浅析小湾水电站右岸砂石加工系统规划设计

摘 要：本文介绍了小湾水电站砂石加工系统的系统设计方案、设备选型、系统工艺流程及平面布置。该加工系统设计可供混凝土骨料加工系统参考。

关键词：水电站；砂石系统；工艺流程；规划设计

1 工程概述

右岸砂石系统布置于坝址下游右岸大砂沟下游侧，主要布置在高程EL1050～EL1130之间。该系统主要承担导流洞、缆机、左岸砂石加工及混凝土拌和系统、泄洪洞、引水发电系统、水垫塘、二道坝等工程所需的砂石骨料以及上下游围堰反滤料的生产任务。

该系统分二期建设：一期工程主要完成砂石加工土建工程和部分设备安装调试，并形成8.5×104t/月骨料生产能力；二期工程建设是在一期工程的基础上完成全部设备安装，形成14×104t/月骨料生产能力。

2 料源规划

砂石加工系统料源主要来自电站地下工程及两岸坝肩岩石开挖合格料，料源岩性主要为黑云花岗片麻岩和角闪斜长片麻岩，岩石极限抗压强度在110～150MPa之间。

3 系统规划设计

3.1 设计规模

根据主体工程施工总进度安排，整个小湾工程混凝土浇筑总量约1100×104m3，双曲拱坝混凝土量为830×104m3。其中由右岸砂石加工及混凝土拌和系统承担的混凝土总量约为270×104m3，共需砂石骨料600×104t，其中粗骨料390×104t，人工砂210×104t。砂石加工系统一期工程设计粗碎处理能力为240t/h，二期工程完成后设计粗碎处理能力为480t/h。砂石加工系统生产按照二班制，成品骨料生产能力420t/h。

3.2 工艺设计

根据工程混凝土骨料生产能力和级配要求，针对料源的岩性等特点，生产工艺采用粗碎、预筛、中碎、一次筛分、细碎、超细碎、二次筛分、闭路筛分、棒磨制砂、成品砂脱水、石粉回收处理等工艺环节组成系统生产流程。

3.2.1 破碎工艺

破碎段数采用粗、中、细、超细碎四段破碎。粗碎车间设两台Nordberg C110破碎机，处理毛料小于720mm的回采毛料，排料口开度为100mm时，理论产量255t/h，排料口开度调整为125mm时，此时C110鄂式破碎机最大处理量310t/h，产品最大粒径240mm，设备负荷率为67%；中碎生产设两台SANDVIK.S_3800.EC型液压圆锥破碎机并列运行，1#中碎处理粗碎产品中的>150mm超径料，在排料口开度为45mm下最大生产能力为180t/h，设备负荷率为67%，2#中碎处理粗碎产品中的80～150mm物料，在不生产四级配骨料时，在排料口开度为45mm下最大生产能力为210t/h，设备负荷率为82%；细碎生产设一台SANDVIK.H_3800.EC圆锥破碎机，处理40～80mm物料，在排料口开度为25mm下最大生产能力为物料，设备负荷率为80%，设一台SANDVIK.H_4800.EC圆锥破碎机，用于处理40～80mm（80～150mm）物料的过剩量，在排料口开度为25mm下最大生产能力为195t/h，设备负荷率为82%；超细碎生产设两台Barmac.B8100立轴破碎机并列运行，对产品中的15～40mm物料进行整形和制砂，最大处理能力2×225=450t/h，设备负荷率为80%。

3.2.2 筛分工艺

预筛选用两台3YKR1645圆振动筛，采用三层筛网，筛孔尺寸自上而下分别为150mm、80mm、40mm方孔筛分机上层筛网将半成品料中>150mm的超径石筛出，全部送入中碎处理；中层筛网将80～150mm的特大石筛出，下层筛网将40～80mm的大石筛出，起调节级配用；第一段筛分选用三台2YKR1645圆振动筛，上下两层筛孔尺寸分别为80mm、40mm方孔，石屑分离选用三台YKR1645圆振动筛，两种规格筛分机上下两层布置，混合料经分级后，特大石、大石经胶带机各自进入成品仓，多余的的大石分时段进入细碎处理，第一段筛分和细碎产品以及洗料分级闭路循环后余下的10～40mm混合料再经过超细碎破碎加工进入第二段筛分，第二段筛分选用两台3YKR2052圆振动筛，自上而下分别设40mm、20mm、5mm方孔，为在不同时段有效调整各级配产品的供应量，中石和小石既可以送往成品料堆场，又可以将第二段筛分返回的混合料，经过YKR1637圆振动闭路筛，15mm方孔网进行分级处理，5～15mm根据需求分别送至成品料堆场作喷射混凝土骨料或棒磨机车间作制砂原料，超径料则返回超细碎处理，而小于5mm砂经洗砂机后进入成品料仓。

3.2.3 制砂工艺

制砂车间设置两台MBZ2136棒磨机，用筛分楼下层筛分机分离出的10mm的石屑、超细碎闭路筛分分离出的5～15mm细石进行制砂。棒磨机生产的人工砂经螺旋洗砂机处理后，与超细碎生产中经第二段筛分楼筛分后小于5mm的砂经洗砂脱水装置后一起进入成品料仓，为调节砂的细度模数，增设沉砂池，回收细砂、石粉，根据需要掺入成品砂。

3.3 系统平面布置

3.3.1 布置原则

①结合原始地形，尽量减少土石方开挖及支护工程量，减少输送设备长度和数量，节省设备投资和运行功耗。②利用布置场地自然坡度和地质条件，采用降台布置型式。

3.3.2 系统组成

系统由粗碎车间、半成品料仓、预筛分车间、中碎车间、第一段筛分车间、细碎车间、超细碎车间、第二段筛分车间、制砂车间、成品料仓组成，各车间之间由胶带机连接。

3.3.3 车间布置

中碎车间布置在高程1092平台、第一段筛分车间、细碎车间布置在高程1072平台。中碎生产主要处理预筛分后的超径石和特大石、大石过剩量的调整，中碎生产的混合料全部进入中碎调节料仓，经第一段筛分车间分级后，特大石（80～150mm）经胶带机送至成品堆料场堆存，大石（40～80mm）既可以进入成品料堆场，也可以送至细碎车间破碎，小于40mm的细料混合料则送至棒磨车间或送至超细碎处理。超细碎车间布置在高程1070平台、第二段筛分车间、制砂车间布置在高程1065平台，超细碎生产主要针对第一段筛分分级后余下的10～40mm混合料和细碎产品以及第二段筛分车间分级后闭路循环部分进行破碎加工，经第二段筛分车间分级后，大于40mm粒级可通过胶带机返回到闭路筛分机后再进入超细碎调节仓，小石（5～20mm）、中石（20～40mm）既可以直接进入成品料堆场，也可以返回到闭路筛分机筛分后，5～15mm粒级料可进棒磨机制砂原料仓或送至喷混凝土料仓堆寸。棒磨机生产的砂经螺旋分级处理后与第一段筛分、第二段筛分出料粒径小于5mm的砂经脱水筛脱水后一起由胶带机运至砂仓堆存。成品料仓布置在高程1050平台上，成品料仓分为三个砂仓、四个成品碎石仓，一个喷混凝土料仓。

4 结 语

本系统主要破碎设备全部采用进口设备，工艺设计在吸取国内已建和在建工程的基础上，从本工程的实际情况出发，进行了创新，充分适应本工程的用料需求，取得了较好的效果。系统运行初期，由于用料需求集中在一、二级配骨料，并且强度高，系统运行工况与设计工况存在较大的出入，通过改造，成功解决了这一问题，充分发挥了系统应起的作用，为主体工程的顺利施工提供了有力的保障。

参考文献

[1]李建峰，朱小敏，艾文武.特殊地形地质条件下大型人工砂石系统设计与施工.[J].水利发电，2004.04.

[2]杨琪琳.鲁地拉水电站右岸混凝土拌和系统设计与施工.云南水利发电，2010.