德拉迪斯大壩項目人工砂石骨料系統設計

王亞波 陳艷梅

摘要:簡述了德拉迪斯大壩項目人工砂石骨料系統的設計生產能力、工藝流程、系統布置、設備選型以及在系統建成投產后的工藝改造。

關鍵詞:人工砂石骨料系統;級配料;過渡料;系統布置;設備選型

1概述

德拉迪斯大壩項目主要由擋水建筑物、取水建筑物、導流洞,交通設施等組成,其中擋水建筑物包括1個主壩、4個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。混凝土骨料的粒徑參照的是歐洲標準,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,系統設計應屬大型加工系統。如何在系統設計及設備選型上既能滿足整個大壩填筑的級配骨料,同時系統又能生產混凝土生產所需的級配骨料成為本系統設計的一個難點。

2系統設計生產能力計算

依據施工總進度計劃,大壩月平均填筑加工級配料(過渡料、排水料、反濾料)強度為5.22萬m3/月,高峰月填筑強度為8.30萬m3/月。按滿足反濾料月填筑6萬m3的生產要求進行系統設計。混凝土高峰月澆筑強度以2 300m3的生產要求進行設計。

①大壩填筑加工級配料月平均需要量

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系統月毛料處理能力

按照成品砂石料的生產要求,考慮加工、運輸等損耗,月毛料處理能力為:

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

③系統毛料小時處理量

Qhd=QmdK/350=557.40t/h

考慮適當加大設備的儲備系數,按照600t/h來進行工藝設計和設備選型。

3系統工藝流程及設備選型

系統工藝流程是系統生產過程在時間和空間上的組織形式,體現了生產過程的特征,對于每一項工藝設計都必須首先確定工藝流程。設計時應考慮技術上的先進性與可行性,同時還得考慮經濟上的合理性與運行上的可靠性。本系統工藝流程設計時,通過對系統設計生產能力的計算,現場地形的實地勘察、分析,經濟可行性等方面的綜合論證,最終確定系統采用三段式破碎,即粗碎開路、中碎和細碎采用與相應的篩分車間形成閉路循環生產的工藝流程。

3.1粗碎和預篩分

送料設備選擇2臺GZT1242棒條式給料機,最大送料能力300t/h,棒條間隙150mm。粗碎設備選擇2臺PE-900×1 200型顎式破碎機,單臺銘牌生產率288t/h,最大進料粒徑≤700mm,排料口開度為115mm時,其破碎曲線與設計要求過渡料級配曲線基本吻合。

篩分設備選擇兩臺YAH2460型篩,上層篩網孔直徑150mm、下層篩網孔直徑5mm,設計最大處理能力800t/h,預篩分樓將<5mm和>150mm的料棄除,由裝載機定時運至渣場,5～150mm的成品料經A2皮帶機運至過渡料成品料堆。過渡料成品料堆設計底寬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,確保無碎鐵件進入下一級。

3.2 中碎和初篩分

在過渡料堆下部并排設2條寬2.60m、高2.50m、長25m的廊道。內裝8臺GZG110-150型振動給料機和兩條B1000膠帶機,振動給料機單機通過能力為320～450t/h,可保證初篩分樓進料平穩。

初篩分設備選擇兩臺YAH2148型圓篩,上層篩網孔直徑60mm、下層篩網孔直徑1.50mm,產品最大處理能力為600t/h。5～150mm的原料分別經B1、B2膠帶機進入1#、2#初分樓進行初篩分后,大于60mm的破碎料進入反擊式破碎機進行破碎,破碎后經閉路皮帶B3、B4返回B1、B2皮帶機重新進行初篩分;小于1.50mm的料經洗砂機處理后經B7、B8皮帶機進入反濾料堆,1.50～60mm的成品排水料經B5、B6皮帶機運至排水料成品料堆。排水料成品料堆設計底寬40m、堆高16m,存量6 800m3,可滿足系統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,經初篩分進入反擊破的料約為200t/h,反擊式破碎機型號PF-1315,設計處理能力為180～220t/h,可滿足破碎和粒徑要求。

3.3細碎和復篩分

排水料堆下部并排設2條寬2.60m、高2.50m、長20m的皮帶廊道。內安裝6臺GZG100-130型振動給料機和B800出料膠帶機,振動給料機單機通過能力為280～350t/h。

成品排水料中5～60mm的料約占60%左右,即進入立軸破的料約為220t/h,選用立軸破碎機型號為PL9000,產品設計處理能力為180～250t/h,可滿足破碎和粒徑要求。

根據立軸破運行要求,加裝2臺RCYB-8懸掛式永磁除鐵器,確保無碎鐵件進入立軸破碎機。

復篩分設備選擇1臺YAH 2460和1臺3YAH2460型園篩, 1.50～60mm的原料分別經B9、B10膠帶機進入1#、2#立軸破進行破碎,再分別經B11、B12膠帶機進入1#、2#復篩分樓進行篩分。

細碎作為反濾料生產時,篩網孔直徑均為5mm,此時篩分機處理能力200～300t/h。篩分后大于5mm的破碎料經B13、B14進入立軸破碎機進行再次破碎,經閉路循環,小于5mm的料經洗砂機處理后經B15、 B16皮帶機進入反濾料堆。

反濾成品料堆設計底寬40m、堆高16m,存量6 800m3,可滿足系統7d的填筑用量。

細碎作為級配混凝土骨料生產時,將3YAH2460園篩篩網更換為31.50mm、12.50mm、3mm三層,此時篩分機處理能力400～450t/h。由B9輸送的原料先經機頭漏斗進入B11,直接進入3YAH2148園篩進行篩分,大于31.50mm的料再經B13進入立軸破進行破碎,經閉路循環篩分,31.50mm、12.50mm、3mm的成品料分別經C1、C2、C3膠帶機進入各自級配的料堆,級配料堆設計底寬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90d的澆筑用量。

4系統平面布置

根據業主提供的場地,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,系統呈階梯式布置,實際布置面積約8.50萬m²,布置范圍不超過指定的區域;按工藝流程、設備尺寸、運行要求、料堆容積及堆料高度、挖填平衡等綜合因素,確定各級臺階布置高程。

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布置在1 180m高程,粗碎車間布置在1 168.50m高程;預篩分布置在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,底部布置兩條細碎廊道;細碎車間和復篩分布置在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系統運行過程中的優化

系統運行過程中,發現對開采石料的利用率太低,在粗碎平臺,棒條給料機的棒條間距為150mm,粒徑小于150mm的石料均掉落在棒條給料機底部,給清理帶來了很大難度,既費時費工、又不安全,棄掉可惜,最后經過改造,在棒條給料機底部增設了溜槽,直接將粒徑小于150mm的石料通過溜槽輸送到顎式破碎機底部的A1膠帶機上;另外在預篩分系統設計時將篩網上部粒徑大于150mm和二層篩網底部粒徑小于5mm的料棄除,在運行過程中,也進行了改造和利用。在一層篩網端頭增設了溜槽,在A2膠帶機上面用增加了3#顎式破碎機(250×400)。把通過1#、2#顎式破碎機破碎,頂層篩網上部粒徑仍大于150mm的石料通過溜槽送入3#顎式破碎機再次進行破碎,然后進入A2膠帶機,輸送至過渡料堆。將粒徑小于5mm的棄料,通過實驗,征得業主、監理的同意,部分用在了導流洞進出口及交通洞的噴護混凝土,部分通過與其它料參合,用在大壩改線公路、業主營地道路的路基鋪筑中。

通過上述改造,將棒條給料機底部小于150mm的石料及篩網上部大于150mm的石料都得到了充分利用,同時將粒徑小于5mm的料得到了適當的利用,提高了開采石料的可利用率,節約了成本。