金沙江溪洛渡水電站大壩塘房坪人工粗骨料加工系統(tǒng)，主要承擔(dān)溪洛渡水電站大壩壩體、閘墩、貼坡、置換區(qū)以及水墊塘、二道壩、河道整治、導(dǎo)流洞封堵等部位約763萬m3混凝土的粗骨料生產(chǎn)，需生產(chǎn)成品粗骨料約1370萬t。加工系統(tǒng)成品粗骨料生產(chǎn)能力約1410/h，毛料處理能力約1880/h。

　　1料源情況

　　塘房坪人工粗骨料加工系統(tǒng)料源為導(dǎo)流洞、泄洪洞、放空洞、引水發(fā)電系統(tǒng)等地下洞室的開挖工程棄料。渣料巖性以玄武巖為主，角礫巖占20％一30％。巖石為非活性骨料，巖性堅硬，強度高，完整性較好，屬極堅硬巖類。物理力學(xué)試驗成果表明，玄武巖的飽和抗壓強度范圍值160～264 MPa，平均值212 MPa；干抗壓強度范圍值219—293 MPa，平均值256 MPa，吸水率平均值0．11％。其質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)符合作為人工骨料的基本要求，可以作為混凝土骨料料源。

　　2原系統(tǒng)布置及設(shè)備選擇

　　2．1原系統(tǒng)布置

　　塘房坪粗骨料加工系統(tǒng)主要由粗碎車間、半成品堆場、預(yù)篩分車間、中碎、細碎、超細碎車間、主篩調(diào)節(jié)堆場、主篩分車間、成品骨料堆場、水處理系統(tǒng)組成。

　　2．2主要設(shè)備配置

　　原系統(tǒng)采用國內(nèi)外先進的破碎設(shè)備及合理的工藝流程來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。配置顎式破碎機、棒條給料機、圓錐式破碎機、立軸式破碎機、振動篩等設(shè)備共計226臺套，膠帶運輸機41條。

　　3原系統(tǒng)工藝流程

　　(1)粗碎車間：配置了3臺JMl312顎式破碎機，負責(zé)將粒徑>150 mm的毛料破碎。

　　(2)預(yù)篩分車間：將半成品碎石篩分分級，其中>150 mm粒徑的碎石直接運至中碎車間或返回粗碎車間進行重新破碎；150—80 mm粒徑碎石部分經(jīng)沖洗后送至成品料堆堆存，滿足系統(tǒng)生產(chǎn)的需要，多余部分則送至中碎車間進行破碎；其它規(guī)格碎石通過膠帶機分別送至中碎、細碎、超細碎車間進行破碎和整形處理；因料源中20—5 mm粒徑的碎石含量多，粒形差，因此將部分<10 mm的碎石在預(yù)篩分車間進行棄置，避免其進入后續(xù)加工環(huán)節(jié)增加生產(chǎn)成本。

　　(3)中碎車間：主要將>150 mm粒徑的碎石及多余部分的150～80 mm粒徑的碎石破碎，并對部分80～40 mm粒徑的碎石進行整形破碎，中碎車間為開路生產(chǎn)。

　　(4)細碎車間：將預(yù)篩分后的部分80—20 mm的粒徑碎石進行破碎整形。同時考慮到生產(chǎn)運行管理的靈活性，細碎與主篩分車間形成閉路循環(huán)，可以破碎主篩后多余的80一40 mm粒徑的碎石，靈活方便調(diào)配中小石的生產(chǎn)能力。

　　(5)超細碎車間：主要對預(yù)篩分車間篩分后的小石進行整形處理。

　　(6)主篩分車間：將主篩調(diào)節(jié)堆場的碎石送入主篩分車間進行篩選分級，并將各級成品骨料通過膠帶機送入成品堆場堆放。多余的40～80 mm粒徑的骨料返至細碎車間重新破碎，粒徑<5 mm的碎石作為棄料處理。

　　塘房坪人工粗骨料加工系統(tǒng)建成后于2008年6月18日進入調(diào)試生產(chǎn)階段，我們對系統(tǒng)的生產(chǎn)能力及成品骨料質(zhì)量進行了跟蹤綜合檢測。在2008年8月24日～9月26日系統(tǒng)正常生產(chǎn)后檢測到各級粗骨料超遜徑含量合格率均達到85．7％及以上，含泥量合格率達到100％，針片狀合格率達到100％，其中小石針片狀含量最高達到14％。粗骨料的中徑篩余合格率較低，但中徑篩余檢測指標(biāo)穩(wěn)定。系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的實際生產(chǎn)能力也均達到或超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，骨料級配調(diào)整靈活，從而驗證了系統(tǒng)工藝的正確性。

　　4系統(tǒng)工藝改進

　　4．1 工藝改進緣由

　　業(yè)主在2008年8月23日對溪洛渡水電站大壩骨料粒形提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，要求針片狀含量為<10％(合同為≤15％)，且原系統(tǒng)生產(chǎn)粗骨料的中徑篩余合格率偏低。因原系統(tǒng)生產(chǎn)的骨料無法滿足提高標(biāo)準(zhǔn)后的質(zhì)量要求，為此我們對針片狀顆粒產(chǎn)生的原因進行了詳盡的分析，并通過對系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的改進，來控制骨料的針片狀含量及中徑篩余合格率。

　　4．2工藝改進分析

　　對系統(tǒng)產(chǎn)生針片狀的原因分析如下。

　　(1)塘房坪人工粗骨料回采毛料的巖性以玄武巖為主，巖性堅硬，強度高，所以在破碎加工時極易產(chǎn)生針片狀顆粒。

　　(2)受硐室爆破沖擊力的影響，部分爆破石塊內(nèi)會產(chǎn)生細微裂隙，此類石塊在破碎機腔內(nèi)受擠壓破碎時也很容易沿著原有裂隙產(chǎn)生片狀顆粒。

　　(3)對粗碎后的半成品骨料的針片狀含量進行了檢測，由檢測數(shù)據(jù)可以看到玄武巖在采用硐室爆破后，毛料中的40—80 mm粒徑骨料的針片狀含量已滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，20—40 mm及5—20 mm粒徑的骨料則存在嚴重的質(zhì)量問題，所以后續(xù)加工中需要采取措施對其進行有效的整形。

　　(4)對多種不同組合的生產(chǎn)工況下的針片狀含量進行了檢測，由各種工況檢測數(shù)據(jù)分析可知，各種工況下大石針片狀含量均符合提高標(biāo)準(zhǔn)后的質(zhì)量要求。中碎設(shè)備對大石具有破碎整形效果，但是破碎后的下級骨料針片狀含量會增加；細碎設(shè)備對中石具有破碎整形效果，但是破碎后的小石針片狀含量顯著增加；超細碎設(shè)備對中石和小石具有較佳的整形效果。

　　從數(shù)據(jù)可以看到當(dāng)中石和小石全部進入超細碎車間整形時可以解決骨料針片狀含量<10％的要求，但此時專為小石整形而設(shè)計的超細碎車間2臺立軸破碎機需要承擔(dān)中石和小石的整形任務(wù)，受處理能力的限制，中小石的產(chǎn)量必然降低，無法滿足骨料的生產(chǎn)要求，且因避開了中、細碎生產(chǎn)環(huán)節(jié)，超徑石及多余的特大石、大石無法進行破碎加工，系統(tǒng)失去了級配調(diào)節(jié)能力，無法作為長期生產(chǎn)模式來滿足成品料的生產(chǎn)供應(yīng)需要。

　　綜合考慮(1)、(2)和(3)產(chǎn)生針片狀的原因均是無法解決的事實，由此我們必須針對系統(tǒng)生產(chǎn)過程中造成針片狀含量增大的因素對系統(tǒng)工藝進行改進。

　　4．3工藝改進措施

　　根據(jù)初期的實施工藝及系統(tǒng)運行產(chǎn)生針片狀含量的試驗分析，提出了對中細碎生產(chǎn)出的≤40 mm的碎石全整形工藝。

　　為了確保系統(tǒng)改造設(shè)備的選型合理、可靠，我們在改造前對超細碎車間的石打石PL一1200SS—Z立軸破碎機實際的整形效果進行了檢測。檢測結(jié)果顯示：5—20 mm粒徑的綜合針片狀含量較整形前減少8．7％，20～40 mm粒徑的綜合針片狀含量較整形前減少3．2％。由結(jié)果可知，立軸破碎機對中石和小石均具有整形效果，且骨料粒徑越小，立軸破碎機的整形效果就越好。經(jīng)分析后決定在中細碎與主篩之間增設(shè)檢查篩分車間和立軸整形車間。將中、細碎加工出來的粒形小于40 mm的骨料在檢查篩分車間分離使其進入立軸整形車間進行二次整形處理，而>40 mm的骨料返回細碎車間進行重新破碎整形，以保證滿足各級配骨料的針片狀含量小于10％的要求。

　　4．4改進后的成果

　　(1)骨料的針片狀含量得到了有效的控制，達到了骨料針片狀含量<10％的要求，工藝改進前后對比試驗數(shù)據(jù)如表1所列。

人工砂石料工藝改進前后各級骨料針片狀含量情況

　　(2)工藝改進后骨料針片狀含量的有效改善大大提高了骨料的篩透率，使得骨料的超遜徑含量也可以得到更好的控制。

　　(3)由于中、小石粒形得到了有效的控制，中、細碎設(shè)備可以比較靈活的開啟，從而也有效地解決了在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提條件下系統(tǒng)級配的調(diào)整問題。

　　4．5工藝調(diào)整后存在的問題及分析

　　4．5．1 工藝調(diào)整后存在的問題

　　系統(tǒng)新增整形車間后，粗骨料的粒形得到了有效的改善，并且針對小石中徑含量偏高的問題將主篩底層篩網(wǎng)由原來的8 mm更換為6 mm。工藝調(diào)整前后骨料中徑篩余檢測數(shù)據(jù)如表2所列。

       
工藝調(diào)整前后骨料中徑篩余檢測數(shù)據(jù)

　　由表2中數(shù)據(jù)可知，在系統(tǒng)增設(shè)整形車間及更換主篩底層篩網(wǎng)后，小石中徑篩余含量趨于穩(wěn)定，且合格率大幅度提高，中石及特大石中徑篩余含量反而進一步降低。分析影響骨料中徑篩余含量的原因如下。

　　(1)特大石中徑篩余含量與新增整形車間無關(guān)，而是與料源直接有關(guān)。

　　(2)破碎機的不同破碎開口決定不同的破碎比，可能細碎車間破碎機的開口更容易破碎出10—20 mm粒徑的石塊。

　　(3)當(dāng)中小石全部進入超細碎車間整形時，檢測到骨料中徑篩余含量在整形前后的變化如表3所列。

         
骨料中徑篩余含量在整形前后的變化

　　由表3中數(shù)據(jù)可知，立軸破碎機不僅對中小石有較好的整形效果，還具有一定的破碎效果。所以新增整形車間后骨料粒徑更好，更容易被篩透，且中石中徑篩余含量也將進一步降低。

　　4．5．2針對中徑篩余含量采取的整改措施根據(jù)分析，制定了整改措施如下。

　　(1)更換預(yù)篩車間篩網(wǎng)。預(yù)篩車間分為上下兩層振動篩。上層篩為2YKRH2060，原篩網(wǎng)設(shè)置為：上層篩網(wǎng)為150 mm，下層篩網(wǎng)設(shè)置為87 mm。下層篩為2YKR2060，原篩網(wǎng)設(shè)置為：上層篩網(wǎng)為42 mm，中層篩網(wǎng)為22．5 mm、13 mm。為了有效地調(diào)整骨料的中徑含量，將篩網(wǎng)調(diào)整如下：上層篩2YKRH2060，上層篩網(wǎng)為135 mm(控制特大石超徑)，下層篩網(wǎng)設(shè)置為90 mm。下層篩2YKR2060，上層篩網(wǎng)為65 mm、50 mm，下層篩網(wǎng)為40 mm、13 mm。這樣，50—90 mm粒徑的骨料進人中碎車間，40～65 mm粒徑的骨料進入細碎車間，因增大了進料粒徑，在破碎比一定的情況下，經(jīng)中細碎車間進一步破碎后的骨料粒徑也將進一步增大，有可能提高中小石中徑篩余含量。

　　(2)在更換預(yù)篩篩網(wǎng)后，找到最合適的中細碎破碎機排礦口徑。試驗數(shù)據(jù)如表4所列。

       
最合適的中細碎破碎機排礦口徑

　　從表4中數(shù)據(jù)已知當(dāng)中碎破碎機開口為52 mm，細碎破碎機開口為20 mm時，骨料中徑篩余含量百分率最好。因此在新增整形車間后，通過更換篩網(wǎng)和調(diào)整中細碎車間破碎機的排礦口徑，可以有效地改善骨料的中徑篩余含量。

　　4．6 系統(tǒng)整改后的生產(chǎn)情況

　　系統(tǒng)整改后，骨料質(zhì)量大幅度提高，均滿足了相關(guān)的質(zhì)量要求。統(tǒng)計2009年5月26日～6月25日系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表5所列。

　　4．7整改后存在的問題

　　由于系統(tǒng)新增設(shè)了2臺立軸破碎機，其生產(chǎn)時導(dǎo)致棄料大幅度增加，進而增大了系統(tǒng)的運行成本。

　　(1)本系統(tǒng)選用了合理的工藝流程設(shè)計與先進的破碎設(shè)備，骨料質(zhì)量與生產(chǎn)能力滿足合同要求且級配的靈活調(diào)整均驗證了系統(tǒng)設(shè)計的正確性。但是對于高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求的系統(tǒng)，其工藝流程設(shè)計與破碎設(shè)備還應(yīng)具體斟酌。

　　(2)由系統(tǒng)的針片狀含量控制措施可知，人工粗骨料的針片狀含量與料源特性及設(shè)備選型緊密相關(guān)。據(jù)經(jīng)驗，反擊式破碎機生產(chǎn)的粗骨料粒形好，針片狀含量低?？刹捎梅磽羰狡扑闄C作為中、細碎車間的整形設(shè)備進行研究，雖然巖石硬度大會增大設(shè)備的維修成本，但可能省掉整形工藝且骨料質(zhì)量得到保證。

　　(3)由試驗可知，在對硬巖進行破碎時，由于巖石的抗壓強度大，破碎時極易產(chǎn)生針片狀顆粒，且破碎設(shè)備的破碎整形效果表現(xiàn)為粗碎的針片狀含量大于中碎，中碎的針片狀含量大于細碎，說明破碎比越大，針片狀含量越大。且同一破碎段的破碎效果表現(xiàn)為對同級骨料具有整形效果，破碎出的下級骨料針片狀含量均顯著增加?？晒┮院箢愃葡到y(tǒng)的工藝設(shè)計借鑒。

　　(4)工程利用料爆破施工時應(yīng)選用合理的爆破參數(shù)以盡可能的減少對料源的損壞。