烏江銀盤水電站左岸董家溝大型砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

李 暉

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410007）

0 概況

銀盤水電站位于烏江下游河段，地處重慶市武隆縣，是烏江干流水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃的第十一梯級(jí)，上距烏江彭水水電站約53km，距烏江河口約94km。

在左岸下游距壩軸線約800m的董家溝建設(shè)砂石加工系統(tǒng)，加工混凝土骨料的原材料來(lái)自余家店子人工料場(chǎng)，該料場(chǎng)距董家溝砂石加工系統(tǒng)約1.5km。

1 工程任務(wù)及規(guī)模要求

砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)能力需滿足高峰月澆筑強(qiáng)度15萬(wàn)m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)要求，承擔(dān)270.27萬(wàn)m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務(wù)，砂石凈料總量約630.75萬(wàn)t，其中碎石438.75萬(wàn)t，砂192.00萬(wàn)t。混凝土分年澆筑強(qiáng)度及砂石料用量見(jiàn)表1。

表1 混凝土分年澆筑強(qiáng)度及混凝土骨料用量表

2 砂石加工系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)規(guī)模

（1）混凝土級(jí)配要求（見(jiàn)表2）

表2 混凝土級(jí)配參考值

（2）工作班制

砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模按一天兩班14小時(shí)工作制。

（3）混凝土高峰月澆筑強(qiáng)度

砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模按15萬(wàn)m3/月混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度的骨料生產(chǎn)要求。

（4）高峰月毛料處理能力

按照成品砂石料的生產(chǎn)要求，考慮加工、運(yùn)輸?shù)葥p耗，高峰月毛料處理能力為：42.44萬(wàn)噸。

（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)毛料小時(shí)處理量及成品砂石料小時(shí)生產(chǎn)能力

按高峰強(qiáng)度月二班生產(chǎn)，每月工作25天，每天工作14小時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)毛料小時(shí)處理量為1450 t/h。

（6）成品料生產(chǎn)能力

本系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模毛料小時(shí)處理設(shè)計(jì)量按1450t/h考慮，成品砂石料小時(shí)生產(chǎn)能力為1150t/h，其中成品碎石生產(chǎn)能力為800t/h，成品砂為350t/h。各級(jí)料的生產(chǎn)能力見(jiàn)表3。

2.2 總體工藝方案與設(shè)備配備

（1）總體工藝方案

總體工藝流程選擇三段破碎生產(chǎn)砂石骨料，濕法生產(chǎn)的工藝，粗碎開(kāi)路、中碎閉路生產(chǎn)，立軸沖擊破制砂和第三篩分構(gòu)成閉路，并補(bǔ)充棒磨機(jī)開(kāi)路生產(chǎn)作為調(diào)節(jié)砂細(xì)度模數(shù)的總體工藝方案。

表3 銀盤董家溝砂石加工系統(tǒng)成品量的生產(chǎn)能力

（2）主要破碎設(shè)備配置

粗碎為PX900/130型旋回破碎機(jī)；中碎為NP1315型反擊式破碎機(jī)；細(xì)碎制砂采用PL9500SD型立式?jīng)_擊破碎機(jī)與MBZ2136型棒磨機(jī)聯(lián)合制砂的工藝。

2.3 工藝流程

由余家店子料場(chǎng)開(kāi)采毛料，采用汽車運(yùn)輸至砂石加工系統(tǒng)的粗碎車間，開(kāi)采毛料的塊度控制在750mm以下，來(lái)料直接進(jìn)入旋回破碎機(jī)，粗碎后的物料進(jìn)入半成品堆場(chǎng)，粗碎車間配置三臺(tái)PX900/130破碎機(jī)，采用開(kāi)路生產(chǎn)。

半成品堆場(chǎng)出來(lái)的由GZG110－150給料機(jī)給料，通過(guò)膠帶機(jī)進(jìn)入第一篩分車間，該車間設(shè)置三組3YAH2460重型振動(dòng)篩，篩孔分別為 150mm、80mm、40mm。分出 150～80mm、80～40mm成品骨料進(jìn)入成品骨料堆，＞150mm及多余的 150～80mm、80～40mm物料進(jìn)入中碎料倉(cāng)，＜40mm物料進(jìn)入篩下的6臺(tái)2300×8400洗石機(jī)，洗泥后的物料進(jìn)入第三篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)。

中碎料倉(cāng)采用三臺(tái)GZG125－160振動(dòng)給料機(jī)分別向中碎3臺(tái)反擊破給料，中碎后的物料進(jìn)入第二篩分車間。第二篩分車間設(shè)置兩臺(tái)YA2460單層篩，大于40mm物料返回中碎料倉(cāng)，小于40mm物料進(jìn)入第三篩分調(diào)節(jié)倉(cāng)，二篩與中碎構(gòu)成循環(huán)。

第三篩分前設(shè)置篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)，出料采用GZG80－120振動(dòng)給料機(jī)。三篩設(shè)置10組3YA2460篩分機(jī)，篩孔分別為20mm、5mm、3mm， 篩分分出 40～20mm、20～5mm 兩級(jí)成品骨料，進(jìn)入成品骨料堆場(chǎng)。用于制砂的40～20mm和部分20～5mm物料進(jìn)入立式?jīng)_擊破制砂調(diào)節(jié)倉(cāng)；部分20～5mm、5～3mm物料進(jìn)入棒磨機(jī)制砂調(diào)節(jié)倉(cāng)；＜3mm及部分5～3mm物料經(jīng)XL－914洗砂機(jī)洗砂、機(jī)械脫水后進(jìn)入成品砂堆場(chǎng)。

立軸沖擊破制砂車間配置四臺(tái)立軸沖擊破制砂設(shè)備，由GZG80－120振動(dòng)給料機(jī)經(jīng)膠帶機(jī)向制砂機(jī)給料。經(jīng)立軸沖擊破破碎后的物料進(jìn)入第三篩分調(diào)節(jié)料倉(cāng)，立軸沖擊破制砂機(jī)與第三篩分構(gòu)成循環(huán)。棒磨制砂采用MBZ2136棒磨機(jī)3臺(tái)，采用開(kāi)路生產(chǎn)，由FG－15洗砂機(jī)洗砂、機(jī)械脫水后進(jìn)入成品砂堆場(chǎng)。

第三篩分車間、棒磨制砂車間的洗砂后的水中含細(xì)砂量較大，這些含細(xì)砂水全部進(jìn)入2臺(tái)石粉回收設(shè)備，回收的細(xì)砂與棒磨制砂和第三篩分的成品砂在膠帶機(jī)上摻合，進(jìn)入成品砂堆場(chǎng)，可根據(jù)碾壓混凝土與常態(tài)混凝土用砂的不同分別堆存。

豎井后通過(guò)水平輸送洞膠帶機(jī)將成品骨料送至2＃成品粗骨料堆場(chǎng)和砂罐，向右岸橋頭混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)的骨料由廊道下的膠帶機(jī)送至裝車臺(tái)，電子汽車衡計(jì)量；向左岸鹽店嘴混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)的骨料由左岸鹽店嘴混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)從2＃粗骨料堆場(chǎng)和砂罐的廊道下接料，輸送至混凝土系統(tǒng)，采用電子皮帶秤計(jì)量。

2.4 主要車間處理能力

表5 主要車間處理能力

3 砂石加工系統(tǒng)平面布置

3.1 砂石加工系統(tǒng)總布置

左岸董家溝砂石加工系統(tǒng)位于左岸董家溝與吊嘴溝之間，老319國(guó)道與新 319國(guó)道之間的地段，主要布置地面高程480m～223m。地理高差157m，因此采用豎井轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.2 車間布置

（1）粗碎車間

粗碎車間回車場(chǎng)布置高程為▽480.0m，三臺(tái)粗碎破碎機(jī)并列布置成一排。

（2）半成品料倉(cāng)

半成品堆場(chǎng)布置高程為▽440.0 m，采用單點(diǎn)堆料，堆料高度為30m，總?cè)莘e5.2萬(wàn)m3，料堆下設(shè)三條鋼筋混凝土地弄，每條地弄內(nèi)設(shè)GZG110－150振動(dòng)給料機(jī)4臺(tái)和B1000膠帶機(jī)向第一篩分車間供料。

（3）第一篩分車間及洗泥車間

第一篩分車間布置3臺(tái)3YAH2460重型圓振動(dòng)篩分機(jī)、6臺(tái)2400×8300螺旋洗石機(jī)，車間布置在半成品堆場(chǎng)下方▽430m平臺(tái)。半成品料經(jīng)第一篩分車間分級(jí)篩分和沖洗后，150～80mm、80mm～40mm粗骨料根據(jù)需要量進(jìn)成品粗骨料倉(cāng)，＞150mm和多出的 150～80mm 、80mm～40mm 的物料進(jìn)入NP1315反擊式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，＜40mm的物料經(jīng) 2400×8300螺旋洗石機(jī)洗泥后，送至第三篩分車間調(diào)節(jié)料倉(cāng)。

（4）中碎車間

中碎車間布置在420m高程平臺(tái)上，布置三臺(tái)NP1315反擊式破碎機(jī)及破碎調(diào)節(jié)料倉(cāng)，破碎分料倉(cāng)下布置三臺(tái)GZG125－160振動(dòng)給料機(jī)。NP1315破碎后的物料經(jīng)破碎機(jī)下部的膠帶送往第二篩分車間。

（5）第二篩分車間

第二篩分車間布置在420m高程平臺(tái)上，由二臺(tái)YA2460篩分機(jī)組成。篩分機(jī)設(shè)單層篩網(wǎng)，孔徑40mm，篩分后＞40mm的骨料送至中碎車間破碎，＜40mm的物料通過(guò)膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至第三篩分車間調(diào)節(jié)料倉(cāng)。

（6）立軸沖擊破制砂車間

立軸沖擊破制砂原料倉(cāng)布置在▽415m，下設(shè)四條廊道出料皮帶，用于向立軸沖擊破供料，四臺(tái)立軸沖擊破布置在408m高程平臺(tái)。

（7）第三篩分車間

第三篩分車間布置于405m高程平臺(tái)，布置10臺(tái)3YA2460圓振動(dòng)篩，10臺(tái) XL-914螺旋洗砂機(jī)，10臺(tái)ZSG1542脫水篩。

（8）棒磨制砂車間

棒磨制砂車間包括制砂分料倉(cāng)和棒磨機(jī)兩部分。棒磨制砂分料倉(cāng)與立軸沖擊破細(xì)碎車間分料倉(cāng)為一通倉(cāng)，布置在408m高程，堆料高度10m。其中棒磨制砂分料倉(cāng)長(zhǎng)33m，下設(shè)3條出料皮帶為棒磨機(jī)供料。

3臺(tái)MBZ2136棒磨機(jī)布置在▽408m平臺(tái)上，MBZ2136棒磨機(jī)制砂經(jīng)洗砂機(jī)沖洗和脫水篩脫水后與第三篩分車間來(lái)砂調(diào)配成合格人工砂送至1#成品骨料堆場(chǎng)。

（9）石粉回收脫水車間

石粉回收脫水車間405m高程平臺(tái)上，細(xì)砂脫水后經(jīng)膠帶機(jī)送往成品砂倉(cāng)。通過(guò)細(xì)砂回收，可調(diào)節(jié)砂的細(xì)度模數(shù)和石粉含量。

（10）1＃成品骨料倉(cāng)

成品料倉(cāng)布置在395m～380m,結(jié)合實(shí)際地形按8%的坡度控制，便于排水。共設(shè)5個(gè)大倉(cāng)，特大、大、中、小石倉(cāng)各一個(gè)，砂倉(cāng)一個(gè)。砂倉(cāng)分為常態(tài)混凝土砂倉(cāng)和碾壓混凝土砂倉(cāng)。

（11）轉(zhuǎn)運(yùn)豎井

由成品骨料堆場(chǎng)向混凝土系統(tǒng)供料采用豎井降低高差，設(shè)置六座轉(zhuǎn)運(yùn)豎井，豎井頂高程在370m，底部高程在283m，豎井底部設(shè)置傾斜輸送洞。

（12）2＃粗骨料堆場(chǎng)

粗骨料按四級(jí)骨料分倉(cāng)堆存，單倉(cāng)20m×26m，堆高16.6m，總?cè)莘e4×7000m3，其活容積可滿足左、右岸兩混凝土系統(tǒng)高峰期一天的生產(chǎn)用量。布置在236m高程平臺(tái)。

（13）砂罐

砂罐由3座Ф16m鋼結(jié)構(gòu)罐組成，堆高15m,總?cè)莘e3×3200m3，其活容積可滿足左、右岸兩混凝土系統(tǒng)高峰期一天的生產(chǎn)用量。布置在233m高程平臺(tái)。

（14）裝車臺(tái)

裝車臺(tái)布置在223m高程平臺(tái)，4#公路旁，有利于向右岸的汽車運(yùn)輸。

4 電氣工程設(shè)計(jì)

4.1 供電電源

本系統(tǒng)按Ⅱ類用電負(fù)荷考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)。供電電源自變電所10kVⅠ、Ⅱ段母線共出線兩回，分別為砂石I、II線，采用10 kV、LGJ-120架空線架設(shè)至砂石加工系統(tǒng)，通過(guò)T接分支經(jīng)柱上真空斷路器與高壓計(jì)量箱后，分別向各變電所供電。

4.2 電氣接線及布置

變電所位置根據(jù)系統(tǒng)工藝流程、用電負(fù)荷分布以及合理供電半徑的原則,設(shè)置五個(gè)變電所。分別向粗碎、第一篩分、洗泥、中碎、第二篩分、第三篩分、制砂、成品骨料堆場(chǎng)及廢水處理等工藝車間及各條膠帶機(jī)用電設(shè)備供電。

5 鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）膠帶輸送機(jī)桁架和立柱

砂石加工系統(tǒng)各車間、料倉(cāng)、工序之間石料運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)。膠帶輸送機(jī)棧橋采用能重復(fù)使用、拆裝方便的鋼桁架，棧橋支架采用鋼立柱。桁架的設(shè)計(jì)考慮以下荷載：包括膠帶機(jī)設(shè)備重、桁架、欄桿自重在內(nèi)的恒載；立柱荷載垂直荷載包括桁架支座處反力，立柱自重和其他荷載，水平荷載包括由桁架支座傳遞的橫向風(fēng)載，以及作用于立柱的分布荷載。

（2）車間

砂石加工系統(tǒng)的各車間，根據(jù)工藝需要和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)型式。兩種結(jié)構(gòu)型式在結(jié)構(gòu)計(jì)算方面，采用靜力計(jì)算、動(dòng)力校核的方法進(jìn)行。靜力計(jì)算荷載有：結(jié)構(gòu)自重，樓面最大使用荷載，破碎機(jī)荷載，破碎機(jī)上物料荷載及其他設(shè)備荷載，風(fēng)荷載等。動(dòng)力校核荷載，是用于確定車間結(jié)構(gòu)自振頻率、動(dòng)位移及必要時(shí)核算結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的荷載。車間的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)布置方面，要求做到傳力系統(tǒng)明確，保證構(gòu)件有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，并盡量使構(gòu)件斷面統(tǒng)一，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單和統(tǒng)一。

5.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

砂石加工系統(tǒng)采用鋼筋混凝土地弄。鋼筋混凝土地弄在立面布置方面需要設(shè)沉降縫和止水。在地弄縱向設(shè)1%～5%坡度，以利地弄排水。地弄凈空尺寸滿足操作方便、生產(chǎn)安全及經(jīng)濟(jì)原則。鋼筋混凝土地弄垂直荷載主要有堆料垂直壓力和結(jié)構(gòu)自重，其次為設(shè)備荷載；水平荷載為地弄側(cè)墻土壓力。

6 結(jié)束語(yǔ)

砂石骨料是建筑物的基本原材料,砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)、布置、運(yùn)行管理的成敗直接關(guān)系到工程的施工進(jìn)度及建筑物的質(zhì)量。砂石加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理、運(yùn)行成本控制好與壞是施工企業(yè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)利潤(rùn)的關(guān)鍵所在，本砂石加工系統(tǒng)經(jīng)過(guò)實(shí)際的運(yùn)行檢驗(yàn)，對(duì)整個(gè)工程的成本控制起到了根本性的作用。