唐　瑞

(中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,西安　710065)

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某商品砂石料項(xiàng)目工程砂石系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

唐瑞

(中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,西安710065)

摘要：混凝土骨料料源為渾然黑云母花崗閃長(zhǎng)巖,物理力學(xué)試驗(yàn)成果表明，干抗壓強(qiáng)度73.5～101 MPa，濕抗壓強(qiáng)度60.0～86.1 MPa。系統(tǒng)布置從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行了充分論證,設(shè)備的選型配置充分考慮了渾然黑云母花崗閃長(zhǎng)巖的特性,破碎篩分工藝采用3段破碎、3級(jí)篩分工藝，流程砂采用立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)制砂工藝。文章主要結(jié)合系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：砂石加工系統(tǒng)；破碎；制砂； 篩分

1概述

1.1項(xiàng)目概況

本商品砂石料項(xiàng)目位于秦嶺，山脈主體呈近東西向展布，溝壑縱橫交錯(cuò)，地形比較復(fù)雜，地形特征總體是：中部高、南北兩側(cè)低，西部高東部低，西部最高海拔1 422.00 m，東部最低海拔984.00 m，相對(duì)高差438.00 m。地勢(shì)陡峻，切割較深，植被發(fā)育。本項(xiàng)目主要生產(chǎn)5～15 mm、15～25 mm、少量25～31.5 mm砂石料，并伴生<5 mm砂料。

1.2料源簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目石料場(chǎng)區(qū)東西寬約1.1～2.0 km，南北長(zhǎng)約1.0 km，開采區(qū)主要位于1 000.00 m高程以上，東西寬約1.0～2.0 km，南北長(zhǎng)約1.0 km。

本料場(chǎng)巖石巖性為渾然黑云花崗閃長(zhǎng)巖，干密度為2.68～2.72 g/cm3，干抗壓強(qiáng)度73.5～101 MPa，濕抗壓強(qiáng)度60.0～86.1 MPa，巖石的干、濕抗壓強(qiáng)度差異不大，巖石受裂隙影響，屬堅(jiān)硬巖。

1.3項(xiàng)目布局

本商品砂石料項(xiàng)目主要包括石料場(chǎng)及砂石加工系統(tǒng)。石料場(chǎng)布置在1號(hào)溝上方，總面積約36 km2，圈定區(qū)域的料場(chǎng)有用料儲(chǔ)量約5 110萬(wàn)m3；砂石加工系統(tǒng)沿溝順線布置，粗碎車間布置在1號(hào)溝附近，成品料場(chǎng)布置在2號(hào)溝溝口附近。

2砂石系統(tǒng)規(guī)模

2.1系統(tǒng)規(guī)模要求

由于本項(xiàng)目為商品砂石料，主要面向城市基礎(chǔ)建設(shè)市場(chǎng)，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及業(yè)主要求，本項(xiàng)目要求如表1所示。

表1　砂石系統(tǒng)要求表

2.2系統(tǒng)規(guī)模確定

在料場(chǎng)毛料開采、運(yùn)輸過(guò)程中的損耗系數(shù)按1.12計(jì)，毛料天然容重為2.7 t/ m3，每月按工作25 d計(jì)，日工作班制14 h[1]。則毛料日開采強(qiáng)度為3 000 000×2.7÷1.12÷12÷350=1722 t/h。

根據(jù)毛料日開采強(qiáng)度，確定規(guī)模系統(tǒng)處理能力為1 750 t/h。

3系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

3.1工藝流程

根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)及以往工程類比，本系統(tǒng)采用如下加工工藝[2]。

(1) 破碎工藝

砂石加工系統(tǒng)根據(jù)料源巖性及建筑用骨料的特點(diǎn)，工藝設(shè)計(jì)采用“3段破碎”、干法生產(chǎn)，其中粗碎為顎式破碎機(jī)開路生產(chǎn)，中碎為圓錐破碎機(jī)開路生產(chǎn)，細(xì)碎為圓錐破碎機(jī)閉路生產(chǎn)[3]。具體流程見(jiàn)圖1。

圖1　商品砂石料系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖

(2) 粗砂整形工藝

本系統(tǒng)粗砂整形工藝，采用目前國(guó)際上先進(jìn)的立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)對(duì)3級(jí)篩分生產(chǎn)的3～5 mm粗砂進(jìn)行整形[4]。

(3) 流程設(shè)計(jì)

通過(guò)論證分析本系統(tǒng)加工工藝采用3段破碎、3級(jí)篩分和粗砂整形工藝， 31.5～25 mm、25～16 mm、16～5 mm粗骨料由3級(jí)篩分生產(chǎn)，人工砂由3級(jí)篩分、超細(xì)碎車間聯(lián)合配制生產(chǎn)，并按比例調(diào)配成合格成品砂。

(4) 工藝流程計(jì)算

在考慮料場(chǎng)料源巖性、產(chǎn)品粒度、產(chǎn)量、運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備成本等基礎(chǔ)上，并結(jié)合國(guó)內(nèi)同類巖性加工系統(tǒng)破碎經(jīng)驗(yàn)，破碎機(jī)選擇粗碎為顎式破碎機(jī)，中細(xì)碎為圓錐破碎機(jī)，超細(xì)碎選擇立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外各知名廠家設(shè)備使用、試驗(yàn)以及國(guó)內(nèi)工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)綜合考慮選擇破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度。通過(guò)流程平衡計(jì)算每個(gè)車間處理量見(jiàn)表2。

3.2除塵工藝

砂石加工系統(tǒng)中產(chǎn)生粉塵的部位大體上可分為兩大類：① 產(chǎn)生粉塵的數(shù)量相對(duì)較小或粉塵生成空間集中且?guī)?dòng)粉塵的氣流流速較低，如膠帶機(jī)端頭、破碎車間、篩分車間等；② 粉塵量大、集中、流速高，如超細(xì)碎車間。為了體現(xiàn)綠色、環(huán)保的砂石生產(chǎn)基地，遵循國(guó)家、行業(yè)的有關(guān)法規(guī)，依據(jù)砂石加工生產(chǎn)工藝流程和平面布置，確認(rèn)塵源控制點(diǎn)并選擇合適的除塵系統(tǒng)形式。

3.2.1防塵處理措施

砂石加工系統(tǒng)的破碎、篩分設(shè)備工作時(shí)必然產(chǎn)生石粉飛揚(yáng)，造成的粉塵污染也是必然地，無(wú)法避免，只能根據(jù)各塵源點(diǎn)的特點(diǎn)采取相應(yīng)必要的措施進(jìn)行控制，粉塵控制一般可采取“封閉除塵、噴霧除塵、強(qiáng)排除塵”3種措施相結(jié)合。

3.2.2各車間防塵處理

(1) 膠帶機(jī)端頭

對(duì)于系統(tǒng)中易產(chǎn)生粉塵的膠帶機(jī)端頭搭接部位，采取“噴水霧降塵”的控制措施，可以有效地控制粉塵污染。

表2　砂石系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)表　/(t·h-1)

(2) 粗碎車間

對(duì)于系統(tǒng)中的粗碎車間，采取“噴水霧降塵+封閉出料廊道”的控制措施：① 在破碎機(jī)進(jìn)料端、出料端噴霧；② 對(duì)出料廊道出料端采用油布封閉噴霧。通過(guò)這2種措施可以有效地控制粉塵污染。

(3) 中細(xì)碎車間

對(duì)于系統(tǒng)中的中細(xì)碎車間，采取“封閉除塵”的控制措施。將中細(xì)碎車間破碎機(jī)的出料端采用鋼結(jié)構(gòu)單獨(dú)進(jìn)行封閉，由于封閉的環(huán)境粉塵濃度大，所以需要對(duì)其采用專門的設(shè)備進(jìn)行處理，主要采用“風(fēng)機(jī)抽風(fēng)、除塵器除塵”的措施。破碎機(jī)的出料端封閉后的抽塵管路分別引至主管道中，再由主管道引至收塵設(shè)備。經(jīng)收塵設(shè)備收集的粉塵經(jīng)螺旋輸送機(jī)送往儲(chǔ)灰罐，并最終棄至指定棄渣場(chǎng)或另作它用。

(4) 篩分車間

對(duì)于系統(tǒng)中的篩分車間，采取“封閉車間+噴水霧降塵”的控制措施。將篩分車間篩分機(jī)篩面采用防雨帆布加以封閉，控制揚(yáng)塵。同時(shí)在篩分機(jī)車間進(jìn)料端、出料端噴水霧，并嚴(yán)格控制水量，以免造成篩分分級(jí)不暢及下一道工序物料的含水量超標(biāo)。

(5) 超細(xì)碎車間

對(duì)立軸式破碎機(jī)的出料端封閉后的抽塵管路分別引至主管道中，再由主管道引至除塵設(shè)備。

3.3主要設(shè)備配置

根據(jù)工藝流程計(jì)算結(jié)果，粗碎車間選擇2臺(tái)C140顎式破碎機(jī)，中碎車間選擇2臺(tái)HP500EC圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎車間選擇4臺(tái)HP500F圓錐破碎機(jī)，超細(xì)碎車間選擇1臺(tái)CV229立軸式破碎機(jī)，其設(shè)備配置見(jiàn)表3所示[5]。

表3　砂石加工系統(tǒng)主要設(shè)備表

4主要技術(shù)特點(diǎn)與關(guān)鍵工藝

系統(tǒng)在工藝設(shè)計(jì)上充分考慮了渾然黑云母花崗閃長(zhǎng)巖原料的特性，選用和配置國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的高性能破碎篩分設(shè)備，不但可保證成品骨料具有優(yōu)良粒形，而且設(shè)備性能可靠、產(chǎn)量穩(wěn)定[6]。在人工砂生產(chǎn)上，考慮到市場(chǎng)需求，采用立式?jīng)_擊破僅對(duì)流程砂中的3～5 mm進(jìn)行整形；成品砂由前段破碎篩分產(chǎn)生的<3 mm砂和整形的粗砂組成，并根據(jù)運(yùn)行期石粉含量要求，預(yù)留選粉設(shè)備位置對(duì)成品砂進(jìn)行選粉以靈活的調(diào)砂工藝可使成品砂的質(zhì)量、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性得到了較好的控制[7]。

4.1技術(shù)特點(diǎn)

本項(xiàng)目砂石系統(tǒng)沿溝順線布置，粗碎車間布置在1號(hào)溝附近，成品料場(chǎng)布置在2號(hào)溝溝口附近，半成品部與成品部距離約1.1 km。成品料場(chǎng)與成品轉(zhuǎn)料場(chǎng)總?cè)莘e約6萬(wàn)m3。整個(gè)系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)規(guī)模大、系統(tǒng)場(chǎng)地布置戰(zhàn)線長(zhǎng)、成品料儲(chǔ)存多等特點(diǎn)。

4.2關(guān)鍵工藝

由于系統(tǒng)沿溝順線布置，半成品部與成品部距離約1.1 km ，第1篩分車間所含1級(jí)篩分、2級(jí)篩分，分級(jí)的<31.5 mm混合料通過(guò)3條膠帶機(jī)送入篩分調(diào)節(jié)料堆。其中一條膠帶機(jī)為曲線膠帶機(jī)，輸送量按照3 500 t/h進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.3曲線膠帶機(jī)

本條曲線膠帶機(jī)為單線布置，水平長(zhǎng)度L=1 085.08 m，帶寬B=1 400 mm，帶速V=4.0 m/s，水平轉(zhuǎn)彎半徑R=1 500 m，轉(zhuǎn)彎角度17.74°；立面設(shè)置2個(gè)凹弧段，半徑均為R=350 m，1個(gè)凸弧段，半徑為R=100 m。具有運(yùn)輸量大、距離長(zhǎng)、帶速高等特點(diǎn)。為保證本條膠帶機(jī)正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，聯(lián)合膠帶機(jī)設(shè)備廠家，從設(shè)備運(yùn)行可靠性、安全性方面采取以下措施[8]：

(1) 軟啟動(dòng)時(shí)間為40 s，制動(dòng)時(shí)間為25 s；

(2) 考慮到該條膠帶機(jī)沿山布置，雙向拉繩開關(guān)單側(cè)布置，每40 m布置1個(gè)；

(3) 跑偏開關(guān)每50 m布置1組；

(4) 膠帶機(jī)的尾部設(shè)置防打滑裝置；

(5) 在膠帶機(jī)落料管下緩沖托輥處，安裝縱向防撕裂裝置[9]。

曲線膠帶機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表4。

表4　輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

5結(jié)語(yǔ)

本商品砂石料項(xiàng)目砂石系統(tǒng)從總體布置來(lái)看，充分利用了地形條件，簡(jiǎn)潔美觀，布局合理。本系統(tǒng)具有幾大特點(diǎn)：

(1) 采用顎式破碎機(jī)+圓錐破碎機(jī)3段破碎方案，粗砂整形采用立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)，所有破碎設(shè)備均為國(guó)際先進(jìn)破碎設(shè)備；

(2) 采用國(guó)際先進(jìn)的高頻振動(dòng)篩篩分細(xì)骨料，解決了普通振動(dòng)篩占地面積大的問(wèn)題；

(3) 采用了高帶速的曲線膠帶機(jī)，減少了物料倒運(yùn)環(huán)節(jié)，運(yùn)行更安全、可靠。

(4) 設(shè)置了多達(dá)6萬(wàn)m3的成品料堆場(chǎng)。在不影響成品砂石料銷售的情況下，留出更多的系統(tǒng)設(shè)備檢修時(shí)間以及料場(chǎng)覆蓋剝離周期。

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Flow Design of Aggregate and Sand Processing System

TANG Rui

(Northwest Engineering Corporation Limited, Xi'an710065，China)

Abstract:The raw material of aggregate is the integrated biotite granodiorite. The tests of the physical mechanics proves that its dry compressive strength is 73.5～101 MPa and its wet compressive strength is 60.0～86.1 MPa. The system arrangement is fully demonstrated in terms of technology and economy. Features of the raw materials are considered while equipment is selected. Therefore, three-level crushing and three-level sieving are applied. Sand is processed by the vertical-shaft impact crusher. In the paper, the key technology of the system design is analyzed and summarized in combination of the technical design of the system.

Key words:aggregate and sand processing system; crushing; sand processing; sieving

中圖分類號(hào)：TU63;TV42

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1006-2610.2016.01.014

作者簡(jiǎn)介：唐瑞(1979- )，男，四川省蓬安縣人，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作.

收稿日期：2015-07-07

文章編號(hào)：1006—2610(2016)01—0054—03