大草坝玄武岩料场砂石加工系统设计

郭磊

（中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳 550081）

大草坝玄武岩料场砂石加工系统设计

郭磊

（中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳 550081）

通过对料场的储量、需求量、剥采比等技术指标进行准确计算分析，经技术、经济等方面的优化，选择满足工程特性的大草坝玄武岩料场开采方案和砂石加工关键工艺。大草坝料场及砂石加工系统规划设计方案的科学布置和合理选择，满足工程施工建设高峰用料需求，为施工质量和进度控制奠定了夯实基础。

大草坝；玄武岩料场；开采规划；砂石加工系统

1 工程概况

为满足毕节地区高速公路建设及后期维护对路面用玄武岩砂石料的需求，结合在建织（金）纳（雍）高速公路，选定大草坝玄武岩料场，并就近设置砂石加工系统。

大草坝玄武岩料场及砂石加工系统位于贵州省纳雍县王家寨镇大草坝。场区距县城16km，由乡村公路、纳雍至水东公路可到达县城；距在建织（金）纳（雍）高速公路连接线（杨家寨）较近（8km），交通条件较好［1］。

纳雍县大草坝玄武岩料场拟选矿界面积0.12km2，料场山体由玄武岩组成，以设计最低开采标高1795m计算，料场面积及设计开采标高范围内，总体积1191.5万m3。

据钻探和物探结果估算表土层及岩石强风化层平均厚度5.5m，计算出场区范围内需剥离的弃料66.4万m3。由此估算出在纳雍县大草坝玄武岩料场拟选矿界内，可供开采的玄武岩砂石料资源总储量1125.1万m3。

2 料场开采规划

大草坝玄武岩料场地形总体上呈一开口向南的“U”形谷，北高南低。谷顶为大草坝，最高标高1948.5m，谷底标高1780m，谷底有一2.67hm2平地，山谷纵深大于200m；在“U”形谷东西两侧，为最高标高分别为1930m（西侧）和1948.5m（东侧）的两座山脊，北部为连续山体。“U”形谷北部山体平均标高1930m，总体上东部略高于西部。据地质分界线，“U”形谷东侧山脊玄武岩与灰岩分界线出露高程1835m，近东西走向，倾向北，玄武岩位于高处。“U”形谷西侧山脊玄武岩与灰岩分界线出露高程1860m，近东南走向，倾向东北，玄武岩位于高处。据地形条件及玄武岩分布区域，料场不宜开采较低高程部位，否则将开采较多灰岩无用料，不经济且增加无用料处理［2］。料场开采尽量沿两山脊向北面开采。

2.1 料场开采方案

根据实际地形和开采范围，按照所需求的开采量，结合料场实际地形地貌及场地综合利用的原则，料场开采规划按自上而下分台阶开采［3］。

料场拟定开采高程范围1945～1840m，东西向长400～500m，南北向宽320～400m，开采最大高差105m。开采按15m一个梯段高度，梯段坡比为1∶0.5，每隔15m设置一马道，宽2m。在1900m高程设置20m宽马道可作为恢复乡村公路用，也为无用层厚度增加等地质不确定因素预留储量，同时宽马道也有利于边坡安全。

2.2 储量计算

根据圈定范围进行储量计算，计算方法采用平切法。料场表层剥离层厚平均按5.5m计，无用层体积为89.1万m3（含1860～1840m高程灰岩开采量3万m3），有用层储量为504.5m3，剥采比0.177，属优质料场。储量大于料场规划开采总量500万m3，满足要求。每个梯段开采有用料累计、无用料累计及储量累计。

2.3 开采方法

料场剥离层采用3m3挖掘机直接开挖并装20t自卸汽车出渣。斜坡处则采用手风钻钻孔爆破，形成平台后石料由潜孔钻钻孔，微差挤压爆破施工。

集料采用推土机，3m3挖掘机配20t自卸汽车装运至粗碎车间破碎加工。每一开采层由场内开采道路至相应开采层的底高程，从上往下开采，其场内开采道路随开采梯段的降低而缩短，最后全部挖出，往下则进入下层公路开采控制范围［4］。

料场南面有部分民房，大部分区域不能采用传统的开采方式向外进行爆破，必须采取有效的开采方式以防止爆破飞石对民房和村民的安全影响。

采取先锋槽的降段形式开采，改变爆破临空面，防止爆破飞石对民房的破坏，即：从开采公路向料场东西侧先期开挖宽度不小于22m的先锋槽，使其底部可以降至下一平台高程；待形成先锋槽（堑沟）后，以该先锋槽为运输堑沟，先锋槽两侧为开采撑子面，施工时先爆破堑沟两侧岩体，后开挖剥离料，外部预留2～3m的岩坎进行保护，该预留岩坎在下一梯段爆破时可一并挖除。料场从高到低分6个梯段开采，每个梯段的底高程分别为1915，1900，1885，1870，1855，1840m。

3 砂石加工系统设计

3.1 系统规模

大草坝玄武岩砂石加工系统，其加工原料为料场开采的玄武岩。

料场规划开采有用量500万m3，1430万t（每m3玄武岩平均密度取2.86t/m3）。每天按一班制生产，每班工作7h计，成品骨料生产强度1000m3/d。需要5～10mm，10～15mm两种成品级配，各占50%。每年生产成品30万m3，48万t。料场规划开采1430万t，系统年处理能力109.2万t，生产年限13.1年。成品骨料生产能力230t/h，即：5～10mm，115t/h；10～15mm，115t/h。系统处理能力520t/h（包括195t/h的0～5mm料），年处理能力109.2万t。

3.2 系统平面布置

砂石加工系统由粗碎车间、中碎车间、细碎车间、立轴破整形车间、第1筛分车间、第2筛分车间、第3筛分车间、半成品料仓、成品料仓及相应辅助设施等组成。

3.3 关键工艺

3.3.1 粗碎车间

粗碎车间回车平台布置在1号公路与2号公路相接的山脊旁，布置高程1835.0m。毛料的最大尺寸为900mm。毛料经自卸车运输倒入混凝土结构粗碎受料仓，粗碎料仓尺寸5m×5m×2.5m（长×宽×高），受料仓下的棒条给料机把大于100mm的料分到C125颚式破碎机进行破碎，小于100mm的料直接从下部溜槽进入A1胶带机。C125的排料口为140mm，控制出料粒径小于280mm。破碎料及小于100mm未破碎料汇入A1胶带机，运至半成品堆场堆存，半成品料仓容积1万m3。

3.3.2 第一筛分车间

第一筛分车间布置4台3YKR2460圆形振动筛（筛孔尺寸为50mm×50mm，15mm×15mm，5mm×5mm）。半成品料经地弄给料机送到A2胶带机转A3，A4胶带机输送至第1筛分车间。经第1次筛分分级后，超径石（大于50mm）由A5胶带机转A9胶带机运至中碎调节料仓；筛下15～50mm由A6转A12胶带机运至细碎调节料仓；5～15mm由A7转A15胶带机运至整形车间；筛下0～5mm由A8胶带机转A16，A17，A25，A24，A26运出堆存。

3.3.3 中碎、细碎车间

中细碎车间布置于“U”形山谷两侧缓坡地带，布置高程均为1765m。中碎车间布置两台GP200S圆锥破碎机，进入中碎调节料仓的料由料仓下的给料机直接给入GP200S圆锥破碎机破碎。破碎后的料排入A10胶带机转A11回路到A2至第一筛分车间进行再次筛分。细碎车间布置二台HP400多缸圆锥破碎机，进入细碎调节料仓的料由料仓下的给料机直接给入HP400多缸圆锥破碎机。破碎后的料排入A13胶带机，并运到第二筛分车间进行筛分。中碎与第一筛分形成闭路生产，细碎与第二筛分形成闭路生产。

3.3.4 第二筛分车间

由细碎排出的料，由A13胶带机运至第二筛分。二筛车间布置于一筛车间侧面，第二筛分车间布置两台2YKR2460重型振动筛（筛孔尺寸为15mm×15mm，5mm×5mm），筛上大于15mm料由溜槽溜入A14胶带机返回至A6胶带机运回路至细碎调节料仓；5～15mm料由胶带机A15运到整形料仓堆存；筛下0～5mm料排入A17胶带机转A25，A24，A26运出堆存。

3.3.5 立轴破整形车间

整形车间布置于二筛车间下方，一筛和二筛车间筛分后5～15mm物料进入整形车间整形，整形车间布置1台立轴破。整形车间料仓的料经给料机送至立轴破B7150进行整形，其排料由A18胶带机运至第三筛分筛分。

3.3.6 第三筛分车间

整形车间出来物料经过三筛车间筛分后进入成品料仓。第三筛分布置两台2YKR2460重型振动筛（筛孔尺寸10mm×10mm，5mm×5mm）。立轴破的排料由B17胶带机输送至筛分机。经筛分分级后，10～15mm料由A19，A20胶带机运至成品仓堆存；5～10mm料由A21，A22胶带机运至成品仓堆存；0～5mm料由A23，A24，A26胶带机运出堆存。立轴破与第三筛分为开路生产。

4 结语

（1）大草坝玄武岩料场及砂石加工系统初步设计中，除了对料场储量、可采储量、需求储量、剥采比等技术指标进行精确计算外，还对料场的开采方法、砂石加工平面布置、砂石加工关键工艺等进行详细优化设计。经综合评审认为：优化后的设计方案规模更合理、布置更紧凑、更能满足施工实际需求。

（2）开采布置合理，剥采比较优，剥离料处理方法可行；开采公路布置合理，毛料运距较短；边坡高度较低，少量边坡支护；充分利用地形，仅有少量截排水措施；针对周边环境采取了合理的开采方式。

（3）设计中采用了整形工艺，较好地适应了玄武岩料源；布置紧凑，从料场顺利过渡至进场公路附近，方便成品骨料运输。同时利用了弃渣场场地，减少了征地。

［1］中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院.贵州省纳雍县大草坝玄武岩料场与砂石加工系统初步设计报告［R］.2013.

［2］赵世隆，刘淑芳，路文珍.锦屏一级水电站料场规划及砂石加工系统方案设计［J］.水力发电，2008，34（7）：64-67.

［3］李光隆，梁日新.瀑布沟水电站料场开采方案研究［J］.水利水电技术，2011，42（5）：1-3.

［4］包俊，李新宇，吕国轩，等.龙开口水电站白云岩混凝土骨料料源选择和加工运输方案研究［J］.水力发电，2013，39（2）：39-42.

［5］李东生，刘忠华.海勃湾水利枢纽工程卡布其沟砂石加工系统工艺设计［J］.水电与新能源，2013（S2）：5-7.

Study on the Dacao Dam basalts quarry p lanning and aggregate processing system design

GUO Lei
（Power China GUIYANG Engineering Co.,Ltd,Guiyang 550081,China）

Based on accurate analysis and calculation for the quarry reserves，demand，stripping ratio and other technical indicators，and through the economic&technical comparisons，the Dacao Dam basalts quarry exploiting plan and the key technology of aggregate processing which can meet the engineering characteristics has been approved.Through the scientific layout planning and reasonable selection for the planning and design scheme，it can meet the engineering constructionmaterials using peak demand，and provide a solid foundation for the construction quality and progress control.

Dacao Dam；basalts quarry；exploiting plan；aggregate processing system

TV422

B

1672-9900（2015）01-0085-03

2014-10-29

郭磊（1982-）,男（汉族），陕西临潼人，工程师，主要从事水利水电工程施工设计工作，（Tel）18182433245。