龙滩水电站麻村砂石加工系统介绍与技术改造

　　1、工程概况
　　龙滩水电站麻村人工砂石加工系统（以下简称砂石系统）位于坝址右岸下游4km处，主要担负龙滩水电站Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ标以及临建工程约160万m3混凝土所需骨料的生产任务。按混凝土浇筑强度3万m3/月计算，砂石系统生产处理能力为300t/h.根据混凝土使用骨料级配要求，砂石系统以生产二级配骨料为主，同时也能生产三级配骨料进行设计。成品料生产能力240t/h，其中人工砂（≤5mm）96t/h，小石（5-20mm）72t/h，中石（20-40mm）72t/h.砂石系统由麻村灰岩砂石料场（含溜井）、料场进场公路、砂石加工系统（粗碎车间、超细碎车间（制砂）、成品料堆场）、给排水工程、废水处理工程、供配电工程及辅助设施等组成。
　　2、 砂石加工系统生产工艺流程及设备配置情况
　　砂石加工系统由麻村灰岩料场（含溜井）、粗碎车间、半成品堆场、预筛分与中碎车间、筛分车间、细碎（制砂）车间、成品料堆场组成。主要设备配置有1台颚式破碎机、1台反击式破碎机、4台振动筛、2台立轴冲击式破碎机（制砂）、1台液压旋回（圆锥）破碎机和30条胶带机（原26条胶带机，改造后增加4条）。砂石系统工艺流程见图1（注：蓝线部分为第一次技术改造项目、红线部分为第二次技术改造项目）
　　2．1 毛料（半成品）生产系统
　　料场爆破小于700mm的石料用反铲装汽车运输倒入溜井至储料仓，溜井下面布置有1台FZC35型双台板振动放矿机，为汽车运输装车用；1台BG1500*1700型纵板式放矿机，1台PE900*1200型颚式破碎机。纵板式放矿机将石料供给颚式破碎机破碎成小于300mm的石料后由溜1#～溜3# 3台胶带输送机（B=1000mm）运至粗碎车间受料斗，由B13—44—2V型棒条式振动给料机给料反击式破碎机进行破碎，破碎后的骨料由1# 胶带输送机（B=1000mm）运往半成品料仓。小于30mm的碎石，若含泥量高于3%时，作废料处理，由位于棒条式振动给料机底部的2# 胶带输送机运往弃料场，若含泥量低于3%时，则作为有用料从1# 胶带机运往半成品料仓。其流程为（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（正常生产后已停用）。（2）反铲装自卸汽车→溜井→纵板式放矿机→颚式破碎机→溜1#～溜3# （3台总长为563m）胶带输送机运至粗碎车间受料斗→棒条式振动给料机→NP1313反击式破碎机 →1# 胶带机→半成品料仓。使用胶带机输送，因输送机具有运行经济，输送速度快且给料均匀，有利于反击式破碎机的破碎和运行。
　　图1   工艺流程图
　　半成品料仓总容积约15000m3其中活容积约8000m3 ，可满足生产高峰期3天的用料量，料仓下面设为3.5m宽×3.0m高廊道，配置5台GZG1003型自同步振动给料机和3台手动弧门，半成品料由给料机或手动弧门供给3# 胶带机→4# 胶带机运往预筛分中细碎车间。粗碎车间设计处理能力300t/h .
　　2．2成品料生产系统
　　2.2.1  预筛分与中碎车间
　　正常生产时，只能开2台振动给料机向3# 胶带机卸料，经4# 胶带机输送至预筛分4# 振动筛（3CVB2050型三层筛网圆振动筛）进行冲洗筛分，将半成品料分为大于80mm、40~80mm、3.5~40mm三级粗骨料和小于3.5mm的细骨料（人工砂），生产三级骨料时，40~80mm骨料由6# 胶带机输送至成品料堆场大石仓储存；3.5~40mm和小于3.5mm骨料由7# 胶带机→8# 胶带机→9# 胶带机（卸料小车）送入调节料仓；大于80mm的骨料和40~80mm骨料（视级配需要，生产二级骨料时或成品料堆场大石仓堆满时）经溜槽进入钢制料斗，经GZG1003型自同步振动给料机送入GP200SES型液压旋回（圆锥）破碎机破碎后由5# 胶带机→4# 胶带机返回预筛分4# 振动筛筛分，形成闭路循环生产。预筛分中碎车间设备处理能力为450t/h.
　　2.2.2  筛分车间
　　筛分车间由1个350m3的调节料仓和筛分楼组成，调节料下底配置有3台GZG1003型自同步振动给料机，筛分楼布置有3台3CVB2050型圆振动筛，调节料仓骨料经胶带机（10#~12#）送入振动筛（1#~3#）冲洗筛分成20~40mm 、 5~20mm、2.5~5mm和小于2.5mm细骨料，其中20~40mm骨料经15# 胶带机→26# 胶带机输送至成品堆场中石仓，5~20mm骨料经14# 胶带机→25# 胶带机输送至成品堆场小石仓，2.5~5mm细骨料经13# 胶带机→16# 胶带机送入细碎车间中转料仓，用于生产人工砂。也可根据生产需要，将20~40mm、5~20mm的骨料部分或全部经16# 胶带机输送至细碎车间中转料仓（容积为175m3）进行闭路生产人工砂。小于2.5mm的细骨料经CN—250型砂水浓缩器（1~3#）进入WCD—914型螺旋洗砂机混合洗砂后再经ZKR1022型直线振动脱水筛（1~3#）脱水后由22# 、23#、24# 胶带机（卸料小车）输送至成品堆场。筛分车间设备处理能力为510t/h.
　　2.2.3  细碎车间
　　细碎（制砂）车间设备配置有GZG1003型自同步振动给料机2台和手动弧形闸门4台，巴马克B7100SD立轴冲击式破碎机1台，VI300型立轴冲击式破碎机1台，其工艺流程为中转料仓下设振动给料机（弧形门）→17# 胶带机→巴马克B7100破碎机；18# 胶带机→VI300破碎机，两台机可同时运行或单机运行，破碎后的骨料经19# 胶带机→20# 胶带机→21# 胶带机→8# 胶带机→9# 胶带机返回筛分车间调节料仓进行闭路生产。设备处理能力为230t/h.
　　2.2.4加工系统主要设备配置
　　表1    砂石加工系统设备配置表
　　车间设 备 名 称型   号   规   格台数单机生产能力t/h生   产   厂   家
　　溜井
　　及半
　　成品
　　粗碎
　　车间双台板振动放矿机FZC-3.5/1.5*2-7.5*2 1
　　江苏海神振动输送公司
　　板式放矿机BG1500*7000型1
　　广西局六处制作
　　鄂式破碎机PE900*1200型1 300上海多灵沃森公司
　　胶带输送机溜1~3# B=1000/563m 3
　　山东兖州煤矿机械厂
　　棒条式振动给料机B13-44-2V 1 550诺德伯格公司
　　反击式破碎机NP1313 1 300诺德伯格公司
　　筛泥机TK-13-20-3V289-434 1
　　诺德伯格公司
　　除铁装置RCBD-10 1
　　江苏镇江电器厂
　　胶带输送机 （1#）
　　B=1000/45m 1
　　衡阳输送机总厂
　　胶带输送机 （2#）
　　B=650/50m 1
　　衡阳输送机总厂
　　预筛
　　分中
　　细碎
　　车间自同步振动给料机GZG1003 5+1 150江苏海神振动输送公司
　　三层筛网圆振动筛CVB2050  80/40/3.5 1 500诺德伯格公司
　　液压旋回破碎机GP200SEC 1 200诺德伯格公司
　　胶带输送3\4\8\9 B=1000/122.5m 4
　　衡阳输送机总厂
　　胶带输送机 5\7# B=800/122m 2
　　衡阳输送机总厂
　　胶带输送机  6# B=650/62.5m 1
　　衡阳输送机总厂
　　筛分
　　细碎
　　车间自同步振动给料机GZG1003 5 150江苏海神振动输送公司
　　三层筛网圆振动筛CVB2050  20/5/2.5 3 500诺德伯格公司
　　砂水浓缩器CN-250 3
　　南昌矿山机械厂
　　螺旋洗砂机WCD-914 3
　　南昌矿山机械厂
　　直线振动脱水筛ZKR10*22 3
　　南昌矿山机械厂
　　立轴冲击式破碎机VI300 1 225诺德伯格公司
　　巴马克立轴破碎机B7100SD 1 150斯维达拉公司
　　胶带输送机B=800/101m 4
　　衡阳输送机总厂
　　胶带输送机B=650/395m 13
　　衡阳输送机总厂
　　3、系统生产运行情况
　　砂石系统经过一段时间的生产运行，证明设备运行可靠，5mm以上粗骨料质量稳定，唯有人工砂细度模数偏大。因系统加工工艺粗碎采用开路，中碎与预筛分构成闭路，细碎与筛分构成闭路特点，骨料生产级配可随意调整。可根据各级骨料需用量的多少进行生产，亦可根据各级成品料堆满情况安排生产，如各级骨料均已满仓时，可将40mm以下骨料全部用于生产人工砂，以满足骨料用户需要和堆场储备需要。由于中碎与预筛分构成闭路，使预筛分4# 振动筛下层筛网过负荷运行， 经常出现下层筛横梁、纵梁断裂和筛网破损等故障而停机，并限制了半成品给料机的给料量，制约了系统的生产能力。
　　考虑龙滩电站工程对砂石料的总体需要，砂石系统作为大坝混凝土施工所需砂石料的补充料源和鉴于龙滩水电站提前发电的需要，满足龙滩工程混凝土浇筑高峰期所需砂石料，对麻村砂石加工系统存在的问题进行改造。
　　4、存在的问题与改造措施
　　4.1存在问题与处理措施
　　（1）根据龙滩工程喷锚支护工程量大的特点，系统需增加喷锚生产5~10mm骨料。改造需将16#胶带机抬高并延长（原胶带机倾角为8o，胶带长23.03m，现胶带机倾角为13o，胶带长为26.31m.），并在机头处增设2YA1524筛分机1台，增加胶带机3台（技改1~3#）。
　　（2）粗碎车间棒条式给料机将小于30mm的碎石都弃掉，十分可惜，特别是经过PE900×1200型鄂式破碎机破碎后的来料，弃之更不合理。建议取消了粗碎车间棒条式给料机给料，将2# 胶带机拆除，改用溜槽直接进入反击式破碎机，以提高系统生产能力和小石及砂的含量。
　　（3）采用立轴式破碎机制砂，细度模数偏大（最低为2.83），比设计要求的2.6~2.8稍大，且不稳定 .建议增加1台棒磨机及1台洗砂机配合制砂调节细度模数，将筛分系统1~3# 振动筛底层筛网上面2.5~5mm骨料送入棒磨机进行制砂。既提高了人工砂的产量，又使细度模数符合设计要求。
　　（4）预筛分中碎车间生产工艺设计为闭路生产，即经中碎破碎后的骨料全部返回预筛分进行闭路循环，限制了半成品给料机的给料量，且增加了该筛分机的负荷，经中碎破碎机的排料大部分是<40mm骨料压在预筛分下层筛网上（造成下层筛网超负荷），导致下层筛横梁、纵梁及筛网频繁出现断裂和破损现象，严重影响系统的正常运行，虽对该振动筛进行几次改造（原横梁为方型钢结构，已全部断裂，受横梁断面尺寸限制，只能用ф95无缝钢管制作更换，更换后继续出现断裂现象），仍难从根本上解决此问题且制约系统的生产能力。采取改造措施1更换预筛分4# 振动筛为3YKR2052型国产圆振动筛。2在5# 胶带机机头部增设1台Y1542型振动筛（将经过GP200SES液压旋回破碎机破碎后的骨料进行筛分处理，大于40mm骨料返回预筛分，小于40mm骨料经新增加30# 胶带输送机→20# →21# 胶带机→8# →9# 胶带输送机输送至筛分调节料仓。使中碎与预筛分形成半开路生产，可减少预筛分4# 振动筛的过负荷量，提高了系统生产能力。
　　（5）预筛分车间原设计不作冲洗，40～80mm骨料可进入成品仓使用。粗碎车间不洒水时，破碎粉尘很大，洒水破碎后不加冲洗，含泥量严重超标，不能使用，故增设水冲洗。为满足环境保护、回收利用废水及细砂回收要求，预筛分4# 振动筛增设水冲洗工序和废水排放管道及细砂回收设备（螺旋洗砂机、直线振动脱水筛）。将小于3.5mm的细骨料和废水经排水管道输入3# 螺旋洗砂机进行脱水，使大于0.15mm砂粒沉入槽底由螺旋输送到卸料口排出，经ZKR1237型直线振动筛冲洗脱水后送入22# →23# →24# 胶带机（卸料小车）至成品砂堆场。小于0.15mm的细砂随浆水溢流堰排出，经细砂（石粉）回收装置衬胶旋流器回收，再将废水排放至污水处理系统。
　　（6）筛分系统1~3# 振动筛中层筛网5×5mm孔径过小，致使小石（5~20mm）逊径含量偏高。更换6×6mm孔径筛网，增加小石过筛率，减少逊径含量。筛分下的2.5~5mm细骨料一部分可送入棒磨机制砂，一部分送入细碎车间调节料仓用于立轴式破碎机制砂。
　　（7）由于大坝混凝土需要，常态砂石粉含量须达到12%～16%，而原细砂（石粉）回收链板式刮砂机沉砂池设计不合理，沉砂池设计太深且坡度太陡，系统停机时刮砂机还需延长近两个小时的运行时间（因沉砂和泥浆经沉淀后易板结，使刮砂机的刮板被埋没），否则再次起动时刮砂机无法起动。因刮砂机脱水坡度太陡，使刮起的细砂（石粉）流失，不利于细砂（石粉）回收，且回收的细砂因制砂设备停止生产而无法掺匀，故停止运行。仅用衬胶水力旋流器进行细砂回收，不能满足要求。故对细砂（石粉）回收装置链板式刮砂机进行改造，以增加人工砂的石粉含量。改造方法如下：1将预筛分4# 筛分机废水排放管道与棒磨机及筛分系统废水回收排放分开。4# 筛分机废水经衬胶水力旋流器回收装置回收后排放（因废水含泥量偏高），棒磨机及筛分系统废水（石粉含量较高）经沉砂池链板式刮砂机回收后排放。2将链板式刮砂机沉砂池抬高并将脱水坡度进行改造。以有利于脱水而不致于细砂（石粉）流失为最佳并增加链板，坡度延长至23# 胶带机机尾（拆除原有的直线振动脱水筛）。并将链板式刮砂机沉砂池底部打一排水孔，用管道引至废水处理系统排放。系统开机前将管道闸门关闭，待沉砂池水位到一定位置后，启动刮砂机运行，进行细砂（石粉）回收。系统停机时，将管道闸门打开，把池子内废水排空，有利于刮砂机运行。回收的细砂直接进入23# 胶带机→24#胶带机送至成品砂堆场。
　　（8）成品砂堆场因地原设计无防雨棚，遇雨天砂含水量超标，故在成品砂堆场增设遮雨棚，雨棚按堆场隔墙分跨，每跨29m，共3跨，总长为87m、宽32m、高17m，采用钢管立柱、轻型钢结构棚架、瓦楞铁棚面
　　（9）粗碎车间皮带运输洞洞口地处山凹冲沟段，洞口两侧山坡为较厚的风化地表腐植土，经雨水冲刷后极易形成泥石流将溜2#胶带机填埋，每年雨季均受到山凹冲沟内泥石流的填埋。洞口上侧为悬崖峭壁，采石场的爆破（滚石或飞石）严重威胁皮带运输洞口段的溜2# 胶带机的安全运行，曾遭到两次砸坏胶带机支架的严重事故。建议将皮带运输洞延长40m左右，避开山凹冲沟及山体滚石、飞石的危险区域，确保溜2# 胶带机的正常运行。为保证砂石系统溜2# 胶带机的安全运行，防止山顶滚石和大雨形成的泥石流危及溜2# 胶带机，需对溜2# 胶带机运输洞出口段（长40~45m）进行防护。
　　4.2改造结果与两次改造增加的设备（见表2）
　　砂石系统经改造后，系统生产能力有较大提高，砂石料生产质量稳定且环境污染也得到较大改善。原系统按混凝土浇筑强度3万m3/月设计，改造后以2005年4月份为例，系统生产砂石（销售量）为114763t，运行352h，平均生产能力达326t/h，较系统设计生产能力240t/h提高35.8%，证明系统改造成效显著。
　　表2　　　系统改造增加设备表
　　序号设备名称规　格　型　号数量t/h生   产   厂   家
　　1棒磨机MBZ2100*3600 1 40昆明重型机械设备厂
　　2洗砂机FC1200 1
　　南昌矿山机械厂
　　3脱水筛ZKR 1237 1
　　南宁重型机械设备厂
　　4胶带机B=600 1
　　衡阳输送机总厂
　　5胶带机B=800 3
　　衡阳输送机总厂
　　以上设备为第一次改造增加
　　6振动筛Y1542型1
　　南昌矿山机械厂
　　7振动筛3YKR2052型1
　　南昌矿山机械厂
　　8 30#胶带机B=800/40m 1
　　衡阳输送机总厂
　　以上设备为第二次改造增加
　　5、结束语
　　改造后的砂石加工系统在满足龙滩电站Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ标及临建工程所需混凝土骨料的生产任务外，同时还可对 Ⅲ标大坝混凝土浇筑所需骨料进行生产补充。砂石加工系统改造是在边生产运行边改造的情况下逐步进行的，完成的所有改造项目均达到预期的目的，该实践探索可为其它砂石系统的改进提供借鉴，也可供砂石料生产系统同行进行参考。