浅谈龙滩水电站麻村砂石加工系统技改措施

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一、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。根据混凝土使用级配要求，砂石系统以生产二级配混凝土骨料为主，同时也能生产三级配混凝土骨料进行设计。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石料场（含溜井）、料场进场公路、粗碎车间、超细碎车间（制砂）、成品堆场、给排水工程、废水处理工程、供配电工程及辅助设施等组成。本文着重综述砂石加工系统布置情况存在的问题与技术改造。     二、 砂石加工系统生产工艺流程及设备情况     砂石加工系统由粗碎车间、半成品堆场、预筛分中细碎车间、筛分车间、超细碎（制砂）车间、成品料仓及1台颚式破碎机、30条胶带机（原26条胶带机，改造后增加4条）、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）破碎机等主要设备组成。工艺流程见图1。（注：红线部分为第一次技术改造项目、蓝线部分为第二次技术改造项目）     1、 毛料、（半成品）粗碎车间生产系统     料场爆破开采小于700mm的石料用反铲装汽车运输倒入溜井至储料仓，储料仓底部布置有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。由B13—44—2V型棒条式振动给料机送给反击式破碎机进行破碎，破碎后由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。（2）反铲装自卸汽车→溜井→纵板式放矿机→颚式破碎机→溜1#~3# （3台总长为563m）胶带输送机运至粗碎车间受料→棒条式振动给料机→NP1313反击式破碎机→1# 胶带机→半成品料仓。正常情况下使用胶带机输送，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。 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，料仓下面设廊道为3.5m宽×3.0m高，配置5台GZG1003型自同步振动给料机和3台手动弧门，半成品骨料由给料机和手动弧门供给3#胶带机→4# 胶带机运往预筛分中细碎车间。粗碎车间设备设计处理能力300t/h 。     2、 成品料生产系统     2.1  预筛分中细碎车间     半成品料仓下设廊道并布置5台GZG1003型自同步振动给料机和3台手动弧门，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（筛分机）进行分级处理。预筛分4# 振动筛1台采用CVB2050型三层筛网圆振动筛，将半成品料冲洗筛分为大于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）送往调节储料仓；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）经溜槽进入钢制料仓，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。预筛分中细碎车间设备设计处理能力为450t/h。     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，调节料仓底配置有3台GZG1003型自同步振动给料机，筛分楼布置有3台CVB2050型圆振动筛（三层筛网），将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（砂），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，用于生产常态砂。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）进行闭路生产常态砂。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。筛分车间设备设计处理能力为510t/h。     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（弧形闸门）→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。设备设计处理能力为230t/h。       加工系统的设备详见表1。                         表1    砂石加工系统设备表 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 胶带输送机 3489 B=1000/122.5m   4   衡阳输送机总厂 胶带输送机 57# 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
    三、存在的问题与改进措施     麻村砂石加工系统经过几个月的生产运行，证明设备运行可靠。5mm以上骨料质量很好，唯有人工制砂细度模数偏大。因系统在加工工艺方面采用粗碎开路，中细碎与预筛分构成闭路，超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以下骨料安排生产人工砂，以满足骨料用户需要和堆场储备需要。也由于因中细碎与预筛分构成闭路，使预筛分4#振动筛（筛分机）下层筛网过负荷（重载）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(最多只能开2台给料机给料)，制约了系统的生产能力。     为满足砂石料用料需求，提高系统生产能力。经业主同意，在监理帮助下对砂石加工系统进行技术整改。改造情况及增加设备如下：                                            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  
     （1） 粗碎车间棒条式给料机将小于30mm的碎石都弃掉，十分可惜，特别是经过鄂式破碎机破碎后的来料，弃之更不合理。取消了粗碎车间棒条式给料机给料并将2#胶带机拆除，改用溜槽直接进入反击式破碎机，提高系统生产能力和小石及砂的含量。     （2） 采用破碎制砂，细度模数偏大，最低为2.83（比设计要求的2.6~2.8偏大）。在反复调试无效果情况下。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细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。     （3） 根据混凝土使用级配要求，系统增加生产5~10mm骨料，用于喷锚支护。对筛分车间了进行改造，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筛分机动1台，增加胶带机3台（技改1~3#）。     （4） 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，山顶采石场的爆破（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加的严重事故。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。     （5） 为满足环境保护、回收利用废水及细砂回收要求，增设预筛分4# 振动筛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#螺旋式洗砂机进行洗砂，将颗粒度大于0.15mm砂粒沉入槽底由螺旋输送到槽的上端溢流口排出，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。颗料度小于0.15mm的砂粒，。随泥砂浆槽的下端溢流堰排出，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（筛分机）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，一部分送入超细碎车间调节料仓用于立轴式破碎机制砂。     （7）   受中细碎与预筛分形成闭路生产影响，系统生产能力受预筛分4# 振动筛制约，并由闭路生产影响增加了该筛分机的负荷。导致下层筛横梁、纵梁及筛网频繁出现断裂和破损现象。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，改用无缝钢管Ф95*10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。拟在5#胶带机机头部增设一台小型振动筛或一台中型反击式破碎机（将经过GP200SES液压旋回（圆锥）破碎机破碎后的骨料进行筛分处理，大于40mm以上骨料返回预筛分系统，小于40mm以下骨料经新增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。或将液压旋回（圆锥）破碎机破碎后的骨料再次经5# 胶带机送至中型反击式破碎机破碎经新增30#胶带机→20# 、21# 胶带机→8# 、9# 胶带机送至筛系统调节料仓），使中细碎与预筛分系统形成半开路或开路生产。可减少预筛分4# 振动筛的过负荷量，提高系统生产能力。     （8） 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。由于大坝混凝土需要，常态砂石粉含量须达到12以上。建议恢复细砂（石粉）回收装置链板式刮砂机运行并加以改造，以增加人工砂的石粉含量（设计要求为6~12）。改造方法如下：1）将预筛分4#筛分机废水（砂浆）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（砂浆）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）经链板式刮砂机沉砂池回收后排放。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# 胶带机机尾处上方（去掉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死，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。     四、结束语     砂石系统经多项改造后，系统生产能力有较大提高，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，改造后最高月产量达146813吨，约7万m³/月。砂石料供应在满足龙滩电站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。因砂石加工系统结合了现场施工经验对系统进行了持续的改进，且在边生产运行边改进情况下逐步完善的。该实践探索可为其它砂石系统的改进提供借鉴，供砂石料生产系统同行进行参考。