羅 艷

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410004）

1 工程概況

瀾滄江黃登·大華橋電站砂石加工系統(tǒng)是黃登·大華橋兩座電站主體工程混凝土骨料加工的主要基地，承擔(dān)550×104m3碾壓和常態(tài)混凝土以及25×104m3工程噴混凝土所需的1 280×104t粗、細(xì)骨料生產(chǎn)和供料?；炷凉橇系牧显礊榇蟾窭?guī)r料場，濕抗壓強(qiáng)度大于80 MPa；系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模是按混凝土高峰月澆筑強(qiáng)度30萬m3所需混凝土骨料的生產(chǎn)要求，產(chǎn)品生產(chǎn)滿足二級配、三級配碾壓混凝土和二級配、三級配常態(tài)混凝土用粗、細(xì)骨料以及少部分噴混凝土骨料的供料要求。系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模：毛料處理能力2 500 t/h；成品生產(chǎn)能力不低于2 150 t/h。生產(chǎn)成品中，粗骨料不小于1 300 t/h，人工砂不小于850 t/h。

2 系統(tǒng)工藝流程設(shè)計

2.1 工藝流程

根據(jù)黃登·大華橋工程的特點，本系統(tǒng)采用如下工藝流程設(shè)計。

（1）破碎工藝。

本系統(tǒng)的料場為大格拉灰?guī)r料場，巖石的濕抗壓強(qiáng)度大于80 MPa，屬較難破碎巖石，且系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模大，其粗碎破碎設(shè)備的選型是保障系統(tǒng)處理能力的基本要求，采用兩段破碎，粗碎采用進(jìn)口旋回破碎機(jī)，該設(shè)備性能穩(wěn)定可靠，中細(xì)碎采用進(jìn)口反擊式破碎機(jī)，粗碎開路生產(chǎn)，中細(xì)碎閉路生產(chǎn)。

（2）制砂工藝。

本系統(tǒng)制砂工藝，采用目前國際上先進(jìn)的立式?jīng)_擊式破碎機(jī)制砂為主，輔以常規(guī)的棒磨機(jī)制砂進(jìn)行調(diào)節(jié)。

根據(jù)施工經(jīng)驗，立式?jīng)_擊式破碎機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品中＜5 mm粒徑的可達(dá)占50%以上，但砂的細(xì)度模數(shù)較大，如單獨采用沖擊破難以滿足本工程的要求,故本系統(tǒng)主要采用立式?jīng)_擊破碎機(jī)外，還選用棒磨機(jī)輔助制砂，來調(diào)節(jié)其細(xì)度模數(shù)和石粉含量。

（3）流程設(shè)計。

通過論證分析本系統(tǒng)加工工藝采用兩段破碎、三級篩分和立式?jīng)_擊式破碎機(jī)與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂工藝，（80～40）mm 粗骨料由一級篩分生產(chǎn)，（40～20）mm、（20～5）mm粗骨料由二級篩分生產(chǎn)，人工砂由一、二、三級篩分、立式?jīng)_擊式破碎機(jī)與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂、石粉回收車間配制生產(chǎn)，并按比例調(diào)配成細(xì)度模數(shù)在（2.4～2.8）的合格成品砂。

瀾滄江黃登·大華橋電站砂石加工系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 瀾滄江黃登·大華橋電站砂石加工系統(tǒng)工藝流程圖

（4）工藝流程計算。

①主要破碎設(shè)備產(chǎn)品粒度特性。

主要破碎設(shè)備的產(chǎn)品粒度特性，綜合考慮相關(guān)設(shè)備廠家提供的同類巖石的試驗數(shù)據(jù)選定，見表1。

表1 主要破碎設(shè)備破碎產(chǎn)品粒度特性表

根據(jù)流程計算表的結(jié)果和系統(tǒng)總處理量，計算出各車間的處理量，見表2。

表2 各車間處理量計算表 t/h

2.2 主要設(shè)備配置

根據(jù)工藝流程計算結(jié)果，粗碎車間選擇2臺進(jìn)口MK-Ⅱ42-65旋回破碎機(jī)，中細(xì)碎車間選擇4臺進(jìn)口NP1520反擊式破碎機(jī)，沖擊破選擇5臺美卓公司的B9100和3臺VS1500-A立軸式?jīng)_擊破，棒磨機(jī)制砂選擇3臺BMZ2136棒磨機(jī)，其設(shè)備配置見表3。

表3 設(shè)備配置表

3 關(guān)鍵工藝研究

3.1 加工工藝

根據(jù)毛料料源特性（灰?guī)r），工藝流程采用“兩段破碎”，粗碎開路，中細(xì)碎閉路工藝，砂生產(chǎn)采用“立軸破與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂”工藝。

考慮到灰?guī)r巖性，設(shè)置洗泥工藝，并在粗骨料進(jìn)倉前采用水洗工藝保證粗骨料不裹粉，采用粗砂、細(xì)砂回收工藝。

水處理工藝采用先進(jìn)行粗細(xì)砂回收，后進(jìn)行澄清的處理工藝，對澄清產(chǎn)生的廢渣采用過濾機(jī)進(jìn)行處理，廢水循環(huán)利用，廢水達(dá)標(biāo)后排放。

3.2 制砂工藝

人工砂生產(chǎn)是砂石骨料生產(chǎn)中技術(shù)含量最高、難度最大的環(huán)節(jié)。目前常用的制砂工藝設(shè)備主要有棒磨機(jī)和破碎機(jī)兩種。棒磨機(jī)是傳統(tǒng)的制砂設(shè)備，國內(nèi)應(yīng)用較多，破碎機(jī)制砂目前國際上發(fā)展較快，應(yīng)用亦越來越多。用于制砂的破碎機(jī)種類較多，主要有錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、旋盤破碎機(jī)、慣性圓錐式破碎機(jī)和立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)等，其中用于大型人工砂石加工系統(tǒng)且取得成功經(jīng)驗的主要有旋盤式破碎機(jī)、立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)。結(jié)合棒磨機(jī)、立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)三種制砂設(shè)備工藝特點，本系統(tǒng)在制砂工藝設(shè)計中，決定采用立軸破碎機(jī)+棒磨機(jī)（MBZ2136）閉路制砂工藝，并對（3～5）mm粗砂進(jìn)行整形，以達(dá)到綜合兩種工藝優(yōu)點的目的，取長補(bǔ)短，提高工效、降低鋼耗能耗、確保成品砂的產(chǎn)量和質(zhì)量，滿足合同要求。

3.3 成品砂石粉含量控制工藝

根據(jù)工程要求，本系統(tǒng)生產(chǎn)的成品砂必須既能滿足常態(tài)混凝土要求，又能滿足碾壓混凝土要求。由于兩種混凝土對石粉含量要求不一樣 （常態(tài)混凝土人工砂石粉含量10%～17%，碾壓混凝土人工砂石粉含量15%～22%），為此，在設(shè)計成品砂堆場時，考慮了常態(tài)混凝土用砂和碾壓混凝土用砂分開堆存。

為達(dá)到碾壓混凝土人工砂質(zhì)量要求，對沖洗篩分、棒磨機(jī)車間產(chǎn)生的細(xì)砂和石粉采用黑旋風(fēng)和陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行回收，根據(jù)需要部分或全部添加進(jìn)成品砂中以調(diào)節(jié)成品砂石粉含量。

當(dāng)生產(chǎn)的石粉含量超過指標(biāo)時，利用設(shè)置在超細(xì)碎車間、中細(xì)碎車間、干式篩分車間的除塵脫粉車間進(jìn)行脫粉，控制成品砂進(jìn)倉的石粉含量。通過以上生產(chǎn)工藝，每個砂倉可根據(jù)石粉含量要求不同，靈活調(diào)節(jié)各砂倉的石粉含量。

3.4 成品砂級配控制

因本系統(tǒng)產(chǎn)砂量大，采用立軸破與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂工藝。根據(jù)多個工地棒磨機(jī)處理灰?guī)r實驗數(shù)據(jù)，棒磨機(jī)產(chǎn)砂細(xì)度模數(shù)能達(dá)到（2.2～2.3），砂的級配處于Ⅱ區(qū)中砂下限，級配均勻。

兩段破碎以及超細(xì)碎車間產(chǎn)生的粗砂，根據(jù)類似工地（設(shè)備及巖石類似）實驗數(shù)據(jù)，配合棒磨機(jī)出砂及通過粗砂整形車間處理，成品砂能較好達(dá)到II區(qū)中砂要求。

3.5 成品砂含水率控制

采用半干法的生產(chǎn)工藝，控制進(jìn)倉成品砂的含水率，經(jīng)理論分析計算，成品砂進(jìn)倉的含水率在6%以下。除了粗、細(xì)砂回收車間、棒磨機(jī)制砂車間采用濕法生產(chǎn)外，其余工序均采用干化生產(chǎn)。成品砂倉頂部設(shè)防雨棚，底部設(shè)兩面排水坡度，并設(shè)混凝土底板和排水盲溝。以上措施起到控制成品砂含水率在6%的質(zhì)量要求。

3.6 成品砂細(xì)度模數(shù)控制

招標(biāo)文件要求成品砂的細(xì)度模數(shù)為（2.4～2.8），我們采取如下工藝措施來保證成品砂的細(xì)度模數(shù)：

（1）采用立軸破碎機(jī)與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂工藝，棒磨機(jī)制砂可靈活調(diào)整細(xì)度模數(shù)，且細(xì)度模數(shù)穩(wěn)定，易于控制。

（2）控制棒磨機(jī)進(jìn)料粒徑，多年的運行實踐表明：進(jìn)料粒徑越大，產(chǎn)砂細(xì)度模數(shù)就越大，棒磨機(jī)生產(chǎn)能力越小。為此，將粗碎、中細(xì)碎破碎生產(chǎn)出的部分（40～5）mm的石料作為棒磨機(jī)的主要進(jìn)料。

（3）立軸破的檢查篩分車間設(shè)置3mm篩網(wǎng)，（3～5）mm的粗砂進(jìn)整形車間，對部分（3～5）mm的石料進(jìn)行整形，可有效降低成品砂的細(xì)度模數(shù)以及提高成品砂整形的效果，3mm篩網(wǎng)根據(jù)質(zhì)量情況可以適當(dāng)調(diào)整。

3.7 廢水處理工藝

根據(jù)系統(tǒng)的環(huán)保要求，結(jié)合水電工程砂石系統(tǒng)廢水處理的成功經(jīng)驗，系統(tǒng)采取如下廢水處理工藝：沖洗篩產(chǎn)生廢水先經(jīng)過預(yù)沉池進(jìn)行沉淀，沉淀后，溢流水進(jìn)入高效污水澄清器進(jìn)行處理，處理后清水自流進(jìn)清水池，泥及預(yù)沉池下部沉淀物進(jìn)入陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行干化和脫水處理，陶瓷過濾機(jī)過濾后的水直接進(jìn)清水池。

棒磨機(jī)生產(chǎn)廢水進(jìn)入細(xì)砂回收裝置進(jìn)行細(xì)砂（石粉）回收，細(xì)砂回收裝置分離出來的廢水再進(jìn)入陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行干化和脫水處理，陶瓷過濾機(jī)過濾后的水直接進(jìn)清水池。

4 系統(tǒng)總體布置與工藝調(diào)整

瀾滄江黃登·大華橋電站砂石加工系統(tǒng)共分為三大塊，即大格施工區(qū)、梅沖河施工區(qū)、甸尾施工區(qū)，各施工區(qū)之間采用長距離膠帶機(jī)連接成為整體砂石加工系統(tǒng)，大格拉至梅沖河長距離膠帶機(jī)長約9.5 km，梅沖河至甸尾長距離膠帶機(jī)長約1.6 km。原設(shè)計方案中將砂石加工主系統(tǒng)布置在梅沖河區(qū)域；粗碎車間、半成品車間布置在大格拉區(qū)域；大格拉石料場毛料采用豎井加平洞的形式輸送至大格拉粗碎車間，一次破碎后輸送至大格拉半成品堆場，再經(jīng)過大格拉至梅沖河長距離膠帶機(jī)運輸系統(tǒng)將半成品料輸送至梅沖河砂石加工主系統(tǒng)，在梅沖河砂石加工主系統(tǒng)中再布置一個半成品堆場。在實際施工過程中發(fā)現(xiàn)梅沖河場地形坡度較陡，開挖及支護(hù)工程量巨大，且地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大、施工干擾多，砂石加工主系統(tǒng)如果布置在梅沖河區(qū)域?qū)嬖诰薮蟮陌踩L(fēng)險。在施工中大膽改革創(chuàng)新，將砂石加工主系統(tǒng)整體由梅沖河區(qū)域移至大格拉區(qū)域，并取消原建議方案中的豎井及平洞，粗碎由地下式改為地面式，在梅沖河僅布置成品料堆，大格拉至梅沖河長距離膠帶機(jī)運輸系統(tǒng)由原輸送半成品料改為輸送成品料，輸送能力改為3 000 t/h，皮帶寬度由原1.4 m改為現(xiàn)1.2m。實踐證明產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過分析計算，砂石料加工系統(tǒng)建安工程減少總費用1585.38萬元；原設(shè)計大格拉至梅沖長膠是運輸＜350 mm半成品骨料，成品加工區(qū)移至大格拉后只輸送小于80mm的成品料，提高了長膠的運行可靠性；加工車間全部布置在大格拉，便于系統(tǒng)運行的統(tǒng)一管理；成品加工區(qū)布置在大格拉，有利于粗骨料級配的調(diào)整，更有利于主體工程的供料。從近幾年系統(tǒng)運行情況看，梅沖河開挖邊坡出現(xiàn)了高邊坡塌方、滑移的情況（目前已進(jìn)行了邊坡治理），通過系統(tǒng)總體布置改變，有效規(guī)避了在梅沖河高邊坡下布置砂石加工系統(tǒng)的安全風(fēng)險。