德拉迪斯大坝项目人工砂石骨料系统设计

王亚波 陈艳梅

摘要:简述了德拉迪斯大坝项目人工砂石骨料系统的设计生产能力、工艺流程、系统布置、设备选型以及在系统建成投产后的工艺改造。

关键词:人工砂石骨料系统;级配料;过渡料;系统布置;设备选型

1概述

德拉迪斯大坝项目主要由挡水建筑物、取水建筑物、导流洞,交通设施等组成,其中挡水建筑物包括1个主坝、4个副坝和右坝肩山体的防渗铺盖。主坝坝型为黏土心墙堆石坝,4个副坝为黏土斜墙堆石坝。主坝坝顶长956m、顶宽10m,最大底宽140m,最大坝高76m。大坝填筑料粒径要求如下:过渡料粒径为5～150mm,排水料粒径为1.50～60mm,反滤料粒径为0.10～5mm。混凝土骨料的粒径参照的是欧洲标准,砂粒径为0.10～3mm、小石粒径为3～12.50mm、中石粒径为12.50～31.50mm。总方量超过了120万m3,系统设计应属大型加工系统。如何在系统设计及设备选型上既能满足整个大坝填筑的级配骨料,同时系统又能生产混凝土生产所需的级配骨料成为本系统设计的一个难点。

2系统设计生产能力计算

依据施工总进度计划,大坝月平均填筑加工级配料(过渡料、排水料、反滤料)强度为5.22万m3/月,高峰月填筑强度为8.30万m3/月。按满足反滤料月填筑6万m3的生产要求进行系统设计。混凝土高峰月浇筑强度以2 300m3的生产要求进行设计。

①大坝填筑加工级配料月平均需要量

月平均需要量:Qc=Vcγc=6×2.65=15.90万t/月

其中:反滤料Q1=15.90×39.90%=6.30万t/月;

排水料Q2=15.90×23.60%=3.80万t/月;

过渡料Q3=15.90×34.20%=5.40万t/月;

浇筑骨料Q4=15.90×2.36%=0.37万t/月。

②系统月毛料处理能力

按照成品砂石料的生产要求,考虑加工、运输等损耗,月毛料处理能力为:

Qmd=Q1/K1+Q2/K2+Q3/K3+Q4/K4=177 360t/月。

③系统毛料小时处理量

Qhd=QmdK/350=557.40t/h

考虑适当加大设备的储备系数,按照600t/h来进行工艺设计和设备选型。

3系统工艺流程及设备选型

系统工艺流程是系统生产过程在时间和空间上的组织形式,体现了生产过程的特征,对于每一项工艺设计都必须首先确定工艺流程。设计时应考虑技术上的先进性与可行性,同时还得考虑经济上的合理性与运行上的可靠性。本系统工艺流程设计时,通过对系统设计生产能力的计算,现场地形的实地勘察、分析,经济可行性等方面的综合论证,最终确定系统采用三段式破碎,即粗碎开路、中碎和细碎采用与相应的筛分车间形成闭路循环生产的工艺流程。

3.1粗碎和预筛分

送料设备选择2台GZT1242棒条式给料机,最大送料能力300t/h,棒条间隙150mm。粗碎设备选择2台PE-900×1 200型颚式破碎机,单台铭牌生产率288t/h,最大进料粒径≤700mm,排料口开度为115mm时,其破碎曲线与设计要求过渡料级配曲线基本吻合。

筛分设备选择两台YAH2460型筛,上层筛网孔直径150mm、下层筛网孔直径5mm,设计最大处理能力800t/h,预筛分楼将<5mm和>150mm的料弃除,由装载机定时运至渣场,5～150mm的成品料经A2皮带机运至过渡料成品料堆。过渡料成品料堆设计底宽42m、堆高17m,存量9 000m3,可满足工程7d的填筑用量。

粗碎采用RCDY-12型电磁除铁器,确保无碎铁件进入下一级。

3.2 中碎和初筛分

在过渡料堆下部并排设2条宽2.60m、高2.50m、长25m的廊道。内装8台GZG110-150型振动给料机和两条B1000胶带机,振动给料机单机通过能力为320～450t/h,可保证初筛分楼进料平稳。

初筛分设备选择两台YAH2148型圆筛,上层筛网孔直径60mm、下层筛网孔直径1.50mm,产品最大处理能力为600t/h。5～150mm的原料分别经B1、B2胶带机进入1#、2#初分楼进行初筛分后,大于60mm的破碎料进入反击式破碎机进行破碎,破碎后经闭路皮带B3、B4返回B1、B2皮带机重新进行初筛分;小于1.50mm的料经洗砂机处理后经B7、B8皮带机进入反滤料堆,1.50～60mm的成品排水料经B5、B6皮带机运至排水料成品料堆。排水料成品料堆设计底宽40m、堆高16m,存量6 800m3,可满足系统7d的填筑用量。

在成品过渡料中60～150mm的料约占55%左右,考虑筛分效率和闭路循环,经初筛分进入反击破的料约为200t/h,反击式破碎机型号PF-1315,设计处理能力为180～220t/h,可满足破碎和粒径要求。

3.3细碎和复筛分

排水料堆下部并排设2条宽2.60m、高2.50m、长20m的皮带廊道。内安装6台GZG100-130型振动给料机和B800出料胶带机,振动给料机单机通过能力为280～350t/h。

成品排水料中5～60mm的料约占60%左右,即进入立轴破的料约为220t/h,选用立轴破碎机型号为PL9000,产品设计处理能力为180～250t/h,可满足破碎和粒径要求。

根据立轴破运行要求,加装2台RCYB-8悬挂式永磁除铁器,确保无碎铁件进入立轴破碎机。

复筛分设备选择1台YAH 2460和1台3YAH2460型园筛, 1.50～60mm的原料分别经B9、B10胶带机进入1#、2#立轴破进行破碎,再分别经B11、B12胶带机进入1#、2#复筛分楼进行筛分。

细碎作为反滤料生产时,筛网孔直径均为5mm,此时筛分机处理能力200～300t/h。筛分后大于5mm的破碎料经B13、B14进入立轴破碎机进行再次破碎,经闭路循环,小于5mm的料经洗砂机处理后经B15、 B16皮带机进入反滤料堆。

反滤成品料堆设计底宽40m、堆高16m,存量6 800m3,可满足系统7d的填筑用量。

细碎作为级配混凝土骨料生产时,将3YAH2460园筛筛网更换为31.50mm、12.50mm、3mm三层,此时筛分机处理能力400～450t/h。由B9输送的原料先经机头漏斗进入B11,直接进入3YAH2148园筛进行筛分,大于31.50mm的料再经B13进入立轴破进行破碎,经闭路循环筛分,31.50mm、12.50mm、3mm的成品料分别经C1、C2、C3胶带机进入各自级配的料堆,级配料堆设计底宽23m、堆高10m,存量1 800m3,料堆之间砌筑浆砌石隔墙,总量可满足系统90d的浇筑用量。

4系统平面布置

根据业主提供的场地,场地总面积约10万m²,呈山坡形,山顶较平,可利用总高差约50m,东部有30kv的高压供电线路,系统呈阶梯式布置,实际布置面积约8.50万m²,布置范围不超过指定的区域;按工艺流程、设备尺寸、运行要求、料堆容积及堆料高度、挖填平衡等综合因素,确定各级台阶布置高程。

由于山顶较平缓,可利用面积较大,将1 000m3高位水池和毛料受料平台布置在1 180m高程,粗碎车间布置在1 168.50m高程;预筛分布置在1 165.50m高程;过渡料堆布置在1 154.30m高程,底部布置两条中碎廊道;中碎车间、初筛分及供电系统布置在1 150m高程;排水料堆布置在1 143.50m高程,底部布置两条细碎廊道;细碎车间和复筛分布置在1 138m高程;浇筑骨料堆、反滤料堆及混凝土拌和站布置在1 130m高程;沉淀池布置在1 129m高程。

5系统运行过程中的优化

系统运行过程中,发现对开采石料的利用率太低,在粗碎平台,棒条给料机的棒条间距为150mm,粒径小于150mm的石料均掉落在棒条给料机底部,给清理带来了很大难度,既费时费工、又不安全,弃掉可惜,最后经过改造,在棒条给料机底部增设了溜槽,直接将粒径小于150mm的石料通过溜槽输送到颚式破碎机底部的A1胶带机上;另外在预筛分系统设计时将筛网上部粒径大于150mm和二层筛网底部粒径小于5mm的料弃除,在运行过程中,也进行了改造和利用。在一层筛网端头增设了溜槽,在A2胶带机上面用增加了3#颚式破碎机(250×400)。把通过1#、2#颚式破碎机破碎,顶层筛网上部粒径仍大于150mm的石料通过溜槽送入3#颚式破碎机再次进行破碎,然后进入A2胶带机,输送至过渡料堆。将粒径小于5mm的弃料,通过实验,征得业主、监理的同意,部分用在了导流洞进出口及交通洞的喷护混凝土,部分通过与其它料参合,用在大坝改线公路、业主营地道路的路基铺筑中。

通过上述改造,将棒条给料机底部小于150mm的石料及筛网上部大于150mm的石料都得到了充分利用,同时将粒径小于5mm的料得到了适当的利用,提高了开采石料的可利用率,节约了成本。