夾泥對人工砂石粗碎系統的影響及治理措施

田明明 崔濱濱

摘要：根據對人工砂石系統運行和技術改造工作的總結,筆者認為要從根本上解決灰巖中含泥對人工砂石系統運行的影響,必須從系統設計人手,在粗碎棒條給料機前增設一臺爐條篩,經過爐條篩篩分過的原料進入棒條給料機再進人系統,這樣就能夠最大限度地減少泥對人工砂石系統運行的影響。對原料進行適當的噴水,保持原料合適的濕度就可最大限度地減少系統加工過程中的揚塵。可以說這是一種解決人工砂石料干法生產系統揚塵的環保問題的最經濟和最簡單的方法。

關鍵詞：水電站；人工砂石；粗碎系統；影響；治理

1砂石系統生產能力和設備配置

云南金沙江中游阿海水電站新源溝人工砂石系統設計粗碎處理能力為1800t/h,成品料生產能力為1550t/h。按級配要求生產成品砂447t/h、水洗砂80t/h、小石372 t/h、中石372t/h、大石279t/h。

電站砂石系統配套的其他設備有: B=1400mm膠帶輸送機1條，B=1200mm膠帶輸送機5條，B=1000mm膠帶輸送機9條,B=800mm膠帶輸送機5條,B=650mm膠帶輸送機7條,反擊破共8臺，圓振篩共25臺 ，GZG1003振動給料機18臺,GZG703振動給料機12臺,RCDB-8(或RCDB-10)電磁除鐵器2臺。

電站砂石系統額定總功率為3796.8kW。

2夾泥對人工砂石系統的影響

2.1夾泥對粗碎系統的影響

由于自新源溝石巖料場中灰巖條帶的含泥量偏大,發包人擔心料場料源不足,故要求將有用條帶中所有開采的毛料全部通過初碎系統進行處理,因此含有大量夾泥的石料進入到砂石生產系統中。原料中的夾泥私結在棒條給料機的底板上,不僅使給料機長期處于最大激振力情況下工作,而且使給料機的給料過程產生緩沖作用,造成給料速度降,嚴重時給料效率下降50%（正常無泥時給料47t所用時間2分50秒～3分10秒,底板結泥嚴重時給料47t所用時問6分0秒～6分30秒）。另外,原料夾泥也易造成棒條給料機棒條之間的縫隙堵塞,使泥和細碎料均通過領式破碎機,加重破碎機的負擔,從而降低粗碎的處理能力。

原料中的片狀料容易直接通過破碎機的排礦口,較大尺寸的片狀料容易造成膠帶輸送機的轉料口嚴重堵塞,需人工進行清理,影響粗碎系統的有效利用時間,對初碎系統的處理能力造成嚴重影響,致使初碎系統生產效率極低。

2.2夾泥對中細碎車間以下篩分及制砂系統的影響

原料經粗碎后進進入半成品料堆,再經三篩水洗使制砂半成品原料含水率增大，由于石料夾泥過多，導致半成品石料表面無法完全沖洗于凈,造成立軸破碎機的破碎腔及篩分樓篩分機砂篩網易勒結堵塞,影響中細碎車間以下系統的有效利用時間。砂篩網約2小時需停機清理一次，清理約需20分鐘；立軸破制砂機破碎腔每兩天需清理一次,約3小時。

因石粉大量裹在中、小石骨料上,經篩分機過篩后的小骨料中砂的含量達20%以上,造成干砂的出砂率下降33%左右(原設計為447t/h,實際最大能力為403t/h,正常是377t/h,在連續降雨的狀態下生產能力只能達到330t/h)。

2.3人工砂石系統自有缺陷的影響

因盡量使用投標時原有設備,又因設備選到時對實際可能遇到的地質情況估計不足,造成人工砂石系統存在的自有缺陷也影響了系統的生產效率。

(1)國產反擊式破碎機(P500, 2*260kW)的基礎出礦口太小(上開口130mm，),破碎機動領側面漏下的細碎料匯集在動領后部,影響破碎機動領的運動,每班需清理一次,每次清理時間約1小時30分。

(2)1號篩分樓的2YKRH2160篩分機配置太小(應當配置2YKR2460比較合適),料流大時石料會從篩分機側板上面溢出,每班平均出現7次,每次需停止供料3分鐘讓篩分機中的料排出,從而影響粗碎系統的有效工作時間。

(3)粗碎系統的膠帶輸送機配置不合理,其主輸送皮帶均配置帶寬為1200mm、帶速1.6m/s的膠帶輸送機,由于3號皮帶結構的特殊性使得皮帶無法按規定要求張緊,1號、2號皮帶的料全部匯集到號皮帶，3號皮帶的料太滿造成拖不動打滑。每班影響粗碎系統運行時間20分鐘。

（4）石料經粗碎后運送到半成品料場之間的轉料日太多（4個）,從而造成轉料口的堵塞幾率加大,每班處理堵料時間約35分鐘。

3采取的治理措施

為解決灰巖原料中夾泥含量偏大給砂石系統生產帶來的影響,承包人制定了改進措施并對系統進行必要的技術改造,主要包括:

(1)在挖裝過程中增加廠一個工序,就是對毛料進行適當的篩選,保證運到粗碎進料口的石料中的含泥量不超過25%。在每次的有用料開采鉆爆作業完成后,將上層較“干凈”的毛料直接裝運至粗碎平臺進行粗碎生產下層一般含泥量偏大,采用反鏟挖掘機深翻后將較好的毛料進行裝運,并及時將下層挑選后含泥量太大的料裝運至棄渣場公路側工作面直接將含泥量較大的毛料進行翻渣處理,并于下方高程800m處道路內側邊坡對毛料進行揀集,揀集后及時將無用料裝運至棄渣場。

（2）對砂石粗碎系統進行技術改造。因灰巖有用料條帶中含有的巖溶及粉砂巖等無用料不是集中或有規律分布,無法在鉆爆后直接從開采工作面挖運至棄渣場,部分無用料只能隨著有用料一起挖運至砂石系統進行粗碎生產,故只能對砂石初碎系統進行改造來降低骨料的含泥量問題。

1）增加粗碎口的工作人員,及時清理棒條給料機底板上的結泥,提高棒條給料機的給料速度。

2）在粗碎領破出料端增加一條棄料皮帶,棄除經粗碎分離出的大部分泥等無用料。

3）保證在運行中反擊式破碎機的破碎腔中始終有三分之一以上的石料,同時適當調小破碎機的排礦口,從而減少片狀大塊料通過破碎機進人皮帶運輸系統轉料口的堵料幾率。

4）調整棒條給料機的傾角,調大。10～20以減少石料中含泥對棒條給料機給料速度的影響。

5）將國產反擊式破碎機（ P500, 2*260kW）的基礎出礦口擴大,擴大成上口為180mm、下口為90mm×90mm。保證反擊式破碎機動額側面漏下的細碎料自動進人膠帶輸送機上,消除集料。

（3）對篩分機、膠帶輸送機和轉料口等進行改造。將號篩分樓的篩分機傾角調大10～20,增加篩分機的過料能力,從而消除篩分機過料能力不足造成的擁堵問題。更換3號、4號、5號膠帶輸送機電動滾筒,將帶速從1.6m/s提高到2m/s,一方面保證輸送料的能力,另一方面也減少3號皮帶上料的重量,彌補了3號皮帶張緊力不足的缺陷,同時減少了單位截面的過料量。從而消除了3號皮帶由于張緊力不足打滑的問題,同時也減緩了轉料口堵塞的幾率,減少了堵料的處理時間。對轉料口的結構進行改造,使其過料更加順利,減少轉料口堵料的頻度。

（4）針對某電站在雨季降雨頻繁且雨量大,造成干砂的生產率急劇下降的問題,一方面加強系統的防雨遮蓋,另一方面在31號皮帶（3號篩分樓篩出的20mm粒徑以下的料和3號篩分樓擋回的中、小骨料匯集后進人制砂倉的皮帶)的過料筒處增設一臺67KW的電加熱烘干機(風機為37KW高風壓軸流風機,電加熱器功率30KW）對通過31號皮帶的料進行烘干,減少細碎料的含水量,從而減緩砂篩分機砂篩網的赫堵速度,提高干砂的出砂率。

4治理措施實施后的效果

對阿海水電站新源溝人工砂石系統通過以上治理措施及相應的技術改造后,棒條給料機的給料速度為平均4分50秒,給料47t,立軸式破碎機的集料現象消除,1號篩分樓篩分機的溢料現象消除,3號皮帶機的打滑現象基本消除只是幾個班中偶爾出現次,皮帶機轉料口堵料現象基本消除（一個班中平均出現2次,處理時間大約10分鐘),干砂的生產能力基本穩定在386t/h以上,砂篩網的清理間隔時間可延長到1小時20分鐘。

阿海水電站新源溝人工砂石系統經改進后雖然還達不到原設計的的處理能力,但通過合理有序組織施工生產,在施工高峰期采取加班、加大設備維修力度和成立專門的砂石生產協調小組(主要負責對日常生產)等辦法,砂石系統的日設計生產能力達到1466t的要求,基本滿足某水電站大壩工程混凝土澆筑的要求。經改進后的人工砂石系統,粗碎日有效工作約18小時,原料日處理量達34020t,按20%棄料量計算日生產半成品料達27216t,半成品料生產成品料的過程中按3%損耗計算,日生產成品料達26399.5t。

阿海水電站人工砂中的含泥量問題一直備受參建各方關注。經抽樣檢驗,干法生產的人工砂和水洗生產的人工砂含石粉量分別為18.6%和4%,經混合后人工砂石粉含量為15.6%左右，小于DL/T5144—2001《水工混凝土施工規范規定不大于18%的要求,均為合格,為工程解決一一大難題。

5結束語

人工砂石系統生產砂石料所用的原料為灰巖,現場實際開搶揭落情況與原地質資料不符,存在大量的溶性裂隙和溶巖,有用料的條帶中存在近四分之一含黃的夾層和溶洞巖層和溶洞中夾有大黃的秘土,因此開來原料中含有大童的夾泥,使得人工砂石系統的生產效率降低到設計能力的30%,同時對抗壓混凝土力學、變形性能和時久性能影響較大。作為本項目承包人的對料場開采和生產系統采取有針對性的治理措施,收到較好的效果。