01工程概况

夹岩水利枢纽工程，是一座以城乡供水和灌溉为主、兼顾发电并为区域扶贫开发及改善生态环境创造条件的综合性大型水利枢纽工程，主要由水源工程、毕大供水工程和灌区骨干输水工程等组成，坝址位于长江流域乌江一级支流六冲河中游、毕节市七星关区与纳雍县交界的潘家岩脚处。根据毕节气象站资料统计，多年平均气温12.7℃，最冷月一月平均气温2.7℃，最热月七月平均气温21.8℃，极端最高36.2℃，极端最低-10.9℃。

 

本砂石加工系统主要负责水源工程1标和水源工程2标的混凝土骨料及垫层料的生产。系统所承担工程的普通混凝土量为54.71万m³，喷混凝土1.4万m³，垫层料18.4万m³，共需生产砂石骨料约205万t。砂石骨料原料来自右岸石料场，出露的岩性主要为三迭系下统永宁镇组第三段灰、深灰色中厚层至厚层致密块状岩，夹少量薄层泥质灰岩，可碎性和磨蚀性都比较好。

02原设计方案存在的问题

2.1 原设计方案工艺流程简述

整个系统设有粗碎、中细碎、超细碎（制砂）车间及三个筛分车间。垫层料加工和混凝土骨料加工共用粗碎车间，粗碎车间采用一台PE-900×1200颚式破碎机和一台PE-750×1050颚式破碎机，粗碎后骨料通过溜槽直接进入1号中细碎车间，部分骨料再经带式输送机进入2号中细碎车间；1号中细碎车间采用两台PF1315反击式破碎机，2号中细碎车间采用1台PF1214反击式破碎机，2号中细碎车间生产的骨料经带式输送机直接进入堆场，生成半成品垫层料，1号中细碎车间生产的骨料经带式输送机进入第一筛分车间.

 

第一筛分车间采用两台3YAK2170圆振动筛，骨料经筛分后＞80mm骨料返回1号中细碎车间破碎，40～80mm大石和＜5mm垫层砂进入成品堆场堆存，其中垫层砂仅由一筛车间中的一台筛分机筛分形成，5～40mm和＜40mm骨料进入第二筛分车间。

 

第二筛分车间采用两台3YAK2470圆振动筛，骨料经筛分后部分20～40mm，5～20mm，5～10mm骨料进入成品堆场堆存，＜5mm砂进入螺旋洗砂机，其余部分骨料进入超细碎（制砂）车间。

 

超细碎（制砂）车间采用1台CX-I 1414高细破碎机，第三筛分车间采用1台2YAK2470,圆振动筛，超细碎（制砂）车间破碎后的骨料经圆振动筛筛分后大于5mm的骨料和部分3～5mm返回超细碎（制砂）车间破碎,部分3～5 mm和<3 mm骨料按一定比例掺混后进入螺旋洗砂机洗石，再经直线振动筛脱水后由带式输送机直接运往成品堆场堆存。

2.2 原设计方案处理量校核

根据施工总进度安排，单独生产混凝土骨料时要求系统的生产能力为230t/h，单独生产垫层料要求系统的生产能力为150t/h，其中有两个月出现高峰重合。结合原工艺流程及设备粒度曲线计算各车间的处理量如表1。

2.3 原设计方案存在的问题

根据原设计流程及计算参数分析原生产工艺存在以下问题：

（1）料源中含少量薄层泥质灰岩，系统破碎前中没有采取任何除泥措施；

（2）没有设置半成品堆场，如系统设备出现故障无缓冲调节时间；

（3）1号中细碎生产能力不能满足生产需要，2号中细碎车间负荷偏高；

（4）垫层料不能在系统中直接生成，还需进行机械掺拌，增加能耗及布置场地面积；

（5）中细碎车间破碎后的小于5mm的骨料很难满足垫层料砂率要求，如果通过调整反击式破碎机排料口开度，能让其满足垫层料砂率要求，但是分叉溜槽也无法在筛分前将小于5mm砂的比率分配到刚好适合垫层料砂率要求且两台圆振动筛的筛分效率都在相应规范规定的范围内；

（6）第一筛分车间生产能力不能满足系统生产需要，且40mm筛网下直接接5mm筛网骨料很难筛透，容易堵孔，筛分效率低；

（7）第二筛分车间和三筛分车间生产能力不能满足系统生产需要；

（8）超细碎（制砂）车间循环负荷量大，生产能力不能满足系统制砂要求，采用CX-I1414高细破碎机制砂，细度模数偏大；

（9）料源为石灰岩，破碎过程中产生的石粉较多，此方案中除对混凝土骨料成品砂进行清洗外，其他粗骨料没有采用任何除泥措施，会导致粗骨料裹粉严重，影响混凝土质量；

（10）系统级配调节方式单一，产品生产不稳定。

表1原方案各车间处理量表

03改造方案

   3.1  建设现状

（1） 现场1号中细碎车间基础及部分挡墙和第一筛分车间基础已经建成，但是第一筛分车间基础宽度不够，电动机部分需要另加结构支撑。

（2） 现场已有设备为，1台PE-750×1060型颚式破碎机，1台ZSW490×130棒条式给料机，一台3YAK2170圆振动筛，1台3YAK2470圆振动筛和一台PX-1200×1200锤式制砂机。

（3） 现场电源设备已采购，为2000千伏安箱式变压器，业主要求在满足工程建设需求的基础上，尽量降低系统运行用电负荷使其不超出变压器供电范围。

3.2工艺改造措施

根据对原工艺流程的计算和分析，结合现场建设情况及地质条件，对砂石加工系统工艺作如下调整：

（1） 增大成品堆场容积，混凝土骨料单堆容积满足高峰时段10天的用量，垫层料料堆容积6万m³，结合施工总进度安排和现场建设情况，设计系统生产规模为300t/h；

（2） 粗碎车间棒条式给料机下设20mm筛网；

（3） 增设半成品堆场1座，活容积满足系统生产2天的需要量；

（4） 中细碎车间配置1台PFV1315型反击式破碎机与粗碎PE-750×1060型颚式破碎机相对应；1台PFV1520型反击式破碎机与粗碎PE-900×1200型颚式破碎机相对应；

（5） 原系统的第一筛分车间改为第二筛车间，配置2台2YAK2470型圆振动筛；

（6） 第一筛分车间配置两台3YAK2170型圆振动筛；

（7） 超细碎（制砂）车间配置1台PL9500立轴式冲击破和1台PX-1200×1200锤式制砂机；

（8） 第三筛分车间配置2台3YAK2470型圆振动筛并配套配置2台XSD-3018斗式洗砂机和2台ZKR1230型直线振动筛；

（9） 另配置4台直线振动筛ZKR1230，分别设在筛分车间与成品堆场的各转料带式输送机上方，对粗骨料进行冲洗除泥及脱水处理。

3.3 改造后工艺流程简述

改造后砂石系统由粗碎车间、中细碎车间、半成品堆场、第一筛分车间、第二筛分车间、超细碎(制砂)车间、第三筛分车间、脱水车间、细砂回收车间、成品堆场及供配电、给排水和废水处理设施等部分组成，具体流程设计如下：

 

粗碎、中细碎车间：配置ZSW490×130型棒条式振动给料机2台，PE-900×1200、PE-750×1060颚式破碎机和PF-1520-1、PF-1315-1反击破碎机各1台。小于630 mm的灰岩石料由石料场经自卸汽车运至粗碎车间受料仓，经棒条式振动给料机给料，小于20mm含泥石料作为弃料经带式输送机运往弃泥堆，大于20mm石料经给料机送入颚式破碎机破碎，经溜槽进入反击破破碎后由带式输送机运往半成品堆场。

 

另外，两台颚式破碎机下方设置1条带式输送机，若部分时段工程开挖利用料不能满足大坝过渡料需求，颚式破碎机破碎后的＜300mm的骨料可直接经带式输送机运往过渡料料堆储存。

 

半成品堆场：配置GZG80-120型电机振动给料机14台，半成品料由给料机给料，经带式输送机运往第一筛分车间及成品堆场垫层料料堆。半成品料堆活容积可满足生产高峰期2天的需要量。

 

第一筛分车间：配置3YKR2170型圆振动筛2台。半成品骨料经带式输送机运至第一筛分车间，筛分分级成为 >80 mm、40～80mm、20～40mm及<20 mm四级骨料。其中，>80mm骨料返回中细碎车间破碎；部分40～80mm骨料经带式输送机运往成品堆场40～80mm料堆堆存，亦可进入超细碎（制砂）车间锤式制砂机进行破碎，其余部分40～80 mm骨料可返回中细碎车间破碎；部分20～40mm骨料经带式输送机运往20～40mm成品堆场料堆堆存，其余部分20～40mm骨料直接进入超细碎（制砂）车间破碎；<20mm骨料经带式输送机运往第二筛分车间。

 

第二筛分车间：配置2YKR2470型振动筛2台。<20mm骨料经带式输送机由第一筛分车间运来。不生产豆石时可将10mm筛网取下，筛分分级成为5～20mm和<5mm两级骨料。部分5～20mm成品骨料经带式输送机运往成品堆场堆存，部分<5mm骨料与部分半成品堆存运出的骨料掺混进入成品堆场垫层料料堆，其余部分5～20mm骨料及<5mm骨料进入超细碎（制砂）车间进行破碎。生产豆石时，筛分分级成为10～20mm、5～10mm、<5mm三级骨料， 5～10mm成品骨料经带式输送机运往成品堆场堆存，部分<5mm骨料与部分半成品堆存运出的骨料掺混进入成品堆场垫层料料堆，10～20mm骨料与其余部分<5mm骨料经带式输送机运往超细碎(制砂)车间破碎。

 

超细碎(制砂)车间：配置PL9500型立轴冲击式破碎机1台，PX-1200×1200锤式制砂机1台。部分20～40mm、5～20mm（或10～20mm）骨料和<5mm骨料经带式输送机从第二筛分、第三筛分车间运来，进入立轴破碎机破碎。部分第一筛分车间来的40～80mm骨料进入锤式制砂机破碎；破碎后的骨料返回第三筛分车间形成闭路循环。

 

第三筛分车间：配置2YKR2470型振动筛2台。部分5～20mm骨料进入第二筛分车间筛分,部分3～5 mm和<3 mm骨料按一定比例掺混成为成品砂后经带式输送机直接运往成品堆场堆存，其余部分5～20mm和3～5mm骨料经带式输送机进入超细碎（制砂）车间破碎。

 

成品堆场：按满足高峰期10d需用量确定堆场容积，垫层料料堆约6万m³。

脱水处理及细砂回收：成品骨料除垫层料外，其余骨料都需加水冲洗除泥，并通过直线振动筛脱水后再经带式输送机运往成品堆场。采用水流旋流器回收部分细砂，调整砂的细度模数。

 

废水处理：采用三级沉淀池，经过加药沉淀干化处理后的泥渣由自卸汽车运往渣场，处理达标后的清水再通过潜水泵泵送进附近高位水池回收利用。

3.4 改造后各车间处理量表

根据改造后工艺流程、设备的技术参数及系统总处理量，计算各车间的处理量见表2：

表2   改造后各车间处理量表

04方案改造后的优点

（1）通过表1和表2对比，改造后方案能很好的满足系统生产能力需要，车间负荷率满足相应规范要求；

（2）级配调整灵活，不同品种骨料生产调度方便；

（3）骨料破碎前设置除泥措施，能一定程度上减少骨料裹粉现象；

（4）增加了半成品堆场，系统部分设备出现故障时，具有缓冲调节作用，能一定程度上保证系统连续运行；

（5）垫层料在生产过程中已掺配完成，不需要再进行机械掺配，减少能耗、掺拌机械和布置场地；

（6）对粗骨料进行清洗，减少其石粉含量，并消除其表面裹粉现象，一定程度上保证混凝土质量；

（7）采用立轴式冲击破，并增加了细砂回收装置，能够较为灵活的调整砂的细度模数。

来源： 段立华   湖南省砂协