金沙江溪洛渡水電站大壩塘房坪人工粗骨料加工系統(tǒng)，主要承擔(dān)溪洛渡水電站大壩壩體、閘墩、貼坡、置換區(qū)以及水墊塘、二道壩、河道整治、導(dǎo)流洞封堵等部位約763萬m3混凝土的粗骨料生產(chǎn)，需生產(chǎn)成品粗骨料約1370萬t。加工系統(tǒng)成品粗骨料生產(chǎn)能力約1410/h，毛料處理能力約1880/h。

　　1料源情況

　　塘房坪人工粗骨料加工系統(tǒng)料源為導(dǎo)流洞、泄洪洞、放空洞、引水發(fā)電系統(tǒng)等地下洞室的開挖工程棄料。渣料巖性以玄武巖為主，角礫巖占20％一30％。巖石為非活性骨料，巖性堅(jiān)硬，強(qiáng)度高，完整性較好，屬極堅(jiān)硬巖類。物理力學(xué)試驗(yàn)成果表明，玄武巖的飽和抗壓強(qiáng)度范圍值160～264 MPa，平均值212 MPa；干抗壓強(qiáng)度范圍值219—293 MPa，平均值256 MPa，吸水率平均值0．11％。其質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)符合作為人工骨料的基本要求，可以作為混凝土骨料料源。

　　2原系統(tǒng)布置及設(shè)備選擇

　　2．1原系統(tǒng)布置

　　塘房坪粗骨料加工系統(tǒng)主要由粗碎車間、半成品堆場、預(yù)篩分車間、中碎、細(xì)碎、超細(xì)碎車間、主篩調(diào)節(jié)堆場、主篩分車間、成品骨料堆場、水處理系統(tǒng)組成。

　　2．2主要設(shè)備配置

　　原系統(tǒng)采用國內(nèi)外先進(jìn)的破碎設(shè)備及合理的工藝流程來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。配置顎式破碎機(jī)、棒條給料機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、立軸式破碎機(jī)、振動(dòng)篩等設(shè)備共計(jì)226臺(tái)套，膠帶運(yùn)輸機(jī)41條。

　　3原系統(tǒng)工藝流程

　　(1)粗碎車間：配置了3臺(tái)JMl312顎式破碎機(jī)，負(fù)責(zé)將粒徑>150 mm的毛料破碎。

　　(2)預(yù)篩分車間：將半成品碎石篩分分級，其中>150 mm粒徑的碎石直接運(yùn)至中碎車間或返回粗碎車間進(jìn)行重新破碎；150—80 mm粒徑碎石部分經(jīng)沖洗后送至成品料堆堆存，滿足系統(tǒng)生產(chǎn)的需要，多余部分則送至中碎車間進(jìn)行破碎；其它規(guī)格碎石通過膠帶機(jī)分別送至中碎、細(xì)碎、超細(xì)碎車間進(jìn)行破碎和整形處理；因料源中20—5 mm粒徑的碎石含量多，粒形差，因此將部分<10 mm的碎石在預(yù)篩分車間進(jìn)行棄置，避免其進(jìn)入后續(xù)加工環(huán)節(jié)增加生產(chǎn)成本。

　　(3)中碎車間：主要將>150 mm粒徑的碎石及多余部分的150～80 mm粒徑的碎石破碎，并對部分80～40 mm粒徑的碎石進(jìn)行整形破碎，中碎車間為開路生產(chǎn)。

　　(4)細(xì)碎車間：將預(yù)篩分后的部分80—20 mm的粒徑碎石進(jìn)行破碎整形。同時(shí)考慮到生產(chǎn)運(yùn)行管理的靈活性，細(xì)碎與主篩分車間形成閉路循環(huán)，可以破碎主篩后多余的80一40 mm粒徑的碎石，靈活方便調(diào)配中小石的生產(chǎn)能力。

　　(5)超細(xì)碎車間：主要對預(yù)篩分車間篩分后的小石進(jìn)行整形處理。

　　(6)主篩分車間：將主篩調(diào)節(jié)堆場的碎石送入主篩分車間進(jìn)行篩選分級，并將各級成品骨料通過膠帶機(jī)送入成品堆場堆放。多余的40～80 mm粒徑的骨料返至細(xì)碎車間重新破碎，粒徑<5 mm的碎石作為棄料處理。

　　塘房坪人工粗骨料加工系統(tǒng)建成后于2008年6月18日進(jìn)入調(diào)試生產(chǎn)階段，我們對系統(tǒng)的生產(chǎn)能力及成品骨料質(zhì)量進(jìn)行了跟蹤綜合檢測。在2008年8月24日～9月26日系統(tǒng)正常生產(chǎn)后檢測到各級粗骨料超遜徑含量合格率均達(dá)到85．7％及以上，含泥量合格率達(dá)到100％，針片狀合格率達(dá)到100％，其中小石針片狀含量最高達(dá)到14％。粗骨料的中徑篩余合格率較低，但中徑篩余檢測指標(biāo)穩(wěn)定。系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際生產(chǎn)能力也均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，骨料級配調(diào)整靈活，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)工藝的正確性。

　　4系統(tǒng)工藝改進(jìn)

　　4．1 工藝改進(jìn)緣由

　　業(yè)主在2008年8月23日對溪洛渡水電站大壩骨料粒形提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，要求針片狀含量為<10％(合同為≤15％)，且原系統(tǒng)生產(chǎn)粗骨料的中徑篩余合格率偏低。因原系統(tǒng)生產(chǎn)的骨料無法滿足提高標(biāo)準(zhǔn)后的質(zhì)量要求，為此我們對針片狀顆粒產(chǎn)生的原因進(jìn)行了詳盡的分析，并通過對系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，來控制骨料的針片狀含量及中徑篩余合格率。

　　4．2工藝改進(jìn)分析

　　對系統(tǒng)產(chǎn)生針片狀的原因分析如下。

　　(1)塘房坪人工粗骨料回采毛料的巖性以玄武巖為主，巖性堅(jiān)硬，強(qiáng)度高，所以在破碎加工時(shí)極易產(chǎn)生針片狀顆粒。

　　(2)受硐室爆破沖擊力的影響，部分爆破石塊內(nèi)會(huì)產(chǎn)生細(xì)微裂隙，此類石塊在破碎機(jī)腔內(nèi)受擠壓破碎時(shí)也很容易沿著原有裂隙產(chǎn)生片狀顆粒。

　　(3)對粗碎后的半成品骨料的針片狀含量進(jìn)行了檢測，由檢測數(shù)據(jù)可以看到玄武巖在采用硐室爆破后，毛料中的40—80 mm粒徑骨料的針片狀含量已滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，20—40 mm及5—20 mm粒徑的骨料則存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題，所以后續(xù)加工中需要采取措施對其進(jìn)行有效的整形。

　　(4)對多種不同組合的生產(chǎn)工況下的針片狀含量進(jìn)行了檢測，由各種工況檢測數(shù)據(jù)分析可知，各種工況下大石針片狀含量均符合提高標(biāo)準(zhǔn)后的質(zhì)量要求。中碎設(shè)備對大石具有破碎整形效果，但是破碎后的下級骨料針片狀含量會(huì)增加；細(xì)碎設(shè)備對中石具有破碎整形效果，但是破碎后的小石針片狀含量顯著增加；超細(xì)碎設(shè)備對中石和小石具有較佳的整形效果。

　　從數(shù)據(jù)可以看到當(dāng)中石和小石全部進(jìn)入超細(xì)碎車間整形時(shí)可以解決骨料針片狀含量<10％的要求，但此時(shí)專為小石整形而設(shè)計(jì)的超細(xì)碎車間2臺(tái)立軸破碎機(jī)需要承擔(dān)中石和小石的整形任務(wù)，受處理能力的限制，中小石的產(chǎn)量必然降低，無法滿足骨料的生產(chǎn)要求，且因避開了中、細(xì)碎生產(chǎn)環(huán)節(jié)，超徑石及多余的特大石、大石無法進(jìn)行破碎加工，系統(tǒng)失去了級配調(diào)節(jié)能力，無法作為長期生產(chǎn)模式來滿足成品料的生產(chǎn)供應(yīng)需要。

　　綜合考慮(1)、(2)和(3)產(chǎn)生針片狀的原因均是無法解決的事實(shí)，由此我們必須針對系統(tǒng)生產(chǎn)過程中造成針片狀含量增大的因素對系統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)。

　　4．3工藝改進(jìn)措施

　　根據(jù)初期的實(shí)施工藝及系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生針片狀含量的試驗(yàn)分析，提出了對中細(xì)碎生產(chǎn)出的≤40 mm的碎石全整形工藝。

　　為了確保系統(tǒng)改造設(shè)備的選型合理、可靠，我們在改造前對超細(xì)碎車間的石打石PL一1200SS—Z立軸破碎機(jī)實(shí)際的整形效果進(jìn)行了檢測。檢測結(jié)果顯示：5—20 mm粒徑的綜合針片狀含量較整形前減少8．7％，20～40 mm粒徑的綜合針片狀含量較整形前減少3．2％。由結(jié)果可知，立軸破碎機(jī)對中石和小石均具有整形效果，且骨料粒徑越小，立軸破碎機(jī)的整形效果就越好。經(jīng)分析后決定在中細(xì)碎與主篩之間增設(shè)檢查篩分車間和立軸整形車間。將中、細(xì)碎加工出來的粒形小于40 mm的骨料在檢查篩分車間分離使其進(jìn)入立軸整形車間進(jìn)行二次整形處理，而>40 mm的骨料返回細(xì)碎車間進(jìn)行重新破碎整形，以保證滿足各級配骨料的針片狀含量小于10％的要求。

　　4．4改進(jìn)后的成果

　　(1)骨料的針片狀含量得到了有效的控制，達(dá)到了骨料針片狀含量<10％的要求，工藝改進(jìn)前后對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所列。

人工砂石料工藝改進(jìn)前后各級骨料針片狀含量情況

　　(2)工藝改進(jìn)后骨料針片狀含量的有效改善大大提高了骨料的篩透率，使得骨料的超遜徑含量也可以得到更好的控制。

　　(3)由于中、小石粒形得到了有效的控制，中、細(xì)碎設(shè)備可以比較靈活的開啟，從而也有效地解決了在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提條件下系統(tǒng)級配的調(diào)整問題。

　　4．5工藝調(diào)整后存在的問題及分析

　　4．5．1 工藝調(diào)整后存在的問題

　　系統(tǒng)新增整形車間后，粗骨料的粒形得到了有效的改善，并且針對小石中徑含量偏高的問題將主篩底層篩網(wǎng)由原來的8 mm更換為6 mm。工藝調(diào)整前后骨料中徑篩余檢測數(shù)據(jù)如表2所列。

       
工藝調(diào)整前后骨料中徑篩余檢測數(shù)據(jù)

　　由表2中數(shù)據(jù)可知，在系統(tǒng)增設(shè)整形車間及更換主篩底層篩網(wǎng)后，小石中徑篩余含量趨于穩(wěn)定，且合格率大幅度提高，中石及特大石中徑篩余含量反而進(jìn)一步降低。分析影響骨料中徑篩余含量的原因如下。

　　(1)特大石中徑篩余含量與新增整形車間無關(guān)，而是與料源直接有關(guān)。

　　(2)破碎機(jī)的不同破碎開口決定不同的破碎比，可能細(xì)碎車間破碎機(jī)的開口更容易破碎出10—20 mm粒徑的石塊。

　　(3)當(dāng)中小石全部進(jìn)入超細(xì)碎車間整形時(shí)，檢測到骨料中徑篩余含量在整形前后的變化如表3所列。

         
骨料中徑篩余含量在整形前后的變化

　　由表3中數(shù)據(jù)可知，立軸破碎機(jī)不僅對中小石有較好的整形效果，還具有一定的破碎效果。所以新增整形車間后骨料粒徑更好，更容易被篩透，且中石中徑篩余含量也將進(jìn)一步降低。

　　4．5．2針對中徑篩余含量采取的整改措施根據(jù)分析，制定了整改措施如下。

　　(1)更換預(yù)篩車間篩網(wǎng)。預(yù)篩車間分為上下兩層振動(dòng)篩。上層篩為2YKRH2060，原篩網(wǎng)設(shè)置為：上層篩網(wǎng)為150 mm，下層篩網(wǎng)設(shè)置為87 mm。下層篩為2YKR2060，原篩網(wǎng)設(shè)置為：上層篩網(wǎng)為42 mm，中層篩網(wǎng)為22．5 mm、13 mm。為了有效地調(diào)整骨料的中徑含量，將篩網(wǎng)調(diào)整如下：上層篩2YKRH2060，上層篩網(wǎng)為135 mm(控制特大石超徑)，下層篩網(wǎng)設(shè)置為90 mm。下層篩2YKR2060，上層篩網(wǎng)為65 mm、50 mm，下層篩網(wǎng)為40 mm、13 mm。這樣，50—90 mm粒徑的骨料進(jìn)人中碎車間，40～65 mm粒徑的骨料進(jìn)入細(xì)碎車間，因增大了進(jìn)料粒徑，在破碎比一定的情況下，經(jīng)中細(xì)碎車間進(jìn)一步破碎后的骨料粒徑也將進(jìn)一步增大，有可能提高中小石中徑篩余含量。

　　(2)在更換預(yù)篩篩網(wǎng)后，找到最合適的中細(xì)碎破碎機(jī)排礦口徑。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所列。

       
最合適的中細(xì)碎破碎機(jī)排礦口徑

　　從表4中數(shù)據(jù)已知當(dāng)中碎破碎機(jī)開口為52 mm，細(xì)碎破碎機(jī)開口為20 mm時(shí)，骨料中徑篩余含量百分率最好。因此在新增整形車間后，通過更換篩網(wǎng)和調(diào)整中細(xì)碎車間破碎機(jī)的排礦口徑，可以有效地改善骨料的中徑篩余含量。

　　4．6 系統(tǒng)整改后的生產(chǎn)情況

　　系統(tǒng)整改后，骨料質(zhì)量大幅度提高，均滿足了相關(guān)的質(zhì)量要求。統(tǒng)計(jì)2009年5月26日～6月25日系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表5所列。

　　4．7整改后存在的問題

　　由于系統(tǒng)新增設(shè)了2臺(tái)立軸破碎機(jī)，其生產(chǎn)時(shí)導(dǎo)致棄料大幅度增加，進(jìn)而增大了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

　　(1)本系統(tǒng)選用了合理的工藝流程設(shè)計(jì)與先進(jìn)的破碎設(shè)備，骨料質(zhì)量與生產(chǎn)能力滿足合同要求且級配的靈活調(diào)整均驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。但是對于高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求的系統(tǒng)，其工藝流程設(shè)計(jì)與破碎設(shè)備還應(yīng)具體斟酌。

　　(2)由系統(tǒng)的針片狀含量控制措施可知，人工粗骨料的針片狀含量與料源特性及設(shè)備選型緊密相關(guān)。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)的粗骨料粒形好，針片狀含量低?？刹捎梅磽羰狡扑闄C(jī)作為中、細(xì)碎車間的整形設(shè)備進(jìn)行研究，雖然巖石硬度大會(huì)增大設(shè)備的維修成本，但可能省掉整形工藝且骨料質(zhì)量得到保證。

　　(3)由試驗(yàn)可知，在對硬巖進(jìn)行破碎時(shí)，由于巖石的抗壓強(qiáng)度大，破碎時(shí)極易產(chǎn)生針片狀顆粒，且破碎設(shè)備的破碎整形效果表現(xiàn)為粗碎的針片狀含量大于中碎，中碎的針片狀含量大于細(xì)碎，說明破碎比越大，針片狀含量越大。且同一破碎段的破碎效果表現(xiàn)為對同級骨料具有整形效果，破碎出的下級骨料針片狀含量均顯著增加?？晒┮院箢愃葡到y(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)借鑒。

　　(4)工程利用料爆破施工時(shí)應(yīng)選用合理的爆破參數(shù)以盡可能的減少對料源的損壞。