王亞波 陳艷梅

摘要:簡述了德拉迪斯大壩項(xiàng)目人工砂石骨料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、工藝流程、系統(tǒng)布置、設(shè)備選型以及在系統(tǒng)建成投產(chǎn)后的工藝改造。

關(guān)鍵詞:人工砂石骨料系統(tǒng);級(jí)配料;過渡料;系統(tǒng)布置;設(shè)備選型

1概述

德拉迪斯大壩項(xiàng)目主要由擋水建筑物、取水建筑物、導(dǎo)流洞,交通設(shè)施等組成,其中擋水建筑物包括1個(gè)主壩、4個(gè)副壩和右壩肩山體的防滲鋪蓋。主壩壩型為黏土心墻堆石壩,4個(gè)副壩為黏土斜墻堆石壩。主壩壩頂長956m、頂寬10m,最大底寬140m,最大壩高76m。大壩填筑料粒徑要求如下:過渡料粒徑為5～150mm,排水料粒徑為1.50～60mm,反濾料粒徑為0.10～5mm?；炷凉橇系牧絽⒄盏氖菤W洲標(biāo)準(zhǔn),砂粒徑為0.10～3mm、小石粒徑為3～12.50mm、中石粒徑為12.50～31.50mm。總方量超過了120萬m3,系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)屬大型加工系統(tǒng)。如何在系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型上既能滿足整個(gè)大壩填筑的級(jí)配骨料,同時(shí)系統(tǒng)又能生產(chǎn)混凝土生產(chǎn)所需的級(jí)配骨料成為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力計(jì)算

依據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃,大壩月平均填筑加工級(jí)配料(過渡料、排水料、反濾料)強(qiáng)度為5.22萬m3/月,高峰月填筑強(qiáng)度為8.30萬m3/月。按滿足反濾料月填筑6萬m3的生產(chǎn)要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。混凝土高峰月澆筑強(qiáng)度以2 300m3的生產(chǎn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

①大壩填筑加工級(jí)配料月平均需要量

月平均需要量:Qc=Vcγc=6×2.65=15.90萬t/月

其中:反濾料Q1=15.90×39.90%=6.30萬t/月;

排水料Q2=15.90×23.60%=3.80萬t/月;

過渡料Q3=15.90×34.20%=5.40萬t/月;

澆筑骨料Q4=15.90×2.36%=0.37萬t/月。

②系統(tǒng)月毛料處理能力

按照成品砂石料的生產(chǎn)要求,考慮加工、運(yùn)輸?shù)葥p耗,月毛料處理能力為:

Qmd=Q1/K1+Q2/K2+Q3/K3+Q4/K4=177 360t/月。

③系統(tǒng)毛料小時(shí)處理量

Qhd=QmdK/350=557.40t/h

考慮適當(dāng)加大設(shè)備的儲(chǔ)備系數(shù),按照600t/h來進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。

3系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備選型

系統(tǒng)工藝流程是系統(tǒng)生產(chǎn)過程在時(shí)間和空間上的組織形式,體現(xiàn)了生產(chǎn)過程的特征,對(duì)于每一項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)都必須首先確定工藝流程。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性,同時(shí)還得考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性與運(yùn)行上的可靠性。本系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)時(shí),通過對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的計(jì)算,現(xiàn)場地形的實(shí)地勘察、分析,經(jīng)濟(jì)可行性等方面的綜合論證,最終確定系統(tǒng)采用三段式破碎,即粗碎開路、中碎和細(xì)碎采用與相應(yīng)的篩分車間形成閉路循環(huán)生產(chǎn)的工藝流程。

3.1粗碎和預(yù)篩分

送料設(shè)備選擇2臺(tái)GZT1242棒條式給料機(jī),最大送料能力300t/h,棒條間隙150mm。粗碎設(shè)備選擇2臺(tái)PE-900×1 200型顎式破碎機(jī),單臺(tái)銘牌生產(chǎn)率288t/h,最大進(jìn)料粒徑≤700mm,排料口開度為115mm時(shí),其破碎曲線與設(shè)計(jì)要求過渡料級(jí)配曲線基本吻合。

篩分設(shè)備選擇兩臺(tái)YAH2460型篩,上層篩網(wǎng)孔直徑150mm、下層篩網(wǎng)孔直徑5mm,設(shè)計(jì)最大處理能力800t/h,預(yù)篩分樓將<5mm和>150mm的料棄除,由裝載機(jī)定時(shí)運(yùn)至渣場,5～150mm的成品料經(jīng)A2皮帶機(jī)運(yùn)至過渡料成品料堆。過渡料成品料堆設(shè)計(jì)底寬42m、堆高17m,存量9 000m3,可滿足工程7d的填筑用量。

粗碎采用RCDY-12型電磁除鐵器,確保無碎鐵件進(jìn)入下一級(jí)。

3.2 中碎和初篩分

在過渡料堆下部并排設(shè)2條寬2.60m、高2.50m、長25m的廊道。內(nèi)裝8臺(tái)GZG110-150型振動(dòng)給料機(jī)和兩條B1000膠帶機(jī),振動(dòng)給料機(jī)單機(jī)通過能力為320～450t/h,可保證初篩分樓進(jìn)料平穩(wěn)。

初篩分設(shè)備選擇兩臺(tái)YAH2148型圓篩,上層篩網(wǎng)孔直徑60mm、下層篩網(wǎng)孔直徑1.50mm,產(chǎn)品最大處理能力為600t/h。5～150mm的原料分別經(jīng)B1、B2膠帶機(jī)進(jìn)入1#、2#初分樓進(jìn)行初篩分后,大于60mm的破碎料進(jìn)入反擊式破碎機(jī)進(jìn)行破碎,破碎后經(jīng)閉路皮帶B3、B4返回B1、B2皮帶機(jī)重新進(jìn)行初篩分;小于1.50mm的料經(jīng)洗砂機(jī)處理后經(jīng)B7、B8皮帶機(jī)進(jìn)入反濾料堆,1.50～60mm的成品排水料經(jīng)B5、B6皮帶機(jī)運(yùn)至排水料成品料堆。排水料成品料堆設(shè)計(jì)底寬40m、堆高16m,存量6 800m3,可滿足系統(tǒng)7d的填筑用量。

在成品過渡料中60～150mm的料約占55%左右,考慮篩分效率和閉路循環(huán),經(jīng)初篩分進(jìn)入反擊破的料約為200t/h,反擊式破碎機(jī)型號(hào)PF-1315,設(shè)計(jì)處理能力為180～220t/h,可滿足破碎和粒徑要求。

3.3細(xì)碎和復(fù)篩分

排水料堆下部并排設(shè)2條寬2.60m、高2.50m、長20m的皮帶廊道。內(nèi)安裝6臺(tái)GZG100-130型振動(dòng)給料機(jī)和B800出料膠帶機(jī),振動(dòng)給料機(jī)單機(jī)通過能力為280～350t/h。

成品排水料中5～60mm的料約占60%左右,即進(jìn)入立軸破的料約為220t/h,選用立軸破碎機(jī)型號(hào)為PL9000,產(chǎn)品設(shè)計(jì)處理能力為180～250t/h,可滿足破碎和粒徑要求。

根據(jù)立軸破運(yùn)行要求,加裝2臺(tái)RCYB-8懸掛式永磁除鐵器,確保無碎鐵件進(jìn)入立軸破碎機(jī)。

復(fù)篩分設(shè)備選擇1臺(tái)YAH 2460和1臺(tái)3YAH2460型園篩, 1.50～60mm的原料分別經(jīng)B9、B10膠帶機(jī)進(jìn)入1#、2#立軸破進(jìn)行破碎,再分別經(jīng)B11、B12膠帶機(jī)進(jìn)入1#、2#復(fù)篩分樓進(jìn)行篩分。

細(xì)碎作為反濾料生產(chǎn)時(shí),篩網(wǎng)孔直徑均為5mm,此時(shí)篩分機(jī)處理能力200～300t/h。篩分后大于5mm的破碎料經(jīng)B13、B14進(jìn)入立軸破碎機(jī)進(jìn)行再次破碎,經(jīng)閉路循環(huán),小于5mm的料經(jīng)洗砂機(jī)處理后經(jīng)B15、 B16皮帶機(jī)進(jìn)入反濾料堆。

反濾成品料堆設(shè)計(jì)底寬40m、堆高16m,存量6 800m3,可滿足系統(tǒng)7d的填筑用量。

細(xì)碎作為級(jí)配混凝土骨料生產(chǎn)時(shí),將3YAH2460園篩篩網(wǎng)更換為31.50mm、12.50mm、3mm三層,此時(shí)篩分機(jī)處理能力400～450t/h。由B9輸送的原料先經(jīng)機(jī)頭漏斗進(jìn)入B11,直接進(jìn)入3YAH2148園篩進(jìn)行篩分,大于31.50mm的料再經(jīng)B13進(jìn)入立軸破進(jìn)行破碎,經(jīng)閉路循環(huán)篩分,31.50mm、12.50mm、3mm的成品料分別經(jīng)C1、C2、C3膠帶機(jī)進(jìn)入各自級(jí)配的料堆,級(jí)配料堆設(shè)計(jì)底寬23m、堆高10m,存量1 800m3,料堆之間砌筑漿砌石隔墻,總量可滿足系統(tǒng)90d的澆筑用量。

4系統(tǒng)平面布置

根據(jù)業(yè)主提供的場地,場地總面積約10萬m²,呈山坡形,山頂較平,可利用總高差約50m,東部有30kv的高壓供電線路,系統(tǒng)呈階梯式布置,實(shí)際布置面積約8.50萬m²,布置范圍不超過指定的區(qū)域;按工藝流程、設(shè)備尺寸、運(yùn)行要求、料堆容積及堆料高度、挖填平衡等綜合因素,確定各級(jí)臺(tái)階布置高程。

由于山頂較平緩,可利用面積較大,將1 000m3高位水池和毛料受料平臺(tái)布置在1 180m高程,粗碎車間布置在1 168.50m高程;預(yù)篩分布置在1 165.50m高程;過渡料堆布置在1 154.30m高程,底部布置兩條中碎廊道;中碎車間、初篩分及供電系統(tǒng)布置在1 150m高程;排水料堆布置在1 143.50m高程,底部布置兩條細(xì)碎廊道;細(xì)碎車間和復(fù)篩分布置在1 138m高程;澆筑骨料堆、反濾料堆及混凝土拌和站布置在1 130m高程;沉淀池布置在1 129m高程。

5系統(tǒng)運(yùn)行過程中的優(yōu)化

系統(tǒng)運(yùn)行過程中,發(fā)現(xiàn)對(duì)開采石料的利用率太低,在粗碎平臺(tái),棒條給料機(jī)的棒條間距為150mm,粒徑小于150mm的石料均掉落在棒條給料機(jī)底部,給清理帶來了很大難度,既費(fèi)時(shí)費(fèi)工、又不安全,棄掉可惜,最后經(jīng)過改造,在棒條給料機(jī)底部增設(shè)了溜槽,直接將粒徑小于150mm的石料通過溜槽輸送到顎式破碎機(jī)底部的A1膠帶機(jī)上;另外在預(yù)篩分系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將篩網(wǎng)上部粒徑大于150mm和二層篩網(wǎng)底部粒徑小于5mm的料棄除,在運(yùn)行過程中,也進(jìn)行了改造和利用。在一層篩網(wǎng)端頭增設(shè)了溜槽,在A2膠帶機(jī)上面用增加了3#顎式破碎機(jī)(250×400)。把通過1#、2#顎式破碎機(jī)破碎,頂層篩網(wǎng)上部粒徑仍大于150mm的石料通過溜槽送入3#顎式破碎機(jī)再次進(jìn)行破碎,然后進(jìn)入A2膠帶機(jī),輸送至過渡料堆。將粒徑小于5mm的棄料,通過實(shí)驗(yàn),征得業(yè)主、監(jiān)理的同意,部分用在了導(dǎo)流洞進(jìn)出口及交通洞的噴護(hù)混凝土,部分通過與其它料參合,用在大壩改線公路、業(yè)主營地道路的路基鋪筑中。

通過上述改造,將棒條給料機(jī)底部小于150mm的石料及篩網(wǎng)上部大于150mm的石料都得到了充分利用,同時(shí)將粒徑小于5mm的料得到了適當(dāng)?shù)睦?提高了開采石料的可利用率,節(jié)約了成本。