1 簡(jiǎn)介

　　龍頭石水電站位于大渡河中游的四川省石棉縣境內(nèi)。砂石骨料系統(tǒng)承擔(dān)著電站約90.23萬m?混凝土所需砂石骨料的生產(chǎn)任務(wù)，成品骨料總量約210 萬t，成品料生產(chǎn)能力約330t/h，其中細(xì)骨料生產(chǎn)能力約100t/h，毛料處理能力約400t/h，二班制生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格為80～40mm、40～20mm、20～5mm、10～5mm、<5mm 五種，成品骨料級(jí)配需用情況見表1。

　　表1 成品骨料級(jí)配需求情況表

　　2 料場(chǎng)情況

　　料場(chǎng)為安靖壩天然砂礫石料場(chǎng)，位于壩址下游大渡河左岸，距壩址11～12km，有石棉～瀘定公路相通，開采及運(yùn)輸條件較好。

　　料場(chǎng)呈SE 向沿河分布，地形平坦開闊，為砂卵礫石層構(gòu)成的沖積漫灘，分布高程878～883m，長(zhǎng)1140m，寬230m，每年5～10 月約有30～40％的料場(chǎng)面積被水淹沒；料場(chǎng)無無用層，有用層水上厚度2.5m，水下厚度2.0m，料場(chǎng)總儲(chǔ)量170萬m?，凈礫石儲(chǔ)量152.23 萬m?，凈砂儲(chǔ)量72.15 萬m?。

　　料場(chǎng)礫石成分主要為花崗巖，其次是輝綠巖、砂巖等，磨圓度較好，呈圓～次圓狀。料場(chǎng)>150mm粒徑顆粒含量為13.5％，150mm～5mm 粒徑顆粒含量為58.27％，<5mm 粒徑顆粒含量為28.23％。礫石含量平均值為71.77％，粒度模數(shù)為7.32，天然密度2.15g/cm?，軟弱顆粒含量平均值3.12％，含泥量平均值1.54％，超過標(biāo)準(zhǔn)要求的<1％。料場(chǎng)含砂率平均值為25.15％，砂的細(xì)度模數(shù)除緊靠河邊有一組為0.69 外，其它為1.25～2.81，平均值2.10，屬于特細(xì)砂～中砂，礦物成分為石英、長(zhǎng)石，平均粒徑0.32，含泥量1.27～12.22％，平均值4.50％，砂的粒徑及含泥量均未滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　料場(chǎng)粗細(xì)骨料含泥量均超出標(biāo)準(zhǔn)，粒度模數(shù)、細(xì)度模數(shù)及砂的平均粒徑略微偏小，有機(jī)質(zhì)含量淺于標(biāo)準(zhǔn)色，骨料的堿活性試驗(yàn)表明所檢測(cè)的砂、礫石均為非活性骨料，其它指標(biāo)均能滿足混凝土骨料的質(zhì)量要求。砂礫石料場(chǎng)天然級(jí)配與各粒徑骨料需用級(jí)配比較見表2。

　　表2 安靖壩料場(chǎng)天然級(jí)配與各粒徑骨料需用級(jí)配比較表

　　從表2 可以看出，安靖壩天然料場(chǎng)砂礫石級(jí)配不均衡，>40mm 的各粒徑級(jí)配均有富余，但<40mm的各粒徑級(jí)配不足；從料場(chǎng)總儲(chǔ)量和各級(jí)配需用量進(jìn)行比較，料場(chǎng)總儲(chǔ)量有較大富余，但40～5mm的各粒徑級(jí)配儲(chǔ)量不足，其余各級(jí)配儲(chǔ)量上均有富余，因此必須采用破碎加工以補(bǔ)充40～5mm 的級(jí)配料的不足。

　　3 系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

　　3.1

　　初選工藝流程方案

　　根據(jù)表2，以不破碎制砂為原則，利用200～40mm 粒徑的富余部分來破碎調(diào)整級(jí)配，初步選定2 種設(shè)計(jì)方案。

　　方案一：一段破碎，采用1 臺(tái)圓錐式破碎機(jī)來完成破碎，生產(chǎn)不足部分的中石、小石、豆石，以調(diào)整各級(jí)配骨料。

　　方案二：中碎、細(xì)碎兩段破碎，采用2 臺(tái)圓錐式破碎機(jī)分別進(jìn)行中碎和細(xì)碎，生產(chǎn)不足部分的中石、小石、豆石，以調(diào)整各級(jí)配骨料。

　　3.2

　　各方案工藝流程設(shè)計(jì)

　　3.2.1 方案一工藝流程設(shè)計(jì)

　　3.2.1.1 原料開采

　　在料場(chǎng)用反鏟采挖，大于400mm 粒徑的大卵石在裝車前剔除，粒徑小于400mm 的砂礫石裝自卸汽車運(yùn)輸至加工系統(tǒng)受料部位。

　　3.2.1.2 骨料加工

　　(1) 工藝流程

　　系統(tǒng)必須能夠生產(chǎn)出大石(80～40mm)、中石(40～20mm)、小石(20～5mm)、豆石(10～5mm)、砂(<5mm)五種骨料。根據(jù)破碎機(jī)在相應(yīng)開度下的破碎曲線，經(jīng)過級(jí)配平衡計(jì)算（見表3），采用一段破碎來完成對(duì)整個(gè)生產(chǎn)的級(jí)配調(diào)整，確定工藝流程見圖1。

　　表3 方案一級(jí)配平衡計(jì)算表

　　(2) 設(shè)備選型

　　① 預(yù)篩分

　　經(jīng)過條篩預(yù)篩分后粒徑大于200mm 的料直接堆在受料斗旁作棄料處理；粒徑小于200mm 的料送入篩分樓。

　?、?初篩分、復(fù)篩分

　　初、復(fù)篩分重疊在主篩分樓上布置。初篩分設(shè)置1 臺(tái)2YAH2148 篩分機(jī)，共2 層篩網(wǎng)，復(fù)篩分設(shè)置1 臺(tái)2YA2148 篩分機(jī)共2 層篩網(wǎng)。經(jīng)過級(jí)配平衡計(jì)算，通過篩分機(jī)的流量見表5。篩分機(jī)出口處設(shè)置多格翻板式分料漏斗控制成品大石的產(chǎn)出比例以達(dá)到產(chǎn)需平衡。

　?、?破碎

　　經(jīng)過初篩分后將200～80mm 的料及80～40mm 的富余料送入破碎，進(jìn)入破碎機(jī)的平均流量為173.8t/h，當(dāng)選用1 臺(tái)山特維克S4800型圓錐破其排料口為25mm 時(shí)生產(chǎn)能力約205～235t/h，生產(chǎn)能力和破碎級(jí)配完全能滿足要求。

　?、?豆石篩分

　　選用與破碎相配套的2YA1236 篩分機(jī)，其第一層篩網(wǎng)10mm、第二層篩網(wǎng)5mm。篩分機(jī)出口處設(shè)置多格翻板式分料漏斗控制成品豆石的產(chǎn)出比例以達(dá)到產(chǎn)需平衡。

　?、?成品骨料儲(chǔ)存

　　按規(guī)范要求，成品粗骨料堆場(chǎng)活容量不小于3～5 天用量，成品細(xì)骨料堆場(chǎng)活容量不小于7 天用量。根據(jù)混凝土高峰期澆筑強(qiáng)度，計(jì)算出成品骨料最大儲(chǔ)存量為12000m?。同時(shí)在大石料堆中設(shè)置緩降裝置以減少產(chǎn)生遜徑的機(jī)會(huì)。

　?、?成品骨料裝車和計(jì)量

　　外供骨料裝車按裝載機(jī)裝車方式設(shè)計(jì)，在骨料堆倉(cāng)底鋪設(shè)30cm 混凝土底板，裝載機(jī)入倉(cāng)直接裝自卸汽車，計(jì)量由設(shè)置于場(chǎng)地內(nèi)的地磅稱量。

　　3.2.1.3 技術(shù)特性表和主要設(shè)備

　　表6 方案一砂石骨料系統(tǒng)技術(shù)特性表

　　表7 方案一砂石骨料系統(tǒng)主要設(shè)備表

　　3.2.2 方案二工藝流程設(shè)計(jì)

　　3.2.2.1 原料開采與方案一同。

　　3.2.2.2 骨料加工

　　(1) 工藝流程

　　方案二采用兩段破碎來完成對(duì)整個(gè)生產(chǎn)的級(jí)配調(diào)整，經(jīng)過級(jí)配平衡計(jì)算（見表8），確定的工藝流程見圖2。

　　表8 方案二級(jí)配平衡計(jì)算表

　　圖2 方案二工藝流程圖

　　(2)設(shè)備選型

　?、?破碎

　　經(jīng)過初篩分后將粒徑為200～80mm的料送入中碎，中碎選用與方案一相同系列的山特維克S3800 型圓錐破碎機(jī)，能滿足要求。經(jīng)過初篩分后將粒徑為40～80mm 的富余料送入細(xì)碎，進(jìn)入細(xì)碎的平均流量為88.7t/h，當(dāng)選用1 臺(tái)諾德伯格GP100型圓錐破其排料口為22mm 時(shí)的生產(chǎn)能力約100～110t/h，能滿足要求。

　　② 篩分、成品骨料儲(chǔ)存、成品骨料裝車和計(jì)量與方案一同。

　　3.2.2.3 系統(tǒng)技術(shù)特性表和主要設(shè)備

　　表9 方案二砂石骨料系統(tǒng)技術(shù)特性表

　　3.3

　　方案對(duì)比

　　3.3.1 各方案的特點(diǎn)

　　方案一工藝流程簡(jiǎn)單流暢，充分考慮到了料源的特點(diǎn)（需破碎料的粒徑不大）和圓錐破碎機(jī)的性能參數(shù)（進(jìn)料口尺寸滿足要求，在選定的開度下破碎曲線接近設(shè)計(jì)需要的破碎比例，能同時(shí)完成中碎和細(xì)碎），利用較少的設(shè)備來完成骨料的生產(chǎn)。

　　方案二與方案一的差別主要是在初篩分后增加一道中碎工藝，由此增加1 臺(tái)中碎破碎機(jī)、3 條膠帶輸送機(jī)、1 個(gè)中碎緩存料堆和1臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)，各破碎機(jī)分工明確，強(qiáng)度不大，滿足設(shè)計(jì)要求。

　　3.3.2 方案對(duì)比

　　表11 方案對(duì)比情況一覽表

　　3.4

　　工藝流程方案確定

　　經(jīng)過方案對(duì)比，確定選擇工藝流程更為簡(jiǎn)單、臨時(shí)工程量和總裝機(jī)較小、占地面積較少的方案一作為本工程砂石骨料加工系統(tǒng)的工藝流程方案。

　　4 系統(tǒng)的供水、供電、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)用水采用2 臺(tái)IS150-125-315型水泵(揚(yáng)程32m、單臺(tái)流量200m?/h)直接供給，不設(shè)水池。系統(tǒng)用電采用1 臺(tái)S9-630/10 型變壓器供給。系統(tǒng)控制采用工業(yè)計(jì)算機(jī)與PLC 聯(lián)合控制，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備均采用實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　5 結(jié)論

　　進(jìn)行砂石骨料加工系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)全面弄清料源情況，才能初步確定加工系統(tǒng)工藝流程；同時(shí)應(yīng)充分了解加工設(shè)備的性能參數(shù)，才能正確進(jìn)行設(shè)備選型；其次，必須進(jìn)行多種方案的設(shè)計(jì)和對(duì)比，才能選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

　　正確選擇砂石骨料系統(tǒng)工藝流程十分重要：工藝流程合理才能保證加工強(qiáng)度滿足要求；工藝流程越簡(jiǎn)單，投入的加工設(shè)備少，越利于運(yùn)行控制，占地面積相對(duì)較小，臨建工程量減少；系統(tǒng)總裝機(jī)越小，才能降低成品骨料的單價(jià)。