龍灘水電站麻村砂石加工系統(tǒng)介紹與技術(shù)改造

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　　1、工程概況

　　龍灘水電站麻村人工砂石加工系統(tǒng)（以下簡稱砂石系統(tǒng)）位于壩址右岸下游4km處，主要擔(dān)負龍灘水電站Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ標以及臨建工程約160萬m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務(wù)。按混凝土澆筑強度3萬m3/月計算，砂石系統(tǒng)生產(chǎn)處理能力為300t/h.根據(jù)混凝土使用骨料級配要求，砂石系統(tǒng)以生產(chǎn)二級配骨料為主，同時也能生產(chǎn)三級配骨料進行設(shè)計。成品料生產(chǎn)能力240t/h，其中人工砂（≤5mm）96t/h，小石（5-20mm）72t/h，中石（20-40mm）72t/h.砂石系統(tǒng)由麻村灰?guī)r砂石料場（含溜井）、料場進場公路、砂石加工系統(tǒng)（粗碎車間、超細碎車間（制砂）、成品料堆場）、給排水工程、廢水處理工程、供配電工程及輔助設(shè)施等組成。

　　2、 砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備配置情況

　　砂石加工系統(tǒng)由麻村灰?guī)r料場（含溜井）、粗碎車間、半成品堆場、預(yù)篩分與中碎車間、篩分車間、細碎（制砂）車間、成品料堆場組成。主要設(shè)備配置有1臺顎式破碎機、1臺反擊式破碎機、4臺振動篩、2臺立軸沖擊式破碎機（制砂）、1臺液壓旋回（圓錐）破碎機和30條膠帶機（原26條膠帶機，改造后增加4條）。砂石系統(tǒng)工藝流程見圖1（注：藍線部分為第一次技術(shù)改造項目、紅線部分為第二次技術(shù)改造項目）

　　2．1 毛料（半成品）生產(chǎn)系統(tǒng)

　　料場爆破小于700mm的石料用反鏟裝汽車運輸?shù)谷肓锞羶α蟼}，溜井下面布置有1臺FZC35型雙臺板振動放礦機，為汽車運輸裝車用；1臺BG1500*1700型縱板式放礦機，1臺PE900*1200型顎式破碎機?？v板式放礦機將石料供給顎式破碎機破碎成小于300mm的石料后由溜1#～溜3# 3臺膠帶輸送機（B=1000mm）運至粗碎車間受料斗，由B13—44—2V型棒條式振動給料機給料反擊式破碎機進行破碎，破碎后的骨料由1# 膠帶輸送機（B=1000mm）運往半成品料倉。小于30mm的碎石，若含泥量高于3%時，作廢料處理，由位于棒條式振動給料機底部的2# 膠帶輸送機運往棄料場，若含泥量低于3%時，則作為有用料從1# 膠帶機運往半成品料倉。其流程為（1）反鏟裝自卸汽車→溜井→雙臺板振動放礦機→自卸汽車運至粗碎車間受料（正常生產(chǎn)后已停用）。（2）反鏟裝自卸汽車→溜井→縱板式放礦機→顎式破碎機→溜1#～溜3# （3臺總長為563m）膠帶輸送機運至粗碎車間受料斗→棒條式振動給料機→NP1313反擊式破碎機 →1# 膠帶機→半成品料倉。使用膠帶機輸送，因輸送機具有運行經(jīng)濟，輸送速度快且給料均勻，有利于反擊式破碎機的破碎和運行。

　　圖1   工藝流程圖

　　半成品料倉總?cè)莘e約15000m3其中活容積約8000m3 ，可滿足生產(chǎn)高峰期3天的用料量，料倉下面設(shè)為3.5m寬×3.0m高廊道，配置5臺GZG1003型自同步振動給料機和3臺手動弧門，半成品料由給料機或手動弧門供給3# 膠帶機→4# 膠帶機運往預(yù)篩分中細碎車間。粗碎車間設(shè)計處理能力300t/h .

　　2．2成品料生產(chǎn)系統(tǒng)

　　2.2.1  預(yù)篩分與中碎車間

　　正常生產(chǎn)時，只能開2臺振動給料機向3# 膠帶機卸料，經(jīng)4# 膠帶機輸送至預(yù)篩分4# 振動篩（3CVB2050型三層篩網(wǎng)圓振動篩）進行沖洗篩分，將半成品料分為大于80mm、40~80mm、3.5~40mm三級粗骨料和小于3.5mm的細骨料（人工砂），生產(chǎn)三級骨料時，40~80mm骨料由6# 膠帶機輸送至成品料堆場大石倉儲存；3.5~40mm和小于3.5mm骨料由7# 膠帶機→8# 膠帶機→9# 膠帶機（卸料小車）送入調(diào)節(jié)料倉；大于80mm的骨料和40~80mm骨料（視級配需要，生產(chǎn)二級骨料時或成品料堆場大石倉堆滿時）經(jīng)溜槽進入鋼制料斗，經(jīng)GZG1003型自同步振動給料機送入GP200SES型液壓旋回（圓錐）破碎機破碎后由5# 膠帶機→4# 膠帶機返回預(yù)篩分4# 振動篩篩分，形成閉路循環(huán)生產(chǎn)。預(yù)篩分中碎車間設(shè)備處理能力為450t/h.

　　2.2.2  篩分車間

　　篩分車間由1個350m3的調(diào)節(jié)料倉和篩分樓組成，調(diào)節(jié)料下底配置有3臺GZG1003型自同步振動給料機，篩分樓布置有3臺3CVB2050型圓振動篩，調(diào)節(jié)料倉骨料經(jīng)膠帶機（10#~12#）送入振動篩（1#~3#）沖洗篩分成20~40mm 、 5~20mm、2.5~5mm和小于2.5mm細骨料，其中20~40mm骨料經(jīng)15# 膠帶機→26# 膠帶機輸送至成品堆場中石倉，5~20mm骨料經(jīng)14# 膠帶機→25# 膠帶機輸送至成品堆場小石倉，2.5~5mm細骨料經(jīng)13# 膠帶機→16# 膠帶機送入細碎車間中轉(zhuǎn)料倉，用于生產(chǎn)人工砂。也可根據(jù)生產(chǎn)需要，將20~40mm、5~20mm的骨料部分或全部經(jīng)16# 膠帶機輸送至細碎車間中轉(zhuǎn)料倉（容積為175m3）進行閉路生產(chǎn)人工砂。小于2.5mm的細骨料經(jīng)CN—250型砂水濃縮器（1~3#）進入WCD—914型螺旋洗砂機混合洗砂后再經(jīng)ZKR1022型直線振動脫水篩（1~3#）脫水后由22# 、23#、24# 膠帶機（卸料小車）輸送至成品堆場。篩分車間設(shè)備處理能力為510t/h.

　　2.2.3  細碎車間

　　細碎（制砂）車間設(shè)備配置有GZG1003型自同步振動給料機2臺和手動弧形閘門4臺，巴馬克B7100SD立軸沖擊式破碎機1臺，VI300型立軸沖擊式破碎機1臺，其工藝流程為中轉(zhuǎn)料倉下設(shè)振動給料機（弧形門）→17# 膠帶機→巴馬克B7100破碎機；18# 膠帶機→VI300破碎機，兩臺機可同時運行或單機運行，破碎后的骨料經(jīng)19# 膠帶機→20# 膠帶機→21# 膠帶機→8# 膠帶機→9# 膠帶機返回篩分車間調(diào)節(jié)料倉進行閉路生產(chǎn)。設(shè)備處理能力為230t/h.

　　2.2.4加工系統(tǒng)主要設(shè)備配置

　　表1    砂石加工系統(tǒng)設(shè)備配置表

　　車間設(shè) 備 名 稱型   號   規(guī)   格臺數(shù)單機生產(chǎn)能力t/h生   產(chǎn)   廠   家

　　溜井

　　及半

　　成品

　　粗碎

　　車間雙臺板振動放礦機FZC-3.5/1.5*2-7.5*2 1

　　江蘇海神振動輸送公司

　　板式放礦機BG1500*7000型1

　　廣西局六處制作

　　鄂式破碎機PE900*1200型1 300上海多靈沃森公司

　　膠帶輸送機溜1~3# B=1000/563m 3

　　山東兗州煤礦機械廠

　　棒條式振動給料機B13-44-2V 1 550諾德伯格公司

　　反擊式破碎機NP1313 1 300諾德伯格公司

　　篩泥機TK-13-20-3V289-434 1

　　諾德伯格公司

　　除鐵裝置RCBD-10 1

　　江蘇鎮(zhèn)江電器廠

　　膠帶輸送機 （1#）

　　B=1000/45m 1

　　衡陽輸送機總廠

　　膠帶輸送機 （2#）

　　B=650/50m 1

　　衡陽輸送機總廠

　　預(yù)篩

　　分中

　　細碎

　　車間自同步振動給料機GZG1003 5+1 150江蘇海神振動輸送公司

　　三層篩網(wǎng)圓振動篩CVB2050  80/40/3.5 1 500諾德伯格公司

　　液壓旋回破碎機GP200SEC 1 200諾德伯格公司

　　膠帶輸送3489 B=1000/122.5m 4

　　衡陽輸送機總廠

　　膠帶輸送機 57# B=800/122m 2

　　衡陽輸送機總廠

　　膠帶輸送機  6# B=650/62.5m 1

　　衡陽輸送機總廠

　　篩分

　　細碎

　　車間自同步振動給料機GZG1003 5 150江蘇海神振動輸送公司

　　三層篩網(wǎng)圓振動篩CVB2050  20/5/2.5 3 500諾德伯格公司

　　砂水濃縮器CN-250 3

　　南昌礦山機械廠

　　螺旋洗砂機WCD-914 3

　　南昌礦山機械廠

　　直線振動脫水篩ZKR10*22 3

　　南昌礦山機械廠

　　立軸沖擊式破碎機VI300 1 225諾德伯格公司

　　巴馬克立軸破碎機B7100SD 1 150斯維達拉公司

　　膠帶輸送機B=800/101m 4

　　衡陽輸送機總廠

　　膠帶輸送機B=650/395m 13

　　衡陽輸送機總廠

　　3、系統(tǒng)生產(chǎn)運行情況

　　砂石系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)運行，證明設(shè)備運行可靠，5mm以上粗骨料質(zhì)量穩(wěn)定，唯有人工砂細度模數(shù)偏大。因系統(tǒng)加工工藝粗碎采用開路，中碎與預(yù)篩分構(gòu)成閉路，細碎與篩分構(gòu)成閉路特點，骨料生產(chǎn)級配可隨意調(diào)整?？筛鶕?jù)各級骨料需用量的多少進行生產(chǎn)，亦可根據(jù)各級成品料堆滿情況安排生產(chǎn)，如各級骨料均已滿倉時，可將40mm以下骨料全部用于生產(chǎn)人工砂，以滿足骨料用戶需要和堆場儲備需要。由于中碎與預(yù)篩分構(gòu)成閉路，使預(yù)篩分4# 振動篩下層篩網(wǎng)過負荷運行， 經(jīng)常出現(xiàn)下層篩橫梁、縱梁斷裂和篩網(wǎng)破損等故障而停機，并限制了半成品給料機的給料量，制約了系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。

　　考慮龍灘電站工程對砂石料的總體需要，砂石系統(tǒng)作為大壩混凝土施工所需砂石料的補充料源和鑒于龍灘水電站提前發(fā)電的需要，滿足龍灘工程混凝土澆筑高峰期所需砂石料，對麻村砂石加工系統(tǒng)存在的問題進行改造。

　　4、存在的問題與改造措施

　　4.1存在問題與處理措施

　　（1）根據(jù)龍灘工程噴錨支護工程量大的特點，系統(tǒng)需增加噴錨生產(chǎn)5~10mm骨料。改造需將16#膠帶機抬高并延長（原膠帶機傾角為8o，膠帶長23.03m，現(xiàn)膠帶機傾角為13o，膠帶長為26.31m.），并在機頭處增設(shè)2YA1524篩分機1臺，增加膠帶機3臺（技改1~3#）。

　?。?）粗碎車間棒條式給料機將小于30mm的碎石都棄掉，十分可惜，特別是經(jīng)過PE900×1200型鄂式破碎機破碎后的來料，棄之更不合理。建議取消了粗碎車間棒條式給料機給料，將2# 膠帶機拆除，改用溜槽直接進入反擊式破碎機，以提高系統(tǒng)生產(chǎn)能力和小石及砂的含量。

　?。?）采用立軸式破碎機制砂，細度模數(shù)偏大（最低為2.83），比設(shè)計要求的2.6~2.8稍大，且不穩(wěn)定 .建議增加1臺棒磨機及1臺洗砂機配合制砂調(diào)節(jié)細度模數(shù)，將篩分系統(tǒng)1~3# 振動篩底層篩網(wǎng)上面2.5~5mm骨料送入棒磨機進行制砂。既提高了人工砂的產(chǎn)量，又使細度模數(shù)符合設(shè)計要求。

　?。?）預(yù)篩分中碎車間生產(chǎn)工藝設(shè)計為閉路生產(chǎn)，即經(jīng)中碎破碎后的骨料全部返回預(yù)篩分進行閉路循環(huán)，限制了半成品給料機的給料量，且增加了該篩分機的負荷，經(jīng)中碎破碎機的排料大部分是<40mm骨料壓在預(yù)篩分下層篩網(wǎng)上（造成下層篩網(wǎng)超負荷），導(dǎo)致下層篩橫梁、縱梁及篩網(wǎng)頻繁出現(xiàn)斷裂和破損現(xiàn)象，嚴重影響系統(tǒng)的正常運行，雖對該振動篩進行幾次改造（原橫梁為方型鋼結(jié)構(gòu)，已全部斷裂，受橫梁斷面尺寸限制，只能用ф95無縫鋼管制作更換，更換后繼續(xù)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象），仍難從根本上解決此問題且制約系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。采取改造措施1更換預(yù)篩分4# 振動篩為3YKR2052型國產(chǎn)圓振動篩。2在5# 膠帶機機頭部增設(shè)1臺Y1542型振動篩（將經(jīng)過GP200SES液壓旋回破碎機破碎后的骨料進行篩分處理，大于40mm骨料返回預(yù)篩分，小于40mm骨料經(jīng)新增加30# 膠帶輸送機→20# →21# 膠帶機→8# →9# 膠帶輸送機輸送至篩分調(diào)節(jié)料倉。使中碎與預(yù)篩分形成半開路生產(chǎn)，可減少預(yù)篩分4# 振動篩的過負荷量，提高了系統(tǒng)生產(chǎn)能力。

　?。?）預(yù)篩分車間原設(shè)計不作沖洗，40～80mm骨料可進入成品倉使用。粗碎車間不灑水時，破碎粉塵很大，灑水破碎后不加沖洗，含泥量嚴重超標，不能使用，故增設(shè)水沖洗。為滿足環(huán)境保護、回收利用廢水及細砂回收要求，預(yù)篩分4# 振動篩增設(shè)水沖洗工序和廢水排放管道及細砂回收設(shè)備（螺旋洗砂機、直線振動脫水篩）。將小于3.5mm的細骨料和廢水經(jīng)排水管道輸入3# 螺旋洗砂機進行脫水，使大于0.15mm砂粒沉入槽底由螺旋輸送到卸料口排出，經(jīng)ZKR1237型直線振動篩沖洗脫水后送入22# →23# →24# 膠帶機（卸料小車）至成品砂堆場。小于0.15mm的細砂隨漿水溢流堰排出，經(jīng)細砂（石粉）回收裝置襯膠旋流器回收，再將廢水排放至污水處理系統(tǒng)。

　?。?）篩分系統(tǒng)1~3# 振動篩中層篩網(wǎng)5×5mm孔徑過小，致使小石（5~20mm）遜徑含量偏高。更換6×6mm孔徑篩網(wǎng)，增加小石過篩率，減少遜徑含量。篩分下的2.5~5mm細骨料一部分可送入棒磨機制砂，一部分送入細碎車間調(diào)節(jié)料倉用于立軸式破碎機制砂。

　?。?）由于大壩混凝土需要，常態(tài)砂石粉含量須達到12%～16%，而原細砂（石粉）回收鏈板式刮砂機沉砂池設(shè)計不合理，沉砂池設(shè)計太深且坡度太陡，系統(tǒng)停機時刮砂機還需延長近兩個小時的運行時間（因沉砂和泥漿經(jīng)沉淀后易板結(jié)，使刮砂機的刮板被埋沒），否則再次起動時刮砂機無法起動。因刮砂機脫水坡度太陡，使刮起的細砂（石粉）流失，不利于細砂（石粉）回收，且回收的細砂因制砂設(shè)備停止生產(chǎn)而無法摻勻，故停止運行。僅用襯膠水力旋流器進行細砂回收，不能滿足要求。故對細砂（石粉）回收裝置鏈板式刮砂機進行改造，以增加人工砂的石粉含量。改造方法如下：1將預(yù)篩分4# 篩分機廢水排放管道與棒磨機及篩分系統(tǒng)廢水回收排放分開。4# 篩分機廢水經(jīng)襯膠水力旋流器回收裝置回收后排放（因廢水含泥量偏高），棒磨機及篩分系統(tǒng)廢水（石粉含量較高）經(jīng)沉砂池鏈板式刮砂機回收后排放。2將鏈板式刮砂機沉砂池抬高并將脫水坡度進行改造。以有利于脫水而不致于細砂（石粉）流失為最佳并增加鏈板，坡度延長至23# 膠帶機機尾（拆除原有的直線振動脫水篩）。并將鏈板式刮砂機沉砂池底部打一排水孔，用管道引至廢水處理系統(tǒng)排放。系統(tǒng)開機前將管道閘門關(guān)閉，待沉砂池水位到一定位置后，啟動刮砂機運行，進行細砂（石粉）回收。系統(tǒng)停機時，將管道閘門打開，把池子內(nèi)廢水排空，有利于刮砂機運行?；厥盏募毶爸苯舆M入23# 膠帶機→24#膠帶機送至成品砂堆場。

　?。?）成品砂堆場因地原設(shè)計無防雨棚，遇雨天砂含水量超標，故在成品砂堆場增設(shè)遮雨棚，雨棚按堆場隔墻分跨，每跨29m，共3跨，總長為87m、寬32m、高17m，采用鋼管立柱、輕型鋼結(jié)構(gòu)棚架、瓦楞鐵棚面

　?。?）粗碎車間皮帶運輸洞洞口地處山凹沖溝段，洞口兩側(cè)山坡為較厚的風(fēng)化地表腐植土，經(jīng)雨水沖刷后極易形成泥石流將溜2#膠帶機填埋，每年雨季均受到山凹沖溝內(nèi)泥石流的填埋。洞口上側(cè)為懸崖峭壁，采石場的爆破（滾石或飛石）嚴重威脅皮帶運輸洞口段的溜2# 膠帶機的安全運行，曾遭到兩次砸壞膠帶機支架的嚴重事故。建議將皮帶運輸洞延長40m左右，避開山凹沖溝及山體滾石、飛石的危險區(qū)域，確保溜2# 膠帶機的正常運行。為保證砂石系統(tǒng)溜2# 膠帶機的安全運行，防止山頂滾石和大雨形成的泥石流危及溜2# 膠帶機，需對溜2# 膠帶機運輸洞出口段（長40~45m）進行防護。

　　4.2改造結(jié)果與兩次改造增加的設(shè)備（見表2）

　　砂石系統(tǒng)經(jīng)改造后，系統(tǒng)生產(chǎn)能力有較大提高，砂石料生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定且環(huán)境污染也得到較大改善。原系統(tǒng)按混凝土澆筑強度3萬m3/月設(shè)計，改造后以2005年4月份為例，系統(tǒng)生產(chǎn)砂石（銷售量）為114763t，運行352h，平均生產(chǎn)能力達326t/h，較系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)能力240t/h提高35.8%，證明系統(tǒng)改造成效顯著。

　　表2　　　系統(tǒng)改造增加設(shè)備表

　　序號設(shè)備名稱規(guī)　格　型　號數(shù)量t/h生   產(chǎn)   廠   家

　　1棒磨機MBZ2100*3600 1 40昆明重型機械設(shè)備廠

　　2洗砂機FC1200 1

　　南昌礦山機械廠

　　3脫水篩ZKR 1237 1

　　南寧重型機械設(shè)備廠

　　4膠帶機B=600 1

　　衡陽輸送機總廠

　　5膠帶機B=800 3

　　衡陽輸送機總廠

　　以上設(shè)備為第一次改造增加

　　6振動篩Y1542型1

　　南昌礦山機械廠

　　7振動篩3YKR2052型1

　　南昌礦山機械廠

　　8 30#膠帶機B=800/40m 1

　　衡陽輸送機總廠

　　以上設(shè)備為第二次改造增加

　　5、結(jié)束語

　　改造后的砂石加工系統(tǒng)在滿足龍灘電站Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ標及臨建工程所需混凝土骨料的生產(chǎn)任務(wù)外，同時還可對 Ⅲ標大壩混凝土澆筑所需骨料進行生產(chǎn)補充。砂石加工系統(tǒng)改造是在邊生產(chǎn)運行邊改造的情況下逐步進行的，完成的所有改造項目均達到預(yù)期的目的，該實踐探索可為其它砂石系統(tǒng)的改進提供借鑒，也可供砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)同行進行參考。