大草壩玄武巖料場砂石加工系統(tǒng)設(shè)計

郭磊

（中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴陽 550081）

大草壩玄武巖料場砂石加工系統(tǒng)設(shè)計

郭磊

（中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴陽 550081）

通過對料場的儲量、需求量、剝采比等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確計算分析，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)化，選擇滿足工程特性的大草壩玄武巖料場開采方案和砂石加工關(guān)鍵工藝。大草壩料場及砂石加工系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計方案的科學(xué)布置和合理選擇，滿足工程施工建設(shè)高峰用料需求，為施工質(zhì)量和進(jìn)度控制奠定了夯實(shí)基礎(chǔ)。

大草壩；玄武巖料場；開采規(guī)劃；砂石加工系統(tǒng)

1 工程概況

為滿足畢節(jié)地區(qū)高速公路建設(shè)及后期維護(hù)對路面用玄武巖砂石料的需求，結(jié)合在建織（金）納（雍）高速公路，選定大草壩玄武巖料場，并就近設(shè)置砂石加工系統(tǒng)。

大草壩玄武巖料場及砂石加工系統(tǒng)位于貴州省納雍縣王家寨鎮(zhèn)大草壩。場區(qū)距縣城16km，由鄉(xiāng)村公路、納雍至水東公路可到達(dá)縣城；距在建織（金）納（雍）高速公路連接線（楊家寨）較近（8km），交通條件較好［1］。

納雍縣大草壩玄武巖料場擬選礦界面積0.12km2，料場山體由玄武巖組成，以設(shè)計最低開采標(biāo)高1795m計算，料場面積及設(shè)計開采標(biāo)高范圍內(nèi)，總體積1191.5萬m3。

據(jù)鉆探和物探結(jié)果估算表土層及巖石強(qiáng)風(fēng)化層平均厚度5.5m，計算出場區(qū)范圍內(nèi)需剝離的棄料66.4萬m3。由此估算出在納雍縣大草壩玄武巖料場擬選礦界內(nèi)，可供開采的玄武巖砂石料資源總儲量1125.1萬m3。

2 料場開采規(guī)劃

大草壩玄武巖料場地形總體上呈一開口向南的“U”形谷，北高南低。谷頂為大草壩，最高標(biāo)高1948.5m，谷底標(biāo)高1780m，谷底有一2.67hm2平地，山谷縱深大于200m；在“U”形谷東西兩側(cè)，為最高標(biāo)高分別為1930m（西側(cè)）和1948.5m（東側(cè)）的兩座山脊，北部為連續(xù)山體?！癠”形谷北部山體平均標(biāo)高1930m，總體上東部略高于西部。據(jù)地質(zhì)分界線，“U”形谷東側(cè)山脊玄武巖與灰?guī)r分界線出露高程1835m，近東西走向，傾向北，玄武巖位于高處。“U”形谷西側(cè)山脊玄武巖與灰?guī)r分界線出露高程1860m，近東南走向，傾向東北，玄武巖位于高處。據(jù)地形條件及玄武巖分布區(qū)域，料場不宜開采較低高程部位，否則將開采較多灰?guī)r無用料，不經(jīng)濟(jì)且增加無用料處理［2］。料場開采盡量沿兩山脊向北面開采。

2.1 料場開采方案

根據(jù)實(shí)際地形和開采范圍，按照所需求的開采量，結(jié)合料場實(shí)際地形地貌及場地綜合利用的原則，料場開采規(guī)劃按自上而下分臺階開采［3］。

料場擬定開采高程范圍1945～1840m，東西向長400～500m，南北向?qū)?20～400m，開采最大高差105m。開采按15m一個梯段高度，梯段坡比為1∶0.5，每隔15m設(shè)置一馬道，寬2m。在1900m高程設(shè)置20m寬馬道可作為恢復(fù)鄉(xiāng)村公路用，也為無用層厚度增加等地質(zhì)不確定因素預(yù)留儲量，同時寬馬道也有利于邊坡安全。

2.2 儲量計算

根據(jù)圈定范圍進(jìn)行儲量計算，計算方法采用平切法。料場表層剝離層厚平均按5.5m計，無用層體積為89.1萬m3（含1860～1840m高程灰?guī)r開采量3萬m3），有用層儲量為504.5m3，剝采比0.177，屬優(yōu)質(zhì)料場。儲量大于料場規(guī)劃開采總量500萬m3，滿足要求。每個梯段開采有用料累計、無用料累計及儲量累計。

2.3 開采方法

料場剝離層采用3m3挖掘機(jī)直接開挖并裝20t自卸汽車出渣。斜坡處則采用手風(fēng)鉆鉆孔爆破，形成平臺后石料由潛孔鉆鉆孔，微差擠壓爆破施工。

集料采用推土機(jī)，3m3挖掘機(jī)配20t自卸汽車裝運(yùn)至粗碎車間破碎加工。每一開采層由場內(nèi)開采道路至相應(yīng)開采層的底高程，從上往下開采，其場內(nèi)開采道路隨開采梯段的降低而縮短，最后全部挖出，往下則進(jìn)入下層公路開采控制范圍［4］。

料場南面有部分民房，大部分區(qū)域不能采用傳統(tǒng)的開采方式向外進(jìn)行爆破，必須采取有效的開采方式以防止爆破飛石對民房和村民的安全影響。

采取先鋒槽的降段形式開采，改變爆破臨空面，防止爆破飛石對民房的破壞，即：從開采公路向料場東西側(cè)先期開挖寬度不小于22m的先鋒槽，使其底部可以降至下一平臺高程；待形成先鋒槽（塹溝）后，以該先鋒槽為運(yùn)輸塹溝，先鋒槽兩側(cè)為開采撐子面，施工時先爆破塹溝兩側(cè)巖體，后開挖剝離料，外部預(yù)留2～3m的巖坎進(jìn)行保護(hù)，該預(yù)留巖坎在下一梯段爆破時可一并挖除。料場從高到低分6個梯段開采，每個梯段的底高程分別為1915，1900，1885，1870，1855，1840m。

3 砂石加工系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)規(guī)模

大草壩玄武巖砂石加工系統(tǒng)，其加工原料為料場開采的玄武巖。

料場規(guī)劃開采有用量500萬m3，1430萬t（每m3玄武巖平均密度取2.86t/m3）。每天按一班制生產(chǎn)，每班工作7h計，成品骨料生產(chǎn)強(qiáng)度1000m3/d。需要5～10mm，10～15mm兩種成品級配，各占50%。每年生產(chǎn)成品30萬m3，48萬t。料場規(guī)劃開采1430萬t，系統(tǒng)年處理能力109.2萬t，生產(chǎn)年限13.1年。成品骨料生產(chǎn)能力230t/h，即：5～10mm，115t/h；10～15mm，115t/h。系統(tǒng)處理能力520t/h（包括195t/h的0～5mm料），年處理能力109.2萬t。

3.2 系統(tǒng)平面布置

砂石加工系統(tǒng)由粗碎車間、中碎車間、細(xì)碎車間、立軸破整形車間、第1篩分車間、第2篩分車間、第3篩分車間、半成品料倉、成品料倉及相應(yīng)輔助設(shè)施等組成。

3.3 關(guān)鍵工藝

3.3.1 粗碎車間

粗碎車間回車平臺布置在1號公路與2號公路相接的山脊旁，布置高程1835.0m。毛料的最大尺寸為900mm。毛料經(jīng)自卸車運(yùn)輸?shù)谷牖炷两Y(jié)構(gòu)粗碎受料倉，粗碎料倉尺寸5m×5m×2.5m（長×寬×高），受料倉下的棒條給料機(jī)把大于100mm的料分到C125顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，小于100mm的料直接從下部溜槽進(jìn)入A1膠帶機(jī)。C125的排料口為140mm，控制出料粒徑小于280mm。破碎料及小于100mm未破碎料匯入A1膠帶機(jī)，運(yùn)至半成品堆場堆存，半成品料倉容積1萬m3。

3.3.2 第一篩分車間

第一篩分車間布置4臺3YKR2460圓形振動篩（篩孔尺寸為50mm×50mm，15mm×15mm，5mm×5mm）。半成品料經(jīng)地弄給料機(jī)送到A2膠帶機(jī)轉(zhuǎn)A3，A4膠帶機(jī)輸送至第1篩分車間。經(jīng)第1次篩分分級后，超徑石（大于50mm）由A5膠帶機(jī)轉(zhuǎn)A9膠帶機(jī)運(yùn)至中碎調(diào)節(jié)料倉；篩下15～50mm由A6轉(zhuǎn)A12膠帶機(jī)運(yùn)至細(xì)碎調(diào)節(jié)料倉；5～15mm由A7轉(zhuǎn)A15膠帶機(jī)運(yùn)至整形車間；篩下0～5mm由A8膠帶機(jī)轉(zhuǎn)A16，A17，A25，A24，A26運(yùn)出堆存。

3.3.3 中碎、細(xì)碎車間

中細(xì)碎車間布置于“U”形山谷兩側(cè)緩坡地帶，布置高程均為1765m。中碎車間布置兩臺GP200S圓錐破碎機(jī)，進(jìn)入中碎調(diào)節(jié)料倉的料由料倉下的給料機(jī)直接給入GP200S圓錐破碎機(jī)破碎。破碎后的料排入A10膠帶機(jī)轉(zhuǎn)A11回路到A2至第一篩分車間進(jìn)行再次篩分。細(xì)碎車間布置二臺HP400多缸圓錐破碎機(jī)，進(jìn)入細(xì)碎調(diào)節(jié)料倉的料由料倉下的給料機(jī)直接給入HP400多缸圓錐破碎機(jī)。破碎后的料排入A13膠帶機(jī)，并運(yùn)到第二篩分車間進(jìn)行篩分。中碎與第一篩分形成閉路生產(chǎn)，細(xì)碎與第二篩分形成閉路生產(chǎn)。

3.3.4 第二篩分車間

由細(xì)碎排出的料，由A13膠帶機(jī)運(yùn)至第二篩分。二篩車間布置于一篩車間側(cè)面，第二篩分車間布置兩臺2YKR2460重型振動篩（篩孔尺寸為15mm×15mm，5mm×5mm），篩上大于15mm料由溜槽溜入A14膠帶機(jī)返回至A6膠帶機(jī)運(yùn)回路至細(xì)碎調(diào)節(jié)料倉；5～15mm料由膠帶機(jī)A15運(yùn)到整形料倉堆存；篩下0～5mm料排入A17膠帶機(jī)轉(zhuǎn)A25，A24，A26運(yùn)出堆存。

3.3.5 立軸破整形車間

整形車間布置于二篩車間下方，一篩和二篩車間篩分后5～15mm物料進(jìn)入整形車間整形，整形車間布置1臺立軸破。整形車間料倉的料經(jīng)給料機(jī)送至立軸破B7150進(jìn)行整形，其排料由A18膠帶機(jī)運(yùn)至第三篩分篩分。

3.3.6 第三篩分車間

整形車間出來物料經(jīng)過三篩車間篩分后進(jìn)入成品料倉。第三篩分布置兩臺2YKR2460重型振動篩（篩孔尺寸10mm×10mm，5mm×5mm）。立軸破的排料由B17膠帶機(jī)輸送至篩分機(jī)。經(jīng)篩分分級后，10～15mm料由A19，A20膠帶機(jī)運(yùn)至成品倉堆存；5～10mm料由A21，A22膠帶機(jī)運(yùn)至成品倉堆存；0～5mm料由A23，A24，A26膠帶機(jī)運(yùn)出堆存。立軸破與第三篩分為開路生產(chǎn)。

4 結(jié)語

（1）大草壩玄武巖料場及砂石加工系統(tǒng)初步設(shè)計中，除了對料場儲量、可采儲量、需求儲量、剝采比等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行精確計算外，還對料場的開采方法、砂石加工平面布置、砂石加工關(guān)鍵工藝等進(jìn)行詳細(xì)優(yōu)化設(shè)計。經(jīng)綜合評審認(rèn)為：優(yōu)化后的設(shè)計方案規(guī)模更合理、布置更緊湊、更能滿足施工實(shí)際需求。

（2）開采布置合理，剝采比較優(yōu)，剝離料處理方法可行；開采公路布置合理，毛料運(yùn)距較短；邊坡高度較低，少量邊坡支護(hù)；充分利用地形，僅有少量截排水措施；針對周邊環(huán)境采取了合理的開采方式。

（3）設(shè)計中采用了整形工藝，較好地適應(yīng)了玄武巖料源；布置緊湊，從料場順利過渡至進(jìn)場公路附近，方便成品骨料運(yùn)輸。同時利用了棄渣場場地，減少了征地。

［1］中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院.貴州省納雍縣大草壩玄武巖料場與砂石加工系統(tǒng)初步設(shè)計報告［R］.2013.

［2］趙世隆，劉淑芳，路文珍.錦屏一級水電站料場規(guī)劃及砂石加工系統(tǒng)方案設(shè)計［J］.水力發(fā)電，2008，34（7）：64-67.

［3］李光隆，梁日新.瀑布溝水電站料場開采方案研究［J］.水利水電技術(shù)，2011，42（5）：1-3.

［4］包俊，李新宇，呂國軒，等.龍開口水電站白云巖混凝土骨料料源選擇和加工運(yùn)輸方案研究［J］.水力發(fā)電，2013，39（2）：39-42.

［5］李東生，劉忠華.海勃灣水利樞紐工程卡布其溝砂石加工系統(tǒng)工藝設(shè)計［J］.水電與新能源，2013（S2）：5-7.

Study on the Dacao Dam basalts quarry p lanning and aggregate processing system design

GUO Lei
（Power China GUIYANG Engineering Co.,Ltd,Guiyang 550081,China）

Based on accurate analysis and calculation for the quarry reserves，demand，stripping ratio and other technical indicators，and through the economic&technical comparisons，the Dacao Dam basalts quarry exploiting plan and the key technology of aggregate processing which can meet the engineering characteristics has been approved.Through the scientific layout planning and reasonable selection for the planning and design scheme，it can meet the engineering constructionmaterials using peak demand，and provide a solid foundation for the construction quality and progress control.

Dacao Dam；basalts quarry；exploiting plan；aggregate processing system

TV422

B

1672-9900（2015）01-0085-03

2014-10-29

郭磊（1982-）,男（漢族），陜西臨潼人，工程師，主要從事水利水電工程施工設(shè)計工作，（Tel）18182433245。