布维水电站砂石加工系统设计分析

摘 要：笔者以加纳布维水电站工程为例，较为详细的介绍了人工砂石的工艺流程、设备配置、料仓及成品供料以及砂石加工工艺特点。可供相关专业技术人员参考。

关键词：水电站；砂石加工；工艺流程

1 工程概述

布维水电站位于加纳西部黑沃尔特河上，黑沃尔特河为科特迪瓦和布基拉法索与加纳的边境河流，发源于布基拉法索。布维水电站主坝为碾压混凝土大坝，最大坝高110m，混凝土总量约110万立方米，其中碾压混凝土约90万立方米。布维水电站大坝大体积混凝土以三级配C15碾压混凝土为主，常态混凝土基本上为结构部位混凝土。

根据施工控制性进度安排，按混凝土高峰时段浇筑强度12万立方米/月计算，确定砂石系统设计处理能力900t/h，设计生产能力762t/h，本系统生产规模就是依此设计的。混凝土浇筑高峰期，砂石系统可短期内按三班制组织生产。

2 砂石加工系统

2.1 主要设备选型与配置

2.1.1 粗碎。根据粗碎车间处理量为900t/h的要求，由于采场爆破后的物料中粒径小于150mm的石料占有约23%，这部分石料可直接通过给料机，故破碎机的实际需求处理量为693t/h，粗碎选用两台美卓C125鄂式破碎机（单机处理能力为410t/h）。

2.1.2 中细碎。本系统中碎车间处理量为492t/h，选用两台美卓GP300S型圆锥破碎机，GP300S破碎机单机处理能力约为400t/h（E=40mm），该设备负载率为61.49%，细碎车间处理量为129t/h，选用一台美卓GP300MF型圆锥破碎机，GP300MF破碎机单机处理能力约为200t/h（E=16mm），该设备负载率为64.79%。完全满足设计规范要求。

2.1.3 制砂设备。超细碎车间处理量为741t/h，选用三台B9100冲击式破碎机，设备单机通过能力为385t/h左右，该设备性能优越，产品粒形好，并且成功应用于三峡下岸溪砂石系统。

棒磨车间处理量为72t/h，选用两台MBZ2136棒磨机，该设备曾被广泛应用，且砂产品质量好。

2.1.4 筛分与脱水设备。第一筛分选用两台2YKR3060振动筛，第二筛分选用两台2YKR2460圆振筛，第三筛分选用三台2168V高频振动筛；成品砂脱水选用ZSJ1233直线筛，单机处理能力为40～60t/h；分别在14#，24#，25#胶带机机尾各安装1台ZKR1445直线筛用于清洗进仓前的大石、中石、小石；各骨料冲洗水、棒磨车间螺旋分级机分级脱水后流失的石粉经排水沟流入沉淀池，然后经由一台ZX-200B黑旋风回收后经42#胶带机输送到成品料仓，该方法在多个工地得到成功应用。

2.2 砂石加工工艺流程

2.2.1 工艺流程

（1）破碎，采用粗碎→中细碎→细碎→立轴式超细碎和棒磨机制砂的工艺流程。（2）筛分，采用一次筛分，二次筛分和三次筛分。（3）粗碎开路；一次筛分与中碎GP300S破碎闭路，二次筛分开路，三次筛分与超细碎闭路。

2.2.2 工艺流程过程

根据工艺要求，本砂石加工系统共由粗碎、第一筛分、中碎、细碎、第二筛分、超细碎、第三筛分车间、棒磨机、细砂回收等车间组成。具体流程过程如下：采场毛料经自卸汽车运输进入粗碎车间，粗碎设受料坑，下部设有两台GZZ1660G型棒条式振动给料机，两台C125颚式破碎机。破碎机加工后的粒径小于250mm的物料连同给料机筛下的小于150mm的物料，经胶带机输送至半成品料仓堆存。

第一筛分车间并排设置两台2YKR3060型圆振筛，筛孔尺寸分别为80×80mm、40×40mm，经筛分分级后，大石由胶带机输送到成品料仓，大于80mm的块石进入中碎料仓，满足入仓需要后多出的大石进入细碎车间破碎。第一次筛分后小于40mm的石料由胶带机送入第二筛分调节料仓。

中碎车间布置两台GP300S型圆锥破碎机，细碎车间布置有一台GP300MF型圆锥破碎机，中碎破碎后的物料返回半成品料仓，细碎后的物料经胶带机送入第二筛分调节料仓。

第二筛分车间共布置三台3YKR2460型圆振筛，筛孔尺寸分别为20×20mm、5×5mm、3×3mm。筛分后满足砼用量要求的5-20mm物料经胶带机进入成品料仓；20-40mm的物料经胶带机进入成品料仓；满足进仓需要后多余的米石和中石经胶带机运往调节料仓再进入超细碎料仓或棒磨料仓，再进行破碎；3-5mm粗砂用于调节成品砂的细度，即可经胶带机送入制砂料仓，又可进入成品砂仓；小于3mm的砂由胶带机进入成品砂仓。

超细碎车间布置有三台B9100破碎机，调节料仓的物料经给料机进入立轴式破碎机破碎，破碎后的产品经胶带机进入三筛料仓。

第三筛分车间共布置三台2168V高频振动筛，筛孔尺寸分别为5×5mm、3×3mm。筛分后5-20mm物料经胶带机返回超细碎料仓， 3-5mm的粗砂部分一部进仓，另一部分进棒磨料仓。小于3mm的砂经胶带机送入成品砂仓。

棒磨车间共布置有两台MBZ2136型棒磨机，棒磨料仓的物料经胶带机进入制砂车间进行制砂，经分级脱水后的成品砂经胶带机输送至成品砂仓。

2.3 料仓及成品供料

2.3.1 料仓。为满足混凝土浇筑强度和系统生产连续性要求，系统内分别布置了半成品料仓、筛分、制砂原料仓和成品料仓。

成品骨料碎石堆场总容积47620立方米，可满足生产高峰期5天的需要量。其中：骨料仓三个，分别存放大石、中石、米石，容积均为15873立方米，砂仓容积为59370立方米。

成品砂仓设防雨棚，料仓采用混凝土底板，并在底板上设排水盲沟和集水沟，以保证成品砂含水率稳定。在大石仓设有缓降器，其最大落差均小于3.00m，防止碎石骨料发生再次破碎，以确保成品碎石逊径含量不超标。

2.3.2 砂石成品供料。成品料仓下设廊道2个，可向拌和楼输送三种不同的碎石和或成品砂，以确保供料的可靠性。

2.3.3 砂石生产及成品计量。在45#、46#胶带机上设置了电子皮带秤，对输送至拌和楼的成品料进行计量。

2.4工艺特点

（1）砂石加工系统关键设备采用技术领先、质量可靠、单机生产能力大的国外先进设备，且负载率比较低，保证了系统运行的可靠性和运行调度的灵活性。（2）改变以往同类工程中筛分集中布置的方式，本系统所有筛分车间单层布置，建筑结构简单，基础易于处理，可适应本系统基础承载力差的不利因素。（3）砂石生产采用了较为先进的工艺流程，即粗碎开路，中碎与第一筛分闭路生产，B9100制砂和第三筛分构成闭路并与棒磨机一道生产人工砂。该流程能灵活调整砂石生产级配，使之与混凝土需用级配相适应。（4）成品仓按砂石料品种分仓堆存。成品碎石仓粒径大于40mm设缓降器，防止骨料的再次破碎，保证产品质量。成品砂仓设防雨棚，防止降雨对成品砂含水量的影响。（5）本系统按满足高峰月浇筑混凝土12万立方米，毛料处理量为900t/h设计。在设备选型和配置时，考虑了本工程高峰时段的持续性，每个车间配置设备的生产能力均有节余；另外，系统设计计算按二班考虑，还具备一班生产的余地，因此本系统在高峰月实际产量比设计产量大。

3 结束语

整个系统设备配置简洁有效，设备工作稳定可靠，性价比高，能耗少，有效降低了工程成本。在整个人工砂石料加工系统设计中，我们除了考虑混凝土浇筑强度外，还考虑成品料的技术要求以及料源条件，采用最新而且成熟的工艺，做到了优化工艺流程和设备配置，为加纳布维水电站工程顺利进行作出了较大的贡献。

参考文献

[1]SDJ338-89.水利水电工程施工组织设计规范[S].

[2]DL/T5089-1999.水利水电工程砂石加工系统设计导则[S].

作者简介：刘晓准（1984-），男，汉族，河南许昌人，本科学历，助理工程师，主要从事水利水电工程施工管理工作。