坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠的改擴(kuò)建

柏仲生，秦光輝，劉亞洲，宋祺弢

(中國(guó)水電顧問集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

坪頭水電站工程由首部樞紐、引水系統(tǒng)及地下廠房系統(tǒng)等水工建筑物組成。

首部樞紐從左到右由進(jìn)水口、左岸擋水壩、沖砂閘、三孔泄洪閘及右岸擋水壩等建筑物組成。閘頂高程915m，最大閘高33m，閘壩軸線長(zhǎng)108m。

引水系統(tǒng)沿美姑河左岸布置，包括引水隧洞、調(diào)壓室和壓力管道。引水隧洞長(zhǎng)約12 761m，開挖斷面為馬蹄形斷面，開挖尺寸為5.36～5.5m×6.5～6.8m。調(diào)壓室布置為埋藏式，由上室交通洞、上室、及豎井組成。壓力管道主要由上平段、蝶閥室及交通洞、上豎井段、中平段、下豎井段和下平段組成。

廠房系統(tǒng)為地下式，由主副廠房、安裝間、主變室、尾水洞、交通洞、母線洞、排風(fēng)(出線)洞等組成，總裝機(jī)容量180MW(3×60MW)。

2 改擴(kuò)建前人工骨料加工廠基本情況

2.1 加工能力及主要設(shè)備

坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠原由水電八局承建，后轉(zhuǎn)由水電三局負(fù)責(zé)運(yùn)行管理及維護(hù)。該加工廠承擔(dān)工程引水隧洞4號(hào)支洞以下所有工作面及廠區(qū)樞紐混凝土所用成品砂石骨料的生產(chǎn)。加工廠成品骨料生產(chǎn)能力約80t/h，其中粗骨料50t/h，細(xì)骨料30t/h。成品骨料最大粒徑為80mm，以回采洞挖出渣料作為毛料。

加工廠由粗碎車間、中碎車間、細(xì)碎制砂車間及2個(gè)篩分車間組成。其主要破碎設(shè)備有PE600×900型顎式破碎機(jī)1臺(tái)、PEX250×1200型顎式破碎機(jī)1臺(tái)、PE400×600型顎式破碎機(jī)1臺(tái)、VI6000型立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)1臺(tái)。主要篩分設(shè)備有180-16LM 3YKR1548篩分機(jī)2臺(tái)、YK1543篩分機(jī)1臺(tái)。加工廠主要設(shè)備見表1。

表1 主要設(shè)備配置

2.2 主要工藝流程

本系統(tǒng)回采小于500mm的石渣，經(jīng)自卸汽車運(yùn)到粗碎車間受料口，經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入顎式破碎機(jī)，破碎后通過膠帶機(jī)進(jìn)入預(yù)篩分車間。

預(yù)篩分車間布置1臺(tái)3YKR1548篩分機(jī)(1號(hào)振動(dòng)篩)。1號(hào)振動(dòng)篩設(shè)一層篩網(wǎng)，篩孔尺寸為80mm。經(jīng)預(yù)篩分分級(jí)后大于80mm的碎石進(jìn)入中碎車間。破碎后物料與預(yù)篩分分級(jí)后小于40mm的物料一并由膠帶機(jī)送入調(diào)節(jié)料倉(cāng)。

篩分車間共布置2臺(tái)篩分機(jī)(2號(hào)、3號(hào)振動(dòng)篩)：2號(hào)振動(dòng)篩為1臺(tái)3YK1543篩分機(jī)，設(shè)四層篩網(wǎng)，篩孔尺寸分別為40、20、10、5mm。經(jīng)篩分分級(jí)后20～40mm、5～20mm、5～10mm碎石經(jīng)膠帶機(jī)可分別進(jìn)入中、小石及豆石成品料倉(cāng)；大于40mm物料和部分20～40mm、5～20mm的中、小石(含米石)通過分叉料斗進(jìn)入制砂車間。

3號(hào)振動(dòng)篩為1臺(tái)3YKR1548篩分機(jī)，設(shè)一層篩網(wǎng)，篩孔5mm。3號(hào)篩分機(jī)篩分后小于5mm的物料通過膠帶機(jī)進(jìn)入成品砂倉(cāng)；大于5mm的物料由膠帶機(jī)返回立式?jīng)_擊破碎機(jī)進(jìn)行閉路生產(chǎn)。

2.3 調(diào)節(jié)料堆與成品料堆

(1)調(diào)節(jié)料堆。系統(tǒng)內(nèi)布置調(diào)節(jié)料堆一個(gè)，堆放小于80mm的混合料，料堆總?cè)莘e800m3。

(2)成品料堆。成品料堆分碎石堆、砂堆，其中碎石堆為4個(gè)，分別存放大石(40～80mm)、中石(20～40mm)、小石(5～20mm)和米石(5～10mm)，總?cè)莘e為7 200m3；砂堆總?cè)莘e為2 600m3。

2.4 主要破碎設(shè)備工況

經(jīng)水電三局現(xiàn)場(chǎng)對(duì)主要破碎設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試瞬時(shí)產(chǎn)量如下：

(1)粗碎設(shè)備。粗碎設(shè)備PE0609型顎式破碎機(jī)破碎能力約96t/h。

(2)中碎設(shè)備。中碎設(shè)備PE0406和PEX251250顎式破碎機(jī)各1臺(tái)，破碎能力共計(jì)約為74t/h。

(3)細(xì)碎、制砂設(shè)備。細(xì)碎制砂設(shè)備為VI6000立式?jīng)_擊破碎機(jī)1臺(tái)，通過能力共計(jì)約為80t/h，其中人工砂產(chǎn)量約26t/h。

根據(jù)以上測(cè)試成果及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的分析，粗碎設(shè)備產(chǎn)量基本屬于設(shè)備正常使用范圍。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員反映，中碎設(shè)備以上產(chǎn)量均為PEX251250生產(chǎn)，PE0406難以正常生產(chǎn)。細(xì)碎制砂設(shè)備產(chǎn)量基本屬于設(shè)備正常使用范圍。

3 加工系統(tǒng)改擴(kuò)建

由于在主體工程實(shí)施過程中，現(xiàn)場(chǎng)條件發(fā)生了較大的變化，根據(jù)新的目標(biāo)工期及施工總進(jìn)度安排，相應(yīng)部位混凝土的月高峰強(qiáng)度約為18 000萬(wàn)m3，原有的廠區(qū)人工骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)能力已不能滿足新的混凝土澆筑強(qiáng)度需求，因此需進(jìn)行改擴(kuò)建。

3.1 加工廠規(guī)模

加工廠改擴(kuò)建后需滿足每天二班制連續(xù)生產(chǎn)，毛料處理能力為150t/h，成品骨料生產(chǎn)能力為120t/h，其中成品粗骨料生產(chǎn)能力為70t/h，成品細(xì)骨料生產(chǎn)能力為50t/h。

3.2 主要工藝流程

加工廠改擴(kuò)建時(shí)對(duì)工藝流程進(jìn)行了如下調(diào)整：

(1)增加中碎車間的閉路循環(huán)，即增加篩分車間至中碎車間膠帶機(jī)，以滿足立式?jīng)_擊破碎機(jī)進(jìn)料大于40mm。

(2)恢復(fù)40～80mm出料膠帶機(jī)，以確保少量三級(jí)配混凝土的大石用料。

(3)3號(hào)振動(dòng)篩增加3mm篩網(wǎng)及相應(yīng)配套的設(shè)施(或膠帶機(jī)、或分叉溜槽等)，將3～5mm的粗砂進(jìn)立式?jīng)_擊破碎機(jī)閉路循環(huán)，以減少成品砂中粗顆粒含量，使成品砂細(xì)度模數(shù)及顆粒級(jí)配滿足電站混凝土工程要求。

(4)增加選粉機(jī)。該機(jī)設(shè)于立式破碎機(jī)出料口，針對(duì)細(xì)骨料石粉含量較高的特點(diǎn)，回收細(xì)骨料中多余石粉。

改擴(kuò)建后的骨料加工廠工藝流程見圖1。

圖1 廠區(qū)人工骨料加工廠工藝流程

3.3 新增主要設(shè)備

對(duì)原有設(shè)備情況綜合分析后，改擴(kuò)建需要新增的設(shè)備見表2。

表2 新增主要設(shè)備

4 新增投資估算

新增投資估算主要包括新增設(shè)備費(fèi)用和新增土建費(fèi)用兩部分。新增主要設(shè)備費(fèi)用約120萬(wàn)元(見表2)。新增土建費(fèi)用根據(jù)同類工程經(jīng)驗(yàn)類比，系統(tǒng)改擴(kuò)建增加土建工程量估算見表3。

表3 新增工程量估算

綜合上述分析，坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠改擴(kuò)建需新增費(fèi)用總計(jì)約為200萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠改建前因運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，原有設(shè)備老化較嚴(yán)重，多數(shù)情況下難以達(dá)到額定產(chǎn)量；且后期現(xiàn)場(chǎng)條件發(fā)生變化，混凝土強(qiáng)度增加幅度較大，對(duì)加工廠生產(chǎn)能力提出新的要求。改擴(kuò)建設(shè)計(jì)除增加中碎車間的閉路循環(huán)、恢復(fù)40～80mm出料膠帶機(jī)等流程外，另針對(duì)細(xì)骨料石粉含量較高的特點(diǎn)，新增設(shè)選粉機(jī)以回收細(xì)骨料中多余石粉，較好地調(diào)整了細(xì)骨料中的石粉含量。

運(yùn)行結(jié)果表明，坪頭水電站廠區(qū)骨料加工廠經(jīng)改擴(kuò)建后，生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量均得到較大提高，較為圓滿地解決了廠區(qū)混凝土骨料的供應(yīng)缺口問題。

致謝：本文得到了徐寅、曹華兩位老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心感謝！