玄武巖人工制砂技術(shù)分析

王 宏 亮

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都　610081)

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玄武巖人工制砂技術(shù)分析

王 宏 亮

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：介紹了玄武巖破碎制砂相關(guān)試驗過程，通過數(shù)據(jù)分析，得出了各種設(shè)備對玄武巖破碎制砂技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品特性關(guān)系，可為相關(guān)技術(shù)人員進行類似設(shè)計施工時提供借鑒。

關(guān)鍵詞：玄武巖；制砂；試驗；技術(shù)；分析

1概述

1.1系統(tǒng)規(guī)模

系統(tǒng)內(nèi)采用“兩段破碎、一級制砂”的生產(chǎn)形式，主要設(shè)施有：粗破車間(高程1 272 m)、中碎車間(高程1 262 m)、篩分車間(高程1 265 m)、制砂車間(高程1 265 m)、檢查篩分車間(高 程1 262 m)、粗細骨料堆存場(高程1 258 m)等。

1.2工藝流程

系統(tǒng)生產(chǎn)要求毛料粒徑不大于700 mm，由自卸汽車將毛料倒入一破車間受料倉，通過PE900×1 200顎破或PXZ900/130-A旋回破碎機進行粗碎后，由J1#、J2#或J3#、J4#膠帶機將破碎料運至半成品料堆場。混合料直接進入中碎車間進行二次破碎，經(jīng)過GP200S和S4800圓錐破碎機破碎的混合料由J7#、J8#膠帶機送入主篩分車間將混合料篩洗分級，將合格的粗骨料由分級膠帶機送至粗骨料成品料場堆存，部分中、小石(粒徑40～5 mm)由J15#、J16#膠帶機送入調(diào)節(jié)料堆場作為制砂料源。

籌建期砂石系統(tǒng)的人工砂生產(chǎn)采用閉路循環(huán)生產(chǎn)工藝，即將調(diào)節(jié)堆的備用料由J17#、J19#或J21#膠帶機送入PL9500破碎機或VS1500破碎機進行制砂。破碎后的混合料經(jīng)檢查篩分車間進行篩洗分級，合格的成品砂進入砂成品料場，對于粒徑大于5 mm和部分粒徑3～5 mm的細骨料由膠帶機J26#、J27#再次送至調(diào)節(jié)料堆場用以制砂或經(jīng)過J28#、J29#膠帶機進入棒磨機料倉用于棒磨機制砂。

1.3設(shè)備配置

在系統(tǒng)加工設(shè)備選型配置過程中，綜合考慮了工作效益、產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗以及工程轉(zhuǎn)移時的安拆、運輸?shù)戎T多因素。通過實際工程類比、技術(shù)經(jīng)濟論證，選用了目前國內(nèi)水電工程中常用的破碎篩分設(shè)備。

系統(tǒng)在粗碎、中碎、細碎制砂車間均以設(shè)備額定產(chǎn)量的大小優(yōu)化配置。大臺套為液壓式，為主生產(chǎn)線；小臺套為機械式，作為備用調(diào)節(jié)生產(chǎn)線。

2人工骨料生產(chǎn)試驗分析

龍開口水電站人工骨料生產(chǎn)性試驗共分三個階段：2007年11月20日至2008年5月30日為系統(tǒng)設(shè)計及建設(shè)階段；2008年6月1日至2008年10月30日為一次石料破碎篩分試驗階段；2008年11月1日至2008年12月23日為二次石料破碎篩分試驗階段，同時進行試驗數(shù)據(jù)分析、整理和試驗研究報告編寫。

2.1粗碎試驗分析

粗碎設(shè)備：旋回破碎機(PXZ900/130-A)；試驗開口：常規(guī)開口( 100 mm)。試驗時由自卸汽車向旋回破碎機受料倉內(nèi)連續(xù)倒料，以確保旋回破碎機在試驗過程中滿負荷工作。根據(jù)試驗技術(shù)要求，旋回破碎機(PXZ900/130-A)需做常規(guī)開口(100 mm)，對短時生產(chǎn)率、顆粒級配組成進行檢測檢驗。旋回破碎機常規(guī)開口(100 m)典型曲線見圖1。

通過計算得到在邊坡加固后，安全系數(shù)為Fs=1.290>1.25，破壞概率PL2為0.2%，可靠性指數(shù)為2.881(見圖6)均達到規(guī)范要求。

圖1　旋回破碎機常規(guī)開口(100 m)典型曲線圖

粗碎試驗小結(jié)：

巖樣經(jīng)旋回破碎機破碎后，通過容積為95 m3的緩沖料倉由槽式給料機均勻輸送至J2#膠帶機，然后將其輸送至半成品料場。根據(jù)該工藝流程，短時生產(chǎn)率即為槽式給料機的實際給料能力。按半成品料松散容重為1.7 t/m3估算，其緩沖料倉最大容量為160 t。在實際生產(chǎn)過程中，如果按旋回破常規(guī)開口(100 mm)破碎進行生產(chǎn)，短時生產(chǎn)率為730.7 t/h，粗碎車間每連續(xù)投料0.36 h(即21 min)，必須中斷生產(chǎn)。因此，根據(jù)旋回破碎機的破碎處理能力以及實際生產(chǎn)需求，在進行粗碎車間設(shè)備選型時，需配備與旋回破碎機處理能力相近的給料機。

2.2中碎試驗部分

巖石經(jīng)過粗碎車間旋回破碎機和顎式破碎機破碎處理后，半成品混合料通過J5#、6#膠帶機輸送至中碎受料倉內(nèi)做中碎試驗。

巖樣經(jīng)半成品料堆至5#膠帶機后上6#膠帶機，再進入中碎車間調(diào)節(jié)廊道，未直接進入中碎破碎機，半成品料級配組成情況見表1。

表1　半成品料級配組成試驗成果表

S4800常規(guī)開口( 48 mm)時典型粒度曲線見圖2。

圖2　典型粒度曲線圖

中碎試驗小結(jié)：

GP200和S4800圓錐破碎機短時生產(chǎn)率隨開口的變小略有減小。破碎后顆粒級配隨排料開口的變小有較大的改善，粒徑<40 mm的骨料有明顯的增加。因此，在實際的人工骨料生產(chǎn)中，可以根據(jù)大、中、小石需求量的不同來調(diào)節(jié)破碎機的開口。

圖3　典型粒度曲線圖

2.3 細碎試驗部分HP300常規(guī)開口( 22 mm)

中細碎混合料經(jīng)一篩處理后，特大石經(jīng)13#、14#膠帶機進入細碎調(diào)節(jié)料倉，未直接進入細碎破碎機，為增加小石及砂的產(chǎn)量，特篦回部分大石和中石。其典型粒度曲線見圖3。

細碎試驗小結(jié):

HP300圓錐破碎機短時生產(chǎn)率隨開口的變小略有減小。破碎后顆粒級配隨著排料開口的變小有較大的改善，粒徑<40 mm的骨料有明顯的增加。但是，設(shè)備的破碎能力也相應(yīng)地減少。因此，在實際的人工骨料生產(chǎn)中，可以根據(jù)中小石及砂的需求量的不同來調(diào)節(jié)破碎機的開口。

2.4制砂試驗部分

(1)PL9500(石打鐵)時，成品砂級配試驗成果見表2。

表2　成品砂級配試驗成果表

細度模數(shù)平均值：2.95。

石粉含量平均值(%)：13.3。

(2)PL9500(石打石) 時，成品砂級配試驗成果見表3，典型粒度曲線見圖4。

表3　成品砂級配試驗成果表

表4　成品砂級配試驗成果表

細度模數(shù)平均值：2.86。

石粉含量平均值(%)：14.9。

圖4　典型粒度曲線圖

(3)VS1500試驗時，成品砂級配試驗成果見表4，典型粒度曲線見圖5。

圖5　典型粒度曲線圖

細度模數(shù)平均值：3.05。

石粉含量平均值(%)：9.4。

制砂試驗小結(jié)：

PL9500最大進料粒徑為40 mm，最大進料量可達到186 t/h；VS1500最大進料粒徑為80 mm，最大進料量可達236 t/h。PL9500產(chǎn)量相對于VS1500較高，出砂率較高，成品砂的石粉含量較高，細度模數(shù)相對較小，但兩種破碎機的出砂級配均不好，粒徑為2.5～5 mm這一粒級的含量太多，導(dǎo)致細度模數(shù)均偏大。而PL9500腔型為石打鐵時相對于腔型為石打石時產(chǎn)量高，且制砂級配相對均勻，腔型為石打石時制出的砂出現(xiàn)兩頭多、中間少現(xiàn)象。VS1500制砂效果不明顯，砂級配不均勻，但小石粒型較好。

3結(jié)語

龍開口水電站壩體樞紐基巖為玄武巖，巖體堅硬、強度高，微風(fēng)化巖體單軸濕抗壓強度平均為250 MPa左右，其壩肩開挖及導(dǎo)流開挖的渣料用于本工程加工混凝土粗細骨料。龍開口水電站籌建期砂石系統(tǒng)采用玄武巖作為加工料源。筆者主要將使用玄武巖(硬巖)作為人工制砂的工藝及破碎設(shè)備工況特點為本課題的主要試驗研究內(nèi)容，通過對旋回破碎機、圓錐破碎機、立軸破碎機等在加工玄武巖制砂的設(shè)備工況、產(chǎn)品質(zhì)量及加工硬巖的砂石系統(tǒng)整體工藝設(shè)計進行試驗研究，獲得了玄武巖制砂的關(guān)鍵工藝和設(shè)備的產(chǎn)品曲線，并分析出各設(shè)備的實際生產(chǎn)工況，為利用玄武巖進行混凝土骨料加工工藝、設(shè)備選型及產(chǎn)品質(zhì)量等方面的廣大同行提供借鑒。

王宏亮(1982-)，男，吉林德惠人，工程師，從事水電工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-10-20

文章編號:1001-2184(2015)06-0055-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV53+4;TV53+6;TV52

作者簡介: