水电站施工材料砂石加工系统工艺设计

 　【摘要】　在水电站工程建设中，由于大坝、导流渠、水工建筑等建设的需要，必须设置砂石加工系统，以多种粉碎及筛选工艺生产施工所用的原材料，才能保障施工进度的要求。现根据在广西某水电站实际施工中的二次筛分干湿结合筛分模式，对水电站砂石加工系统的工艺设计提出一套更新的方案。

　　【关键词】　水电站；砂石加工系统；工艺设计　　

　　一般在水电站的施工过程中，砂石加工采用二次筛分，而根据筛分的方式，又分为全干法、全湿法以及干湿结合的方式。在实际应用中，采用全干法进行加工的砂石容易产生粉尘污染，而全湿法则容易出现粉含量超标的情况，而且根据石料的不同物理性质，其震动筛网的布置及震动频率设置也应不同。而且根据水电站不同位置的施工需要，也应进行砂石材料供应量的调整，因此针对水电站建设项目的需要设计一套砂石加工系统是完全有必要的。

　　一、砂石加工系统工艺设计的基础资料收集

　　1、水电站建设需求量估算及砂石加工系统选址

　　在进行砂石加工系统设计时必须充分了解水电站项目建设情况，包括选址位置的交通运输是否适宜，产量是否可以满足各个施工点位的需要。例如某水电站设置在某村的砂石加工系统设置于坝址右岸下游4公里处，主要担负广西某水电站Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ标以及临时建筑工程大约150万立方米混凝土浇筑所需要的砂石材料的生产任务。

　　2、水电站建设每月砂石需求量及颗粒大小数据

　　如果按照每个月混凝土浇筑3万立方米计算，一般要求砂石加工系统的生产处理能力要达到300T/h。而生产的砂石材料称为骨料，分为一级、二级和三级三种，以广西某电站为例，其砂石加工系统以生产二级配骨料为主。

　　二、砂石加工系统生产方式及主要设备配置

　　1、生产工艺方法设置

　　砂石加工系统一般分成采石场、石料进场公路、石料粗碎车间、制砂车间、成品料堆场、给排水设施、废水处理工程、供配电工程以及辅助设施等组成。而生产工艺根据项目实际需要可以采用干法和湿法或者两者结合的方式，砂石加工系统制砂段筛分机采用干法筛分是目前工艺应用的一个趋势，而且在多个大中型的水电站建筑施工中得到了较好的推广，但是是否适合项目的需求，需要进一步的摸索和探讨。而本文就选用干湿配合的二次筛分作为选型阐述。

　　2、主要设备配备量表

　　根据生产工艺设置进行设备选择，一般视生产工艺的自动化、半自动化及人工投入进行调整，总体而言需要经过给料、粉碎、一次筛分、二次筛分及成品输送等几个大步骤。如果是湿分筛选，则需要进行脱水处理。主要设备基本配置表如下：

　　三、砂石加工系统工艺流程设计分步分析

　　砂石加工系统工艺流程一般分成三部分进行控制，原料粉碎成毛料半成品，二次筛选成成品，细碎控制分选运输及处理等。作为工艺设计中最为重要的是二次筛选。下面进行分步设计的详解。

　　1、粉碎半成品生产

　　在采石场及原料场，采用爆破采石和初步分选之后，选择粒径小于700mm的石料用反铲装汽车运输至存储料仓库，为了不占用进站道路，一半会进行高位倾倒，从较高位置采用溜井直接输送至储料仓库，进而节省汽车爬升及运输距离。

　　在储料处理仓库，设置台板振动放矿机、纵板式放矿机及颚式破碎机，用作选矿及输送和运输。纵板式放矿机将石料供给颚式破碎机破碎成粒径小于300mm的石料，然后由三台皮带输送机运至粗碎车间。在粗料破碎车间，皮带机将石料送至受料斗后，由棒条式振动给料机给料反击式破碎机进行破碎，破碎后的骨料再由皮带机运往半成品料仓。对于初筛粒径小于30mm的碎石，如果含泥量高于3%则立即作为废料处理，由位于棒条式振动给料机底部的皮带输送机运往弃料场。如果含泥量低于3%时则作为有用料从皮带机运往半成品料仓库。

　　其分选流程为：①反铲装自卸汽车→溜井→双台板振动放矿机→自卸汽车运至粗碎车间受料。②反铲装自卸汽车→溜井→纵板式放矿机→颚式破碎机→皮带输送机运至粗碎车间受料斗→棒条式振动给料机→反击式破碎机?→皮带机→半成品料仓。在进行分选运输过程中，使用了三台皮带机进行输送，这属于半自动化的生产模式，比人工运输及分选更具有经济性，输送速度快、给料均匀、更利于破碎机的粉碎和运行。

　　2、成品料生产系统

　　1）一次预筛

　　使用2台振动给料机向皮带机输送给料，送至预筛分振动筛进行冲洗筛分，将半成品毛料分为大于80mm、40～80mm、5～40mm三级粗骨料和小于5mm的人工砂，生产三级骨料时，40～80mm骨料由皮带机输送至成品料堆场大石仓储存；5～40mm和小于5mm的骨料由皮带机送至卸料区，由小车送入调节料仓；而大于80mm的骨料和40～80mm骨料经溜槽进入钢制料斗，经自同步振动给料机送圆锥破碎机破碎后返回预筛分和振动筛筛分，形成循环生产。如果是需要加大40～80mm级的产量，则需要在循环生产中进行加设一层筛网，使用两条皮带机间的落差进行一次分选。

　　2）筛分系统

　　筛分系统一般由1个调节料仓和筛分楼组成，调节料下底配置有自同步振动给料机，筛分楼布置有圆振动筛，调节料仓骨料经皮带机送入振动筛冲洗分成20～40mm、5～20mm、2.5～5mm和小于2.5mm细骨料，其中20～40mm骨料经皮带机输送至成品堆场中石仓，5～20mm骨料经皮带机输送至成品堆场小石仓，2.5～5mm细骨料经皮带机送入细碎车间中转料仓用于生产人工砂。分筛系统是整个砂石加工系统中调整最多的部分，因为根据生产的需要，石料的粒径需求会有所不同，因此根据生产需要调整筛网筛孔的大小，可以加大某个粒径砂石材料的生产产量及速度。比如说如果需要增加人工砂产量，则可以将20～40mm、5～20mm的骨料部分或全部经备选皮带机输送至细碎车间中转料仓进行人工砂闭路生产。而小于2.5mm的细骨料经砂水浓缩器进入螺旋洗砂机混合洗砂后，再经直线振动脱水筛脱水后由就可以由皮带机送至人工砂料，由卸料小车输送至成品堆场。

　　3）制砂车间

　　制砂车间选用自同步振动给料机和立轴冲击式破碎机进行制砂和分选，其工艺流程为中转料仓下设振动给料机→皮带机→破碎机→皮带机→VI300破碎机→返回筛分车间调节料仓，这样就形成了粒径小于2.5mm的人工砂的闭路生产。特别是在加大了人工砂产量的时候，在筛分车间已经进行了二次粒径分选，大大减少了制砂车间的运载率。而如果对于人工砂的需求量减少时，则可以关闭该部分制砂车间，仅靠二次筛分即可以满足生产需要。

　　四、系统改良及工艺调整

　　在实际生产过程，经常会发生一筛采用湿法生产经洗砂机返出的人工砂与5～40 mm的颗粒汇合后进入立轴式破碎机料仓，经洗砂机返出的人工砂由于含水率较高极易粘附在皮带上，造成皮带下方堆积物较多，不仅施工面貌差，而且造成皮带运输效率低，导致砂石加工系统效率大大降低，不利于水电站建筑施工。

　　因此应该根据水电站施工现场的需求，对砂石加工系统进行工艺调整和改良，以适应不同时期的砂石成品需要。首先是对于骨料过细的情况，首先对二筛改用湿筛法生产，将经过湿筛分出来的人工砂引至洗砂机进行分级和脱水。一筛改用干法生产，将一筛的洗砂机改为用皮带机输送小于40mm的混合料，并将原筛网网孔尺寸进行调整；二筛采用湿法生产，调整喷淋水管布局，并将原筛分楼的筛网网孔尺寸进行调整。

　　筛分楼筛网网孔尺寸调整表

　　五、结束语

　　通过对砂石加工系统的工艺设计及调整，能够更贴合工程实际需要，特别是在系统设计时，多留有几个预留端口，采用闭合设计及关闭筛网等方式，实现产品质量和产量的同步满足。随着砂石加工系统的进一步运用，边生产边改造成就成为砂石加工系统的一大特色，因此需要多做试验设计，对材料分筛进行多方设计论证，才能最大程度的满足施工要求，为其他砂石系统的改进提供借鉴。

　　参考文献

　　[1]楚活力,三板溪水电站砂石加工系统工艺调整及布置[J].云南水力发电,2009年S1期.

　　[2]张玉彬,天花板水电站人工砂石加工系统综述[J].云南水力发电，2009年03期.