布維水電站砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

摘 要：筆者以加納布維水電站工程為例，較為詳細(xì)的介紹了人工砂石的工藝流程、設(shè)備配置、料倉(cāng)及成品供料以及砂石加工工藝特點(diǎn)。可供相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：水電站；砂石加工；工藝流程

1 工程概述

布維水電站位于加納西部黑沃爾特河上，黑沃爾特河為科特迪瓦和布基拉法索與加納的邊境河流，發(fā)源于布基拉法索。布維水電站主壩為碾壓混凝土大壩，最大壩高110m，混凝土總量約110萬(wàn)立方米，其中碾壓混凝土約90萬(wàn)立方米。布維水電站大壩大體積混凝土以三級(jí)配C15碾壓混凝土為主，常態(tài)混凝土基本上為結(jié)構(gòu)部位混凝土。

根據(jù)施工控制性進(jìn)度安排，按混凝土高峰時(shí)段澆筑強(qiáng)度12萬(wàn)立方米/月計(jì)算，確定砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力900t/h，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力762t/h，本系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模就是依此設(shè)計(jì)的。混凝土澆筑高峰期，砂石系統(tǒng)可短期內(nèi)按三班制組織生產(chǎn)。

2 砂石加工系統(tǒng)

2.1 主要設(shè)備選型與配置

2.1.1 粗碎。根據(jù)粗碎車(chē)間處理量為900t/h的要求，由于采場(chǎng)爆破后的物料中粒徑小于150mm的石料占有約23%，這部分石料可直接通過(guò)給料機(jī)，故破碎機(jī)的實(shí)際需求處理量為693t/h，粗碎選用兩臺(tái)美卓C125鄂式破碎機(jī)（單機(jī)處理能力為410t/h）。

2.1.2 中細(xì)碎。本系統(tǒng)中碎車(chē)間處理量為492t/h，選用兩臺(tái)美卓GP300S型圓錐破碎機(jī)，GP300S破碎機(jī)單機(jī)處理能力約為400t/h（E=40mm），該設(shè)備負(fù)載率為61.49%，細(xì)碎車(chē)間處理量為129t/h，選用一臺(tái)美卓GP300MF型圓錐破碎機(jī)，GP300MF破碎機(jī)單機(jī)處理能力約為200t/h（E=16mm），該設(shè)備負(fù)載率為64.79%。完全滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

2.1.3 制砂設(shè)備。超細(xì)碎車(chē)間處理量為741t/h，選用三臺(tái)B9100沖擊式破碎機(jī)，設(shè)備單機(jī)通過(guò)能力為385t/h左右，該設(shè)備性能優(yōu)越，產(chǎn)品粒形好，并且成功應(yīng)用于三峽下岸溪砂石系統(tǒng)。

棒磨車(chē)間處理量為72t/h，選用兩臺(tái)MBZ2136棒磨機(jī)，該設(shè)備曾被廣泛應(yīng)用，且砂產(chǎn)品質(zhì)量好。

2.1.4 篩分與脫水設(shè)備。第一篩分選用兩臺(tái)2YKR3060振動(dòng)篩，第二篩分選用兩臺(tái)2YKR2460圓振篩，第三篩分選用三臺(tái)2168V高頻振動(dòng)篩；成品砂脫水選用ZSJ1233直線篩，單機(jī)處理能力為40～60t/h；分別在14#，24#，25#膠帶機(jī)機(jī)尾各安裝1臺(tái)ZKR1445直線篩用于清洗進(jìn)倉(cāng)前的大石、中石、小石；各骨料沖洗水、棒磨車(chē)間螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)脫水后流失的石粉經(jīng)排水溝流入沉淀池，然后經(jīng)由一臺(tái)ZX-200B黑旋風(fēng)回收后經(jīng)42#膠帶機(jī)輸送到成品料倉(cāng)，該方法在多個(gè)工地得到成功應(yīng)用。

2.2 砂石加工工藝流程

2.2.1 工藝流程

（1）破碎，采用粗碎→中細(xì)碎→細(xì)碎→立軸式超細(xì)碎和棒磨機(jī)制砂的工藝流程。（2）篩分，采用一次篩分，二次篩分和三次篩分。（3）粗碎開(kāi)路；一次篩分與中碎GP300S破碎閉路，二次篩分開(kāi)路，三次篩分與超細(xì)碎閉路。

2.2.2 工藝流程過(guò)程

根據(jù)工藝要求，本砂石加工系統(tǒng)共由粗碎、第一篩分、中碎、細(xì)碎、第二篩分、超細(xì)碎、第三篩分車(chē)間、棒磨機(jī)、細(xì)砂回收等車(chē)間組成。具體流程過(guò)程如下：采場(chǎng)毛料經(jīng)自卸汽車(chē)運(yùn)輸進(jìn)入粗碎車(chē)間，粗碎設(shè)受料坑，下部設(shè)有兩臺(tái)GZZ1660G型棒條式振動(dòng)給料機(jī)，兩臺(tái)C125顎式破碎機(jī)。破碎機(jī)加工后的粒徑小于250mm的物料連同給料機(jī)篩下的小于150mm的物料，經(jīng)膠帶機(jī)輸送至半成品料倉(cāng)堆存。

第一篩分車(chē)間并排設(shè)置兩臺(tái)2YKR3060型圓振篩，篩孔尺寸分別為80×80mm、40×40mm，經(jīng)篩分分級(jí)后，大石由膠帶機(jī)輸送到成品料倉(cāng)，大于80mm的塊石進(jìn)入中碎料倉(cāng)，滿足入倉(cāng)需要后多出的大石進(jìn)入細(xì)碎車(chē)間破碎。第一次篩分后小于40mm的石料由膠帶機(jī)送入第二篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)。

中碎車(chē)間布置兩臺(tái)GP300S型圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎車(chē)間布置有一臺(tái)GP300MF型圓錐破碎機(jī)，中碎破碎后的物料返回半成品料倉(cāng)，細(xì)碎后的物料經(jīng)膠帶機(jī)送入第二篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)。

第二篩分車(chē)間共布置三臺(tái)3YKR2460型圓振篩，篩孔尺寸分別為20×20mm、5×5mm、3×3mm。篩分后滿足砼用量要求的5-20mm物料經(jīng)膠帶機(jī)進(jìn)入成品料倉(cāng)；20-40mm的物料經(jīng)膠帶機(jī)進(jìn)入成品料倉(cāng)；滿足進(jìn)倉(cāng)需要后多余的米石和中石經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)往調(diào)節(jié)料倉(cāng)再進(jìn)入超細(xì)碎料倉(cāng)或棒磨料倉(cāng)，再進(jìn)行破碎；3-5mm粗砂用于調(diào)節(jié)成品砂的細(xì)度，即可經(jīng)膠帶機(jī)送入制砂料倉(cāng)，又可進(jìn)入成品砂倉(cāng)；小于3mm的砂由膠帶機(jī)進(jìn)入成品砂倉(cāng)。

超細(xì)碎車(chē)間布置有三臺(tái)B9100破碎機(jī)，調(diào)節(jié)料倉(cāng)的物料經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入立軸式破碎機(jī)破碎，破碎后的產(chǎn)品經(jīng)膠帶機(jī)進(jìn)入三篩料倉(cāng)。

第三篩分車(chē)間共布置三臺(tái)2168V高頻振動(dòng)篩，篩孔尺寸分別為5×5mm、3×3mm。篩分后5-20mm物料經(jīng)膠帶機(jī)返回超細(xì)碎料倉(cāng)， 3-5mm的粗砂部分一部進(jìn)倉(cāng)，另一部分進(jìn)棒磨料倉(cāng)。小于3mm的砂經(jīng)膠帶機(jī)送入成品砂倉(cāng)。

棒磨車(chē)間共布置有兩臺(tái)MBZ2136型棒磨機(jī)，棒磨料倉(cāng)的物料經(jīng)膠帶機(jī)進(jìn)入制砂車(chē)間進(jìn)行制砂，經(jīng)分級(jí)脫水后的成品砂經(jīng)膠帶機(jī)輸送至成品砂倉(cāng)。

2.3 料倉(cāng)及成品供料

2.3.1 料倉(cāng)。為滿足混凝土澆筑強(qiáng)度和系統(tǒng)生產(chǎn)連續(xù)性要求，系統(tǒng)內(nèi)分別布置了半成品料倉(cāng)、篩分、制砂原料倉(cāng)和成品料倉(cāng)。

成品骨料碎石堆場(chǎng)總?cè)莘e47620立方米，可滿足生產(chǎn)高峰期5天的需要量。其中：骨料倉(cāng)三個(gè)，分別存放大石、中石、米石，容積均為15873立方米，砂倉(cāng)容積為59370立方米。

成品砂倉(cāng)設(shè)防雨棚，料倉(cāng)采用混凝土底板，并在底板上設(shè)排水盲溝和集水溝，以保證成品砂含水率穩(wěn)定。在大石倉(cāng)設(shè)有緩降器，其最大落差均小于3.00m，防止碎石骨料發(fā)生再次破碎，以確保成品碎石遜徑含量不超標(biāo)。

2.3.2 砂石成品供料。成品料倉(cāng)下設(shè)廊道2個(gè)，可向拌和樓輸送三種不同的碎石和或成品砂，以確保供料的可靠性。

2.3.3 砂石生產(chǎn)及成品計(jì)量。在45#、46#膠帶機(jī)上設(shè)置了電子皮帶秤，對(duì)輸送至拌和樓的成品料進(jìn)行計(jì)量。

2.4工藝特點(diǎn)

（1）砂石加工系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備采用技術(shù)領(lǐng)先、質(zhì)量可靠、單機(jī)生產(chǎn)能力大的國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，且負(fù)載率比較低，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行調(diào)度的靈活性。（2）改變以往同類(lèi)工程中篩分集中布置的方式，本系統(tǒng)所有篩分車(chē)間單層布置，建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基礎(chǔ)易于處理，可適應(yīng)本系統(tǒng)基礎(chǔ)承載力差的不利因素。（3）砂石生產(chǎn)采用了較為先進(jìn)的工藝流程，即粗碎開(kāi)路，中碎與第一篩分閉路生產(chǎn)，B9100制砂和第三篩分構(gòu)成閉路并與棒磨機(jī)一道生產(chǎn)人工砂。該流程能靈活調(diào)整砂石生產(chǎn)級(jí)配，使之與混凝土需用級(jí)配相適應(yīng)。（4）成品倉(cāng)按砂石料品種分倉(cāng)堆存。成品碎石倉(cāng)粒徑大于40mm設(shè)緩降器，防止骨料的再次破碎，保證產(chǎn)品質(zhì)量。成品砂倉(cāng)設(shè)防雨棚，防止降雨對(duì)成品砂含水量的影響。（5）本系統(tǒng)按滿足高峰月澆筑混凝土12萬(wàn)立方米，毛料處理量為900t/h設(shè)計(jì)。在設(shè)備選型和配置時(shí)，考慮了本工程高峰時(shí)段的持續(xù)性，每個(gè)車(chē)間配置設(shè)備的生產(chǎn)能力均有節(jié)余；另外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算按二班考慮，還具備一班生產(chǎn)的余地，因此本系統(tǒng)在高峰月實(shí)際產(chǎn)量比設(shè)計(jì)產(chǎn)量大。

3 結(jié)束語(yǔ)

整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備配置簡(jiǎn)潔有效，設(shè)備工作穩(wěn)定可靠，性價(jià)比高，能耗少，有效降低了工程成本。在整個(gè)人工砂石料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們除了考慮混凝土澆筑強(qiáng)度外，還考慮成品料的技術(shù)要求以及料源條件，采用最新而且成熟的工藝，做到了優(yōu)化工藝流程和設(shè)備配置，為加納布維水電站工程順利進(jìn)行作出了較大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]SDJ338-89.水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]DL/T5089-1999.水利水電工程砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則[S].

作者簡(jiǎn)介：劉曉準(zhǔn)（1984-），男，漢族，河南許昌人，本科學(xué)歷，助理工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。