西霞院砂石加工系統工藝設計淺析

趙毅忠

摘 要： 骨料生產是每一個水電站及建筑行業里不可或缺的一項生產任務，骨料加工系統的工藝設計與平面布置是該項工程的重點技術書工作之一。

關鍵詞： 工藝流程；破碎；篩分

西霞院砂石系統為天然砂石料加工系統，料源堡子灘料場>150mm礫石僅占11%左右，根據料場天然級配的分布及工程需要，采用棄料與破碎相結合的生產工藝最為經濟合理。設計將>150mm料棄除，作為工程漿砌石料源。破碎設備的進料粒度控制在150mm以下，對于<150mm的原料全部利用，并選擇合適的破碎機和合理的生產工藝使砂石骨料的生產與需求相平衡。

系統采用工業控制微機加PLC可編程控制模式，提高系統的機械自動化程度，降低工人勞動強度，提高加工效率。

西霞院砂石生產系統生產能力為500t/h，即可滿足混凝土骨料及壩體反濾料施工需要。該系統共需生產砂石骨料207.9萬t。其中，大石19.93萬t，中石52.53萬t，小石73.14萬t，人工砂37.4萬t，天然砂24.9萬t，反濾料24.4萬t。

工藝流程設計

砂石料加工系統由受料坑、預篩分、中碎、混合料堆、主篩分、細碎、破碎制砂、成品料堆場等組成。

毛料用45t自卸汽車運輸至受料站后，粒徑大于150mm的超徑石由篦條篩篦除作為棄料，用做工程漿砌石料源。粒徑小于150mm的砂礫石經預篩分將80～150mm的骨料分離出來進行中碎，中碎后的物料送回預篩分車間構成閉路循環，保證進入混合料堆的粒徑小于80mm；混合料堆內的混合料經廊道皮帶機送入主篩分進行篩洗、分級，用皮帶機送至成品料堆料場堆存；砂水混合物經寬堰式分級機分離后用皮帶機堆存；將20～80mm的多余骨料送入細碎，細碎后的混合料返回主篩分，構成閉路循環；將部分5～20mm的骨料送入棒磨制砂設備進行制砂，出料經螺旋洗砂機脫水后由皮帶機送至成品料堆場堆存；篩洗后的污水匯集至集水坑，由渣漿泵通過DN500鋼管排至沉淀池，經沉淀凈化后排入過渡水池，最后進入清水池進行循環利用。

工藝流程特點

⑴大于150mm的骨料用篦子篩棄掉。

⑵本設計中，有兩個閉合回路，一是中碎與預篩分之間80～150mm的骨料，經過中碎后形成閉合；二是經主篩分后20～80mm的多余骨料經細碎補充5～20mm骨料的不足形成閉合。

⑶本設計中，天然砂及人工砂均采用自然脫水法，分別堆存，以便根據工程質量要求進行合理配置，首先把整個成品料堆作為暫存料堆（以7天的貯量計算），在成品生產堆存中把砂堆分為三個料堆I、II、III（儲量適當增大），I號堆料，II號脫水，Ⅲ號使用，三個料堆輪流堆料、脫水、使用，起到自然脫水的目的，減少砂的脫水設備，減少投資。

⑷篩分樓采用集中布置，受料站布置于EL132平臺，預篩分車間、中碎車間、混合料堆、主篩分樓、細碎車間、制砂車間及成品料堆場按生產流程布置于EL125場地，各車間之間通過皮帶機相連接。

各分項系統工藝設計

受料系統：可利用篦子篩將45t自卸汽車運來的毛料中的大于150mm的物料棄除。受料坑容積120m3，處理能力730t/h。受料坑為鋼筋混凝土結構，兩側為重力式漿砌石擋土墻；回車平臺為土和砂卵石回填碾壓形成，引道坡度不大于8%。

預篩分系統：將150～80mm的物料經預篩分分離進行中碎，使之成為<80mm的物料，進入混合料堆堆存。預篩分系統選用一臺UTV556振動篩，處理能力670t/h。

中碎系統：將150～80mm的物料破碎成<80mm的混合料進入預篩分系統進行檢查篩分，構成閉路循環。中碎系統選用1臺PYH-3C圓錐破碎機（1臺HIGYR1100NF型旋回破碎機備用），處理能力170t/h。

混合料堆：包括堆料場和地下廊道。0～80mm混合料經地下廊道的皮帶機送入主篩樓進行分級篩分。混合料堆容積12000m3。

主篩分系統：選用4臺UTV558圓振動篩進行篩分，將40～80mm、20～40mm、5～20mm骨料送入成品料場堆存，并將20～80mm的多余料送入細碎，將部分20～5mm骨料送入制砂設備進行制砂；<5mm的水砂混合物進入洗砂系統進行分級。主篩分系統處理能力716t/h。

細碎系統：選用2臺PYHD-3C短頭圓錐破。經細碎的物料送入8#皮帶機，和主篩分系統形成閉路生產。系統處理能力為130t/h。

洗砂系統：選用2臺YF-φ3000水力分級機配合2臺KFG-15寬堰式螺旋分級機，將<5mm的砂水混合物進行分級，由皮帶機進行堆存。洗砂系統處理能力95t/h。

制砂系統：選用2臺MB-2136型棒磨機進行人工制砂，利用招標文件提供設備1臺1200FS螺旋洗砂機進行分級，用皮帶機進行堆存。制砂系統處理能力120t/h。

砂石料堆場工藝設計

按工藝布置，本系統砂石料堆場分為半成品料堆場、成品料堆場。半成品料堆場設計為自然堆料；成品料堆場間設置隔料墻。

砂石料堆場中的主要構筑物有廊道、隔料墻、皮帶機。

成品料各料倉間設隔料墻，隔料墻高2.5m。

中石、小石、大石設置裝車廊道，共計三條，每條廊道長23m。

人工砂及天然砂堆場各設置為三個料堆，輪流進行自然脫水。

供排水系統工藝設計

⑴砂石系統供水量按1t成品料耗水2.0t計算，設計耗水量為1000t/h，廢水處理量為800t/h；

⑵為節約投資，降低成本，保護環境，在加工系統設廢水處理系統，處理后的水有60%可以回收利用；

⑶供排水系統工藝設計如下：砂石加工系統供水采用循環水和地下水補給相結合的方式進行系統供水。在砂石系統設三個水池：沉淀池、過渡水池和清水池。篩洗廢水主要為泥砂等懸浮物質，經沉淀池進行物理沉淀后即可滿足篩洗用水要求。篩洗廢水經沉淀池、過渡水池沉淀后，自流入清水池，進行循環利用；清水池開挖至地下水位以下，利用地下水滲水補充水量；

⑷排水系統分兩部分：地表雨、雪融水采用自然排水；生產廢水采用集水坑集水，用渣漿泵抽水通過管道排入沉淀池沉淀后，進行循環利用。

結束語：以降低成本，節約投資為工藝設計原則；本系統布置合理緊湊，工藝先進、設計合理，系統的生產調節能力強，能充分保證工程對各級成品料的需求。機械化、自動化程度高，降低工人勞動強度，提高生產效率。系統運行可靠，確保產品質量合格，滿足生產強度需求。■

參考文獻

[1]《混凝土結構設計規范》GB50010-2002.

[2]《水利水電施工組織設計手冊》.

[3]《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-97.

[4]《破碎、粉磨設備安裝工程施工及驗收規范》GB50274-98.