牛背脊人工砂石骨料干法生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行

廖正彪，宋忠元，李海英，張巍川

1 工程概況

重慶水波洞建材有限公司根據(jù)企業(yè)發(fā)展情況以及重慶市及合川區(qū)的工業(yè)規(guī)劃，決定發(fā)揮企業(yè)的資源優(yōu)勢(shì)和管理優(yōu)勢(shì)，在牛背脊進(jìn)行礦山開(kāi)采，制造純骨料，年設(shè)計(jì)產(chǎn)能300萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品銷售范圍完全覆蓋合川區(qū)及重慶周邊60公里范圍內(nèi)地區(qū)。

本項(xiàng)目礦石開(kāi)采使用重慶市合川區(qū)鹽井鎮(zhèn)牛背脊～水井坡石灰?guī)r礦區(qū)石灰石資源。礦床包含兩個(gè)礦脈：飛仙關(guān)組第三段和嘉陵江組第一段。飛仙關(guān)組第三段CaO含量平均52.73%，嘉陵江組第一段CaO含量平均49.52%，礦產(chǎn)資源質(zhì)量、儲(chǔ)量均滿足建廠對(duì)于原料的需求。

牛背脊項(xiàng)目供電電源10kV，獨(dú)立引自附近變電所。

礦區(qū)用水主要為生活用水及消防用水，由現(xiàn)場(chǎng)打井解決。

骨料生產(chǎn)場(chǎng)地位于合川鹽井街道水波洞六社，地形總體較平坦。區(qū)內(nèi)地形高程為451.30～469.70m，相對(duì)高差約為18.4m。

2 人工砂石骨料生產(chǎn)規(guī)模

2.1 工作制度

礦山采用輪休工作班制，年工作300d，每天2班，每班8h。

2.2 生產(chǎn)規(guī)模

建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)900萬(wàn)噸。工程分兩期，一期建設(shè)300萬(wàn)噸骨料生產(chǎn)線，其中粗骨料200萬(wàn)噸/年，細(xì)料（機(jī)制砂）100萬(wàn)噸/年；二期建設(shè)600萬(wàn)噸骨料生產(chǎn)線。本次設(shè)計(jì)為一期工程。

3 人工砂石骨料生產(chǎn)工藝

3.1 砂石骨料生產(chǎn)的主要技術(shù)指標(biāo)

粗骨料：5～16mm、16～25.5mm，副產(chǎn)品0～5mm（含土）。

人工砂：0～2.3mm、2.3～3.1mm、3.1～5mm。

產(chǎn)品比例：根據(jù)市場(chǎng)可以有限調(diào)節(jié)。

發(fā)運(yùn)方式：牛背脊項(xiàng)目的產(chǎn)品均為外銷，采用汽車運(yùn)輸出廠。

3.2 工藝流程設(shè)計(jì)

（1）總體工藝流程介紹

本項(xiàng)目為純骨料加工生產(chǎn)線項(xiàng)目。主要由破碎、篩分、制砂及整形、儲(chǔ)存、裝運(yùn)等工藝環(huán)節(jié)組成。

工藝流程設(shè)計(jì)以合理、可靠、可調(diào)、保證產(chǎn)品質(zhì)量為原則，根據(jù)物料物理力學(xué)性質(zhì)及產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量要求，本項(xiàng)目建設(shè)兩套碎石加工系統(tǒng)，每套系統(tǒng)為3級(jí)破碎，破碎后的產(chǎn)品集中篩分，人工砂成品采用“干法”立軸破碎工藝，以保證工程建設(shè)對(duì)人工砂石骨料的質(zhì)量要求。

生產(chǎn)流程為（見(jiàn)圖1）：

預(yù)篩分給料及除泥——顎式破碎（一破）——反擊式破碎（二破）——篩分——立軸破碎機(jī)——篩分——成品。

（2）破碎工藝

一破和二破采用開(kāi)路系統(tǒng)，三破和相應(yīng)的篩分車間形成閉路循環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)?？蓾M足各種級(jí)配混凝土對(duì)各種粒徑骨料的不均衡需求。

一破車間設(shè)計(jì)處理能力為1200t/h，分為兩條生產(chǎn)線平行布置，單條生產(chǎn)線的處理能力為600t/h，采用板喂機(jī)、棒條給料機(jī)加破碎機(jī)布置方式，棒條間距為50mm，一破車間設(shè)置兩臺(tái)顎式破碎機(jī)，設(shè)計(jì)排料口開(kāi)度為150mm時(shí)，最終產(chǎn)品粒度≤250mm。一破旁邊還設(shè)置一篩車間，用來(lái)篩分棒條給料機(jī)下的物料，篩網(wǎng)工藝孔徑5mm，粒度＜5mm的毛料由其篩分分級(jí)后作為棄料運(yùn)輸至廢料堆，粒徑＞5mm及一破后的物料經(jīng)過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)輸至二破中間倉(cāng)。

圖1 生產(chǎn)流程圖

二破車間選用兩臺(tái)平行布置的反擊破碎機(jī)，設(shè)計(jì)處理能力1200 t/h。來(lái)自一破的骨料運(yùn)至中間倉(cāng)后，經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)調(diào)節(jié)后進(jìn)入破碎機(jī)破碎，二破產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至二篩車間進(jìn)行篩分分級(jí)，二破破碎機(jī)設(shè)計(jì)排料口開(kāi)度35mm，最終產(chǎn)品粒度≤50mm，破碎比i=3。

三破車間選用兩臺(tái)立軸破碎機(jī)，設(shè)計(jì)處理能力800 t/h，兩條線平行布置。三破設(shè)備破碎后產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至三篩車間進(jìn)行篩分分級(jí)。

（3）篩分工藝

一篩車間主要負(fù)責(zé)一破車間產(chǎn)品分級(jí)，設(shè)計(jì)處理能力200t/h，一篩車間將一破產(chǎn)品分成＞5mm和＜5mm兩部分，＞5mm產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至二破車間，＜5mm產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至廢料堆。

二篩車間主要負(fù)責(zé)二破車間產(chǎn)品的篩分分級(jí)，設(shè)計(jì)處理能力2000t/h，將產(chǎn)品篩分分級(jí)成＞25mm、16～25mm、5～16mm 和＜5mm 四部分，＞25mm的產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至三破車間繼續(xù)破碎整形，16～25mm和5～16mm的產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至成品堆場(chǎng)堆存，＜5mm的產(chǎn)品由膠帶機(jī)運(yùn)至三篩車間。

三篩車間設(shè)計(jì)處理能力400t/h，主要用于＜5mm的產(chǎn)品篩分分級(jí)，將產(chǎn)品篩分分級(jí)成3.1～5mm、2.3～3.1mm和＜2.3mm三部分，通過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)至成品堆場(chǎng)堆存。

（4）成品堆場(chǎng)

成品堆場(chǎng)設(shè)置7個(gè)圓形堆場(chǎng)，堆場(chǎng)中間用混凝土擋墻分開(kāi)堆存，用裝載機(jī)出料。

（5）配套設(shè)施

各個(gè)車間均布置有起重檢修設(shè)備、收塵設(shè)備及降噪設(shè)施。

根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備用氣量的要求，場(chǎng)內(nèi)設(shè)置1個(gè)空壓機(jī)站?？諌簷C(jī)站配有3臺(tái)固定式空氣壓縮機(jī)，兩用1備，以滿足生產(chǎn)要求。

場(chǎng)內(nèi)各個(gè)車間均有安裝、檢修通道。

根據(jù)用電負(fù)荷和用電設(shè)備使用地點(diǎn)，本項(xiàng)目設(shè)置1處礦山配電站，設(shè)在用電負(fù)荷的中心附近。

4 主要工藝設(shè)備選型

4.1 破碎設(shè)備選型設(shè)計(jì)

（1）一破車間

一破車間設(shè)計(jì)處理能力1200 t/h，車間配置兩臺(tái)板喂機(jī)、兩臺(tái)HPF1560棒條給料機(jī)和兩臺(tái)PE1200×1500顎式破碎機(jī)及相對(duì)應(yīng)的膠帶機(jī)。處理最大進(jìn)料粒徑為1000mm，其中＜100mm的物料通過(guò)棒條給料機(jī)下到膠帶機(jī)上輸送至一篩車間。顎式破碎機(jī)主要處理≥100mm以上的物料，開(kāi)口100mm，最大破碎能力可達(dá)2×800 t/h，設(shè)備負(fù)荷率66.7%。

（2）二破車間

二破車間設(shè)計(jì)處理能力1200 t/h，車間配置兩臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)和兩臺(tái)LPF1114.24反擊式破碎機(jī)及相對(duì)應(yīng)的膠帶機(jī)。處理最大進(jìn)料粒徑為350mm。反擊式破碎機(jī)主要處理≥350mm以上的物料，開(kāi)口50mm，最大破碎能力可達(dá)2×600 t/h，設(shè)備負(fù)荷率70%。

（3）三破車間

三破車間設(shè)計(jì)處理能力800 t/h，車間配置兩臺(tái)PL9500YP立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)及相對(duì)應(yīng)的膠帶機(jī)。處理最大進(jìn)料粒徑為70mm。反擊式破碎機(jī)主要處理≥50mm以上的物料，開(kāi)口25mm，最大破碎能力可達(dá)2×400 t/h，設(shè)備負(fù)荷率70%。

4.2 篩分設(shè)備選型設(shè)計(jì)

（1）一篩車間

一篩車間配置1臺(tái)型號(hào)為ZXF2461AT移動(dòng)式圓振動(dòng)篩，設(shè)計(jì)處理能力200 t/h，分級(jí)范圍為＞5mm和＜5mm兩個(gè)粒級(jí)。

（2）二篩車間

二篩車間配置3臺(tái)型號(hào)為3YKR3075NJ圓振動(dòng)篩，設(shè)計(jì)處理能力 182～1824 t/h，分級(jí)范圍為＞25mm、16～25mm、5～16mm 和 ＜5mm四個(gè)粒級(jí)。

（3）三篩車間

三篩車間配置兩臺(tái)型號(hào)為2ZXF3061香蕉篩，設(shè)計(jì)處理能力200 t/h，分級(jí)范圍為 3.1～5mm、2.3～3.1mm和＜2.3mm三個(gè)粒級(jí)。

5 人工砂石骨料加工系統(tǒng)的平面布置

5.1 布置原則

（1）滿足加工系統(tǒng)工藝流程要求，布局合理、緊湊，便于施工和運(yùn)行管理。

（2）在滿足最小爆破安全距離的前提下，盡量減少礦石運(yùn)距。

（3）破碎篩分設(shè)備的基礎(chǔ)必須滿足地基承載力和設(shè)備工作時(shí)振動(dòng)荷載的要求。

（4）設(shè)備配置應(yīng)根據(jù)流程要求，對(duì)砂石原料巖性波動(dòng)有足夠的適應(yīng)性，避免骨料級(jí)配失調(diào)，減少超大徑料；同一作業(yè)的多臺(tái)相同規(guī)格的設(shè)備，應(yīng)盡量對(duì)稱或同軸線布置在同一高程上，設(shè)備間距應(yīng)滿足安裝、操作、維修要求。

（5）利用地形簡(jiǎn)化工廠內(nèi)部骨料運(yùn)輸和場(chǎng)地排水。加工廠的豎向布置應(yīng)為物料輸送創(chuàng)造條件，縮短加工物料的運(yùn)程；減少反向、重復(fù)運(yùn)輸；除寒冷地區(qū)外，破碎、篩分車間可露天設(shè)置，但電氣設(shè)備應(yīng)予以保護(hù)。

5.2 平面布置

本項(xiàng)目在滿足工藝生產(chǎn)線布置要求的前提下，充分利用地形條件，將廠區(qū)沿山坡整平成3個(gè)平臺(tái)，第一個(gè)平臺(tái)為卸料區(qū)，設(shè)計(jì)標(biāo)高為465m，第二平臺(tái)為破碎、篩分區(qū)，設(shè)計(jì)標(biāo)高為457m，第三平臺(tái)為成品區(qū)，設(shè)計(jì)標(biāo)高為446m，減小了整平工程量和占地面積，降低了投資?？偲矫娌贾昧艘黄栖囬g、一篩車間、二破車間、二篩車間、三破車間、三篩車間、電力室和空氣壓縮站八個(gè)車間，各車間的具體布置見(jiàn)圖2。

6 砂石骨料的質(zhì)量控制

圖2 重慶牛背脊項(xiàng)目（300萬(wàn)噸/年）平面圖

砂石骨料的質(zhì)量控制從原料的選擇上就要加以選擇控制，以生產(chǎn)出符合規(guī)定的砂石骨料。

砂石骨料的質(zhì)量由原料質(zhì)量、骨料生產(chǎn)時(shí)的破碎和試驗(yàn)控制等環(huán)節(jié)完成。

6.1 嚴(yán)格控制原料開(kāi)采質(zhì)量是骨料生產(chǎn)控制的源頭

原料開(kāi)采質(zhì)量控制工作由覆蓋層清理和原料裝料組成。覆蓋層清理完成后，由地質(zhì)工程師確認(rèn)，再進(jìn)行原料開(kāi)采工作。加工原料由專職質(zhì)檢人員直觀檢查，對(duì)原料中風(fēng)化比較嚴(yán)重或雜物多、夾泥或含泥塊的原料作廢料處理，不得卸入受料倉(cāng)，從生產(chǎn)源頭上主動(dòng)控制好原料質(zhì)量。

6.2 骨料生產(chǎn)過(guò)程的破碎是解決骨料裹粉問(wèn)題的主要手段

骨料生產(chǎn)過(guò)程中，主要是采取沖洗措施解決骨料裹粉問(wèn)題。在沖洗管路上安裝調(diào)節(jié)閥，根據(jù)毛料情況，控制沖洗水量，保證沖洗水壓在24.5～29.4Pa。

6.3 骨料生產(chǎn)過(guò)程中的超遜徑控制

骨料生產(chǎn)過(guò)程中，超遜徑控制主要就是通過(guò)加大骨料檢測(cè)頻次和調(diào)節(jié)加工料口寬度來(lái)滿足骨料級(jí)配要求。工程措施主要為：

（1）各種成品骨料之間設(shè)置隔離墻，避免混料造成骨料超遜徑。

（2）選擇合理的篩網(wǎng)孔徑，每班對(duì)篩網(wǎng)檢查一次，并根據(jù)磨損情況及時(shí)更換。

（3）各種成品料倉(cāng)的存料定期周轉(zhuǎn)使用，及時(shí)清倉(cāng)，避免碎料、粉料積累。

（4）骨料拉運(yùn)裝車要均勻取料，不得全部沿周邊取料，避免裝料造成骨料分離。

6.4 骨料質(zhì)量檢驗(yàn)

定期進(jìn)行骨料的質(zhì)量檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)骨料質(zhì)量不滿足要求時(shí)，立即進(jìn)行會(huì)診，提出解決方案，進(jìn)行設(shè)備調(diào)節(jié)，完成骨料質(zhì)量的可操控性。

7 砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行及效果分析

牛背脊砂石骨料生產(chǎn)線從2011年6月開(kāi)始設(shè)計(jì)，8月中旬完成設(shè)備招標(biāo)采購(gòu)工作，下旬開(kāi)始建設(shè)，12月底基本建成并試運(yùn)行，2012年元月投入使用，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，骨料生產(chǎn)達(dá)到了設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，但系統(tǒng)在運(yùn)行中也存在一些問(wèn)題：

（1）本工程所處環(huán)境比較潮濕，礦石含泥量較大，振動(dòng)給料機(jī)容易粘連糊住，影響了除泥效果，長(zhǎng)時(shí)間封閉篦縫很容易板結(jié)成塊，影響振動(dòng)給料機(jī)的效率，建議選用能力大的設(shè)備解決此問(wèn)題。

（2）砂石骨料的裹粉問(wèn)題沒(méi)有從根本上徹底解決。

（3）各進(jìn)庫(kù)膠帶機(jī)坡度較緩，加大了運(yùn)輸距離，增加了場(chǎng)地占地面積，建議在安全的前提下適當(dāng)增加膠帶機(jī)輸送角度。■