布維水電站砂石加工系統設計分析

摘 要：筆者以加納布維水電站工程為例，較為詳細的介紹了人工砂石的工藝流程、設備配置、料倉及成品供料以及砂石加工工藝特點。可供相關專業技術人員參考。

關鍵詞：水電站；砂石加工；工藝流程

1 工程概述

布維水電站位于加納西部黑沃爾特河上，黑沃爾特河為科特迪瓦和布基拉法索與加納的邊境河流，發源于布基拉法索。布維水電站主壩為碾壓混凝土大壩，最大壩高110m，混凝土總量約110萬立方米，其中碾壓混凝土約90萬立方米。布維水電站大壩大體積混凝土以三級配C15碾壓混凝土為主，常態混凝土基本上為結構部位混凝土。

根據施工控制性進度安排，按混凝土高峰時段澆筑強度12萬立方米/月計算，確定砂石系統設計處理能力900t/h，設計生產能力762t/h，本系統生產規模就是依此設計的。混凝土澆筑高峰期，砂石系統可短期內按三班制組織生產。

2 砂石加工系統

2.1 主要設備選型與配置

2.1.1 粗碎。根據粗碎車間處理量為900t/h的要求，由于采場爆破后的物料中粒徑小于150mm的石料占有約23%，這部分石料可直接通過給料機，故破碎機的實際需求處理量為693t/h，粗碎選用兩臺美卓C125鄂式破碎機（單機處理能力為410t/h）。

2.1.2 中細碎。本系統中碎車間處理量為492t/h，選用兩臺美卓GP300S型圓錐破碎機，GP300S破碎機單機處理能力約為400t/h（E=40mm），該設備負載率為61.49%，細碎車間處理量為129t/h，選用一臺美卓GP300MF型圓錐破碎機，GP300MF破碎機單機處理能力約為200t/h（E=16mm），該設備負載率為64.79%。完全滿足設計規范要求。

2.1.3 制砂設備。超細碎車間處理量為741t/h，選用三臺B9100沖擊式破碎機，設備單機通過能力為385t/h左右，該設備性能優越，產品粒形好，并且成功應用于三峽下岸溪砂石系統。

棒磨車間處理量為72t/h，選用兩臺MBZ2136棒磨機，該設備曾被廣泛應用，且砂產品質量好。

2.1.4 篩分與脫水設備。第一篩分選用兩臺2YKR3060振動篩，第二篩分選用兩臺2YKR2460圓振篩，第三篩分選用三臺2168V高頻振動篩；成品砂脫水選用ZSJ1233直線篩，單機處理能力為40～60t/h；分別在14#，24#，25#膠帶機機尾各安裝1臺ZKR1445直線篩用于清洗進倉前的大石、中石、小石；各骨料沖洗水、棒磨車間螺旋分級機分級脫水后流失的石粉經排水溝流入沉淀池，然后經由一臺ZX-200B黑旋風回收后經42#膠帶機輸送到成品料倉，該方法在多個工地得到成功應用。

2.2 砂石加工工藝流程

2.2.1 工藝流程

（1）破碎，采用粗碎→中細碎→細碎→立軸式超細碎和棒磨機制砂的工藝流程。（2）篩分，采用一次篩分，二次篩分和三次篩分。（3）粗碎開路；一次篩分與中碎GP300S破碎閉路，二次篩分開路，三次篩分與超細碎閉路。

2.2.2 工藝流程過程

根據工藝要求，本砂石加工系統共由粗碎、第一篩分、中碎、細碎、第二篩分、超細碎、第三篩分車間、棒磨機、細砂回收等車間組成。具體流程過程如下：采場毛料經自卸汽車運輸進入粗碎車間，粗碎設受料坑，下部設有兩臺GZZ1660G型棒條式振動給料機，兩臺C125顎式破碎機。破碎機加工后的粒徑小于250mm的物料連同給料機篩下的小于150mm的物料，經膠帶機輸送至半成品料倉堆存。

第一篩分車間并排設置兩臺2YKR3060型圓振篩，篩孔尺寸分別為80×80mm、40×40mm，經篩分分級后，大石由膠帶機輸送到成品料倉，大于80mm的塊石進入中碎料倉，滿足入倉需要后多出的大石進入細碎車間破碎。第一次篩分后小于40mm的石料由膠帶機送入第二篩分調節料倉。

中碎車間布置兩臺GP300S型圓錐破碎機，細碎車間布置有一臺GP300MF型圓錐破碎機，中碎破碎后的物料返回半成品料倉，細碎后的物料經膠帶機送入第二篩分調節料倉。

第二篩分車間共布置三臺3YKR2460型圓振篩，篩孔尺寸分別為20×20mm、5×5mm、3×3mm。篩分后滿足砼用量要求的5-20mm物料經膠帶機進入成品料倉；20-40mm的物料經膠帶機進入成品料倉；滿足進倉需要后多余的米石和中石經膠帶機運往調節料倉再進入超細碎料倉或棒磨料倉，再進行破碎；3-5mm粗砂用于調節成品砂的細度，即可經膠帶機送入制砂料倉，又可進入成品砂倉；小于3mm的砂由膠帶機進入成品砂倉。

超細碎車間布置有三臺B9100破碎機，調節料倉的物料經給料機進入立軸式破碎機破碎，破碎后的產品經膠帶機進入三篩料倉。

第三篩分車間共布置三臺2168V高頻振動篩，篩孔尺寸分別為5×5mm、3×3mm。篩分后5-20mm物料經膠帶機返回超細碎料倉， 3-5mm的粗砂部分一部進倉，另一部分進棒磨料倉。小于3mm的砂經膠帶機送入成品砂倉。

棒磨車間共布置有兩臺MBZ2136型棒磨機，棒磨料倉的物料經膠帶機進入制砂車間進行制砂，經分級脫水后的成品砂經膠帶機輸送至成品砂倉。

2.3 料倉及成品供料

2.3.1 料倉。為滿足混凝土澆筑強度和系統生產連續性要求，系統內分別布置了半成品料倉、篩分、制砂原料倉和成品料倉。

成品骨料碎石堆場總容積47620立方米，可滿足生產高峰期5天的需要量。其中：骨料倉三個，分別存放大石、中石、米石，容積均為15873立方米，砂倉容積為59370立方米。

成品砂倉設防雨棚，料倉采用混凝土底板，并在底板上設排水盲溝和集水溝，以保證成品砂含水率穩定。在大石倉設有緩降器，其最大落差均小于3.00m，防止碎石骨料發生再次破碎，以確保成品碎石遜徑含量不超標。

2.3.2 砂石成品供料。成品料倉下設廊道2個，可向拌和樓輸送三種不同的碎石和或成品砂，以確保供料的可靠性。

2.3.3 砂石生產及成品計量。在45#、46#膠帶機上設置了電子皮帶秤，對輸送至拌和樓的成品料進行計量。

2.4工藝特點

（1）砂石加工系統關鍵設備采用技術領先、質量可靠、單機生產能力大的國外先進設備，且負載率比較低，保證了系統運行的可靠性和運行調度的靈活性。（2）改變以往同類工程中篩分集中布置的方式，本系統所有篩分車間單層布置，建筑結構簡單，基礎易于處理，可適應本系統基礎承載力差的不利因素。（3）砂石生產采用了較為先進的工藝流程，即粗碎開路，中碎與第一篩分閉路生產，B9100制砂和第三篩分構成閉路并與棒磨機一道生產人工砂。該流程能靈活調整砂石生產級配，使之與混凝土需用級配相適應。（4）成品倉按砂石料品種分倉堆存。成品碎石倉粒徑大于40mm設緩降器，防止骨料的再次破碎，保證產品質量。成品砂倉設防雨棚，防止降雨對成品砂含水量的影響。（5）本系統按滿足高峰月澆筑混凝土12萬立方米，毛料處理量為900t/h設計。在設備選型和配置時，考慮了本工程高峰時段的持續性，每個車間配置設備的生產能力均有節余；另外，系統設計計算按二班考慮，還具備一班生產的余地，因此本系統在高峰月實際產量比設計產量大。

3 結束語

整個系統設備配置簡潔有效，設備工作穩定可靠，性價比高，能耗少，有效降低了工程成本。在整個人工砂石料加工系統設計中，我們除了考慮混凝土澆筑強度外，還考慮成品料的技術要求以及料源條件，采用最新而且成熟的工藝，做到了優化工藝流程和設備配置，為加納布維水電站工程順利進行作出了較大的貢獻。

參考文獻

[1]SDJ338-89.水利水電工程施工組織設計規范[S].

[2]DL/T5089-1999.水利水電工程砂石加工系統設計導則[S].

作者簡介：劉曉準（1984-），男，漢族，河南許昌人，本科學歷，助理工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。