大盈江四级水电站砂石加工系统规划设计

摘要: ****水电站(四级)砂石加工系统的料源规划、系统设计方案、设备选型、系统工艺流程及平面布置。该加工系统规****水电站混凝土骨料加工系统参考。

1、工程概况

****电站****水电站,位于**省**县境内的大**下游河段,是梯级的最末一级。坝****水电站厂房下游约740m处,距中缅38号界桩约500 m。厂址位**蚌**上游约1 km处大**右岸江边。水工建筑物由拦水坝、厂房及引水隧洞、调压井、压力管道等组成。引水发电系统均布置在右岸。电站装机4台,单机容量175 MW,总容量700MW。正常蓄水位高程585 m,相应库容约15.99×104m3,最大坝高35 m,坝顶宽度5 m,坝体全长72.5m,坝体为混凝土闸坝。

2、料源规划

本工程料源全部采用工程有用开挖料,进行人工轧制生产工程所需混凝土粗细骨料。混凝土和喷混凝土量为41.80× 104m3,其中混凝土38.77×104m3,喷混凝土3.03× 104m3,需加工混凝土骨料母岩料约45.98× 104m3。设置2座砂石加工系统。工程石方洞挖130.20× 104m3。根据洞挖料的岩石特性,洞挖料中弱风化及以下的眼球状混合片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩和花岗质混合片麻岩、条带状、条痕状斜长角闪片麻岩、黑云斜长变粒岩可作为加工混凝土骨料母岩料。首部砂石加工系统料源取自2号存(弃)渣场堆存的引水隧洞洞挖可用渣料。2号存(弃)渣场洞挖可用渣料储量约为53.98× 104m3(折合自然方约33.74× 104m3)。厂址设置于引水隧洞1号施工支**下游侧约270 m处,距2号存(弃)渣场约1.3km,距首部混凝土系统约2.4 km。该系统生产导流工程、坝体、消力池、引水隧洞进口工作面和1～ 3号****工程部位约15.14× 104m3混凝土和0.98× 104m3喷混凝土的粗细骨料,需加工料源17.73× 104m3(自然方)。工程所需的料源土石方调配规划见表1。

3、系统规划设计

3、1 设计规模

考虑工程施工分区规划,本系统规模:混凝土总量16.12× 104m3,按满足混凝土高峰月浇筑强度2.2× 104m3 月的加工要求设计。粗碎处理能力为210 t h,成品粗骨料生产能力为170 t h,成品砂生产能力为61 t h。工作制度:月工作25 d,两班制,日工作14 h。

3、2 工艺设计

根据工程混凝土骨料生产能力和级配要求,针对料源的岩性和料源规划等特点,生产工艺采用粗碎、中碎、细碎三段破碎,三级筛分,棒磨机制砂,螺旋分级机洗砂分级的湿法生产工艺。粗碎和一次筛分开路生产,细碎和二次筛分车间构成闭路进行工艺流程设计。从粗碎车间起至成品料堆场,加工生产流程中各环节之间全部由胶带机联接输送。采用的加工工艺为:粗碎※半成品料仓※一次筛分※中碎※二次筛分(制砂调节仓※制砂车间)※成品料仓;一次筛分※细碎※二次筛分※成品料仓。系统工艺流程见图1。

3、2、1 破碎工艺

破碎段数采用粗、中、细三段破碎。粗碎车间设1台C100颚式破碎机,处理粒径小于610 mm的回采毛料,排料口宽度为125 mm时理论产量265 t h,设备负荷率约为:80%;中碎车间设置了一台GP200S圆锥破碎机,排料口宽度为40 mm时理论产量210 t h,设备负荷率约为76%,用于处理一次筛分后粒径大于80 mm和部分40～ 80 mm的石料;细碎车间配有一台PYZ1750圆锥破碎机,排料口宽度为25 mm时理论产量268 t h,设备负荷率约为71%,用于处理一次筛分后粒径小于40 mm和二次筛分后大于40 mm的石料。

3、2、2 筛分工艺

系统设计采用一次筛分、二次筛分、三次筛分工艺,主要起筛洗和分级作用。一次筛分车间设一台2YKR2060圆振动筛,采用双层筛网,上层为80 mm×80 mm,下层为40 mm× 40 mm,起调节级配作用,大石(40～ 80 mm)经胶带机进成品大石仓,多余的大石和大于80 mm的碎石进中碎进行破碎,小于40 mm的石料进螺旋洗石机除泥,并经细碎后,共同运输进入二次筛分车间。该车间设置两台3YKR1845圆振动筛,筛孔从上至下分别为40 mm× 40 mm、20 mm×20 mm、5 mm× 5 mm,混合料经筛分分级后,中石(20～ 40 mm)、小石(20～ 5 mm)经胶带机进入各自成品仓,多余的中石经闭路回细碎车间再破碎;多余的小石或者进入制砂调节料仓,或者进入三次筛分车间,设置一台YKR1230圆振动筛,筛孔尺寸为15mm× 15 mm小石经筛分后,15～ 20 mm的碎石进入制砂调节料仓,5～ 15 mm的碎石进入喷混凝土骨料仓;而小于5 mm砂经FC- 12螺旋洗砂机后进入成品料仓。

3、2、3 制砂工艺

制砂车间设置一台MBZ2136棒磨机,用筛分后逊径的小石进行制砂。棒磨机生产的人工砂,经FC- 15螺旋分级机处理后,与筛分楼筛分后小于5mm的砂一起进入成品砂仓。为调节砂的细度模数,在制砂车间增设沉砂池,回收细砂、石粉,可掺和进入成品砂仓。

3、2、4 料仓

系统设有半成品料仓、中碎调节料仓、细碎调节料仓、制砂调节料仓和成品料仓。半成品料仓为5 000 m3,保证粗碎车间生产的连续性和可调性,中碎调节料仓、细碎调节料仓、制砂调节料仓起调节和均匀供料作用,提高设备生产效率,稳定制砂的细度模数。成品料仓分为成品砂仓和碎石仓,大石(40～80 mm)仓设梯形缓降器,防止逊径超标。砂仓设雨棚,以保证成品砂的含水率稳定。

3、3 工艺流程特点

(1)、系统采用三段破碎、三级筛分和制砂,满足了砂石料的生产及质量要求。该工艺流程简明,总体布置集中、紧凑;胶带机数量、土建量较少,系统便于集中控制。

(2)、大石(40～ 80 mm)、中石(20～ 40 mm)、小石(20～ 40 mm)可按用户的实际需要量组织生产,具有灵活可调的特点。

(3)、大石(40～ 80 mm)经一次筛分分级后,直接进入成品大石仓,这样可减少筛分层数,降低筛分楼高度,简化了筛分工艺,提高系统运行稳定性。

(4)、采用棒磨机制砂,可以保证人工砂的细度模数和控制石粉含量。

3、4 物料流程处理量

系统经物料平衡计算,各车间的流量处理见表1。

3、5 系统平面布置

3、5、1 布置原则

(1)、考虑施工、运输管理的方便,系统布置尽量利用已规划施工道路。

(2)、结合原始地形和现有公路布置整个系统,尽量减少土石方开挖及开挖料和成品料的运输距离。

3、5、2 系统组成

系统由粗碎车间、半成品料仓、一次筛分车间、中碎车间、细碎车间、二次筛分车间、制砂车间、三次筛分车间、成品料仓组成,各车间之间由胶带机连接。

3、5、3 车间布置

根据现场地形,粗碎车间布置在首部至2啧施工支洞公路旁边,和通往1号施工支洞公路交叉处近点,位于高程608 m平台,采用受料斗受料,自卸汽车将从2号存(弃)渣场堆存回采的毛料运到高程608 m平台回车场,然后直接卸入受料斗。受料斗上设篦筛,只允许粒径小于610 mm部分石料由棒条式振动给料机均匀给料进入鄂式破碎机破碎,破碎后经胶带机输送到半成品料仓堆存;另外部分石料直接经胶带机输送到半成品料仓堆存。半成品料仓布置在高程604 m,料堆高度15 m,总容积5 000 m3,料仓内的混合料由地弄下部的胶带机转送到一次筛分车间进行预筛分级。一次筛分车间、中碎车间和细碎车间布置在半成品料仓之下,三个车间都座落在高程596 m平台上。半成品料经过一次筛分分级,大石(40～ 80 mm)经胶带机进入成品大石仓,多余的大石和大于80mm的超径石经胶带机进入中碎车间,小于40 mm的石料经胶带机进入细碎车间。中碎破碎后与细碎破碎后的混合料一同进入二次筛分车间。筛分分级后,中石、小石由胶带机进入各自成品料仓,平衡后多余的中石经胶带机闭路到细碎车间;多余的小石或者由胶带机输送到三次筛分车间,生产喷混凝土骨料;或者由胶带机输送到制砂调节料仓,然后进入制砂车间。制砂车间、二次筛分车间和三次筛分车间都布置在高程590 m平台上,棒磨机生产的砂经螺旋分级机处理后与二次筛分车间出料粒径小于5 mm的砂,一起由胶带机运进砂仓堆存。成品仓布置在586 m高程平台上,成品料仓分为三个砂仓、四个成品碎石仓,共七个仓。成品骨料通过自卸汽车转运到首部拌和系统。砂石系统主要工程量见表2。

3、6 砂石加工系统的环境保护

(1)、建立严格的污水排放制度。由于生产人工砂石产生的废水中泥砂含量大,必须经过处理后方可达到环境保护排放要求,因此,对于本系统的排水设计主要考虑了废水中泥砂的沉淀处理和一部分细砂与石粉回收。砂石加工系统中一次筛分车间洗石机溢流水,二次筛分车间冲洗水和制砂车间螺旋分级机溢流水中含泥量大,不能直接排放。这三个车间的废水通过排水沟先流入沉砂池预沉淀后,再经排水沟流入沉淀池沉淀,经沉淀处理后的**可循环利用。系统中设两个110 m3半地下式矩形水池用于沉砂,这两个水池轮换使用,沉淀池中也设两个250 m3的半地下式矩形水池用于沉淀污泥,两个池子沉淀,将干化的污泥清除,以便轮换使用。

(2)、采用湿法加工工艺进行砂石料生产,防止粉尘对环境的危害。

参考文献:

〔1〕 谭**,等.水利水电工程砂石加工系统设计导则〔Z〕.**:****出版社,1999.

〔2〕 康世荣,等.水利水电工程施工组织设计手册〔Z〕.****出版社,1994.

〔3〕 郭文三,等.水利水电工程混凝土生产系统设计导则〔Z〕.**:****出版社,1999.

〔4〕 王民寿,等.大坝混凝土骨料生产系统的线型优化〔J〕.**水力发电,2004,20(4).

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