为砂卵砾岩时，根据我们现场勘察，我们将回采的砂卯砾岩　７　除铁器　ＭＣ０２—１５０　１　７　５　２．１５　岳阳　直接用自卸车运输至半成品仓，从半成品料仓出来的流程与料源为灰岩　１　高峰月系统小时处理量　８　振动给料机　ＧＺＧ１００－１６Ｏ　９　振动给料机　ＣＺＧ８０－ｌ２Ｏ　洗泥机　ＷＣＤ一１５０ｏ　５　３　０．５９　南矿　Ｏ．５　南矿　时一致。　１２　２　２．２　４５　１Ｏ　ｌ３．８７　南矿　３结束语　本系统加工工艺流程设计，综合考虑了招标文件对人工砂石料的各　种要求，既要满足高峰生产强度的需要，又考虑了低峰时段生产运行的　经济性，并且重点对系统长期运行的可靠性及经济性在工艺设计和设备　选用配置上给予了充分的考虑。　ｌ１　螺旋分级机　１２　１３　ｌ４　１５　振动筛　振动筛　振动筛　振动筛　ＦＣ—ｌ２　３ＹＫＲ２４６０　２ＹＫＲ２４６ｏ　ＹＫＲｌ２３０Ｈ　ｄ　２　６　ｌ　１　７．５　３７　３７　３７　７．５　１２　南矿　２ＹＫＲ２０６０ＥＨ　１３．２７２　南矿　ｌ５．１１２　南矿　ｌ２　８Ｏ９　南矿　３．２０３　南矿　１６　１７　Ｉ８　ｌ９　２０　脱水筛　胶带机　胶带机　胶带机　胶带机　ＺＫＲ１２３７　Ｂ５ｏ０　Ｂ６５０　Ｂ８ｏｏ　Ｂ１ｏｏＯ　４　２＊５．５　２．９４８　南矿　自贡　自贡　白贡　自贡　条　２１３．１５／６　７０（总功率）　条　９８５．１６，２Ｉ　２５４．５（总功率）　ｍ／条　１８．９／１　１５（总功率）　条　１５９．９６／３　１２３．５（总功率）　２１　２３　胶带机　汽车衡　Ｂｌ２０ｏ　ＳＣＳ一８０　条　１４６．８／１　１１０（总功率）　２　９．３　自贡　２．４工艺流程过程　左岸砂石加工系统由粗碎、中细碎、超细碎、垫层料生产、第一筛分、　第二筛分、第三筛分细砂回收等车间组成。料源为灰岩料场料源时，具体　・１５４・