水電站天然砂石

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摘要：洪口水電站大壩砂石料生產系統原設計采用河床天然砂礫料進行篩分生產，并進行少量軋制，因征地原因，天然砂石級配與標書有重大出入，造成生產能力和骨料級配不能滿足大壩澆筑需要，需對砂石料生產系統進行重大改造，提高軋制能力。洪口閩浙聯合體結合系統喂料口為條篩的具體情況，探索出采用板式給料機輸送超徑料、新增軋石機回軋的改造辦法，滿足了生產要求，又節約了改造成本，較好地解決了改造難題，可為今后類似砂石料生產系統的生產能力提升改造提供成功借鑒思路。

關鍵詞：天然砂石料系統改造條篩超徑料板式給料機回軋洪口水電站

1工程概況

洪口水電站位于寧德市，是霍童溪干流梯級開發的第六級水電站，水庫總庫容約4.5億m3，總裝機容量為200MW，攔河壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高130m。大壩混凝土總工程量為76.8萬m3，其中碾壓砼65.7萬m3，常態混凝土11.1萬m3，施工高峰期混凝土澆筑為7.3萬m3/月，常態0.8萬m3/月。

2改造原因

2.1原砂石料生產系統設計配置思路

洪口水電站砂石料生產系統由閩江工程局勘測設計院設計。設計依據為業主標書提供的砂石料場勘測資料。砂石料生產系統的生產規模按8萬m3/月配置，主要利用河床天然砂石料進行加工，設計思路是將大于300mm的超徑料篩出作為棄料，僅把篩余的300mm以下的再進行篩分，并進行少量軋制，予以利用。

原砂石料生產系統具體布置見圖1。其工作流程和原理如下：

（1）將采挖上來的天然料，通過四臺喂料口條篩，分離出大于300mm的超徑料，作為棄料。

（2）將篩余的300mm以下的天然混合料，由喂料口條篩下的1#皮帶機運送到1#篩分樓篩分。

（3）1#篩分樓為一臺YKR24×60單層篩，將80mm以上的骨料分離。

80mm以下的混合料由3#皮帶和7#皮帶機直接送往3#篩分樓。

大于80mm以上的骨料由2#皮帶機輸送到粗碎車間進行破碎。

（4）粗碎車間安裝了兩臺PE750×1060，大于80mm以上的粗骨料經破碎后，由4#皮帶機輸送到2#篩分樓。

（5）2#篩分機是一臺YKR16×45單層篩，將粗碎車間送來的破碎骨料分離成兩部分：

大于80mm骨料，由5#皮帶機送到中碎車間，由兩臺型號為PEX-300×1300的顎破進行破碎，完畢后由3#和7#皮帶機送至3#篩分樓。

而小于80mm以下的骨料，則由6#、3#、7#皮帶機，直接送到3#篩分樓。

（6）3#篩分樓由兩臺香蕉篩3WZD24×60、兩臺螺旋洗砂機XL-914和兩臺圓振動脫水ZKR12×30機組成：

香蕉篩的三層篩將前面經破碎后的混合料篩分成大中小三種成品料，分別由相應的皮帶機送往各成品料堆。

篩余的底層的黃砂，則經過螺旋洗砂機沖洗后，由14#、15#皮帶機運往黃砂成品料堆。

2.2原砂石料生產系統的實際產出水平

原砂石料生產系統建成后，由于征地等多方面的原因，投入使用的砂石料場與標書有很大出入，主要體現在料場砂含量遠小于標書中勘測資料數據、超徑蠻石的比率卻大大超過標書中數據、采挖范圍受到限制而大大縮小等方面，使得實際生產能力遠遠達不到設計能力，僅為5萬m3/月，不能滿足大壩要求實際澆筑需要，生產出的骨料級配也不理想，大骨料偏多，中小骨料和砂偏少，同時，因蠻石棄料增多，加大了生產成本，因篩余的利用料中的大石料偏多，軋制強度大，造成設備容易損壞。

由于上述原因，經參建各方研究，決定對原砂石料生產系統進行改造，以提高砂石料產量，并增加中、小骨料產量。

3改造難點和方案比選

針對系統改造需要和施工條件、施工難點，設想了3個方案進行比選：

（1）改用大型顎破機直接喂料，不使用喂料口條篩，因喂料口進料平臺是填筑建成的，按此方案改造，需加高4m，進料平臺和喂料口土建需推翻重來，勢力必耽誤生產，不可行。

（2）另在本系統外建成一專門大型顎破機軋石系統，將蠻石棄料直接軋制利用或軋小后再運回，重建系統投資大，時間不允許，軋小后再運回，生產成本明顯增加，且只能增多大骨料產量，對增大中小骨料產量無幫助。

（3）將喂料口的條篩柵格間距減小到150～160mm，在原喂料口條篩棄料口下方設一臺板式給料機，在本系統邊緣，沿1#皮帶機，增設1臺顎破和6臺中碎，另辟一條破碎系統，蠻石和大于150mm的較大卵石經破碎后，由新增的18#、19#皮帶機2條皮帶機輸送到3#篩分樓。同時，增設另1條17#皮帶機，將從3#篩分樓出料皮帶上的大骨料，送往2#篩分樓旁邊的新增細碎機破碎，再送往3#篩分樓。由于本改造方案比較緊湊，做到了見縫插針，能夠滿足場地布置限制條件，同時，由于本方案能夠在生產間隔時間施工，基本不影響生產，方案可行、經濟。

經方案比選，決定采用（3）方案。

4改造方案的具體實施

4.1分成大于150mm和小于150mm兩擋分別破碎處理

（1）將小于150mm天然料，用喂料口條篩下的1#皮帶機運走，通過原骨料篩分系統進行篩分。

（2）大于150mm的較大卵石的天然料，通過一條設置在三個喂料口棄料出口處的板式給料機，輸送給新增加破碎站

（3）經新增的破碎站破碎后的料，通過新增的皮帶機送到3#篩分樓開始篩分，篩分之后送往成品料堆。

4.2板式給料機配置選型

板式給料機工作原理是借助驅動軸的轉動，通過傳動鏈輪帶動封閉鏈帶，使其作連續移動，從而達到傳送物料的目的。由于板式給料機能夠水平或帶一定傾角運送較大直徑的毛料，使之成為改造成敗的關鍵設備。

根據目前河床天然骨料的特點，蠻石最大直徑為600～700mm，但其含量很少，可以通過挖機在采挖過程中剔除。主要粒經為500mm以下，因此板式給料機的機型選定在帶寬B=1000mm，生產能力30～300m3/h、給料速度為0.03～0.25m/s、驅動電機為功率7.5kw可調速電機，板式給料機的輸送長度根據喂料口的地形情況定為20m。

4.3破碎設備的配置

由于本次改造的目的是為了增大系統的破碎能力，增加中小骨料的產量，因此主要的投入放在破碎設備上。粗碎選用一臺PEV750×1060顎破；細碎為6臺PEX250×1200顎破，破碎后的骨料由皮帶機送往3#篩分樓，篩分后分送到各骨料堆。

4.4大骨料回軋方案布置

由于前期大骨料產量太高，已超出大壩RCC澆筑所需的用量，使得大骨料無處堆放，占用了大片場地。

對大骨料過多的處理，本次改造有兩種途徑：

（1）將成品大骨料皮帶分出部分來進行內循環回軋。即在8#皮帶機機頭，分出部分大骨料，通過新增的17#皮帶機，將料送入新增的4臺型號為PEX150×750細碎，破碎后通過6#等皮帶機，返回3#篩分樓進行內循環。

（2）在2#篩分機進料皮帶機頭，用溜槽分出一部分骨料，通過新增的一臺PEX250×1200顎破，進行破碎，破碎后通過3條皮帶中轉返回3#篩分樓。

（3）通過裝載機，將成品大骨料裝入自卸汽車，盤運至喂料口，然后由改造后的骨料破碎系統，對大骨料進行破碎，增加中小骨料的數量，以達到滿足大壩RCC所需骨料級配為止。

通過上述措施，可大大減少大骨料太多的問題，從而達到節約成本的目的。

4.5改造后的系統平面布置圖

5改造效果

按照上述方案，按期成功完成了系統改造。系統運行可靠，改造后的砂石料生產系統生產能力有了較大的提高，系統日最高生產能力從改造前的4419噸/天，增加到改造后的6880噸/天，能夠滿足洪口水電站二枯高峰期的骨料供應，且骨料級配得到大大改善，能滿足均衡生產的要求，達到改造目標。

6經濟效益

6.1在保證材料供給、保證工期方面最經濟：

本次改造中增加一臺板式給料機、12臺不同大小的顎破和3條皮帶輸送機共投入約150萬元，若系統不改造，工期將延誤約半年以上，將會給工程帶來較大的損失；若采用其它方案改造，不計新系統投資，拆除、砼齡期、重新制安將造成工期延誤約兩個月以上；若改用外購骨料，約需17萬m3，供應難度大，且每方骨料成本提高15元以上，需多花費255萬元以上。因而本改造方案最經濟，是必要的。

6.2消化蠻石棄料，增加效益：

改造前每月約有10%～20%的蠻石棄料。二枯消化棄料約3.2萬m3，混合料挖運及蠻石棄料總計約12元/m3，僅此一項，節約成本約38.4萬元。

7結語

在利用條篩喂料口的原砂石料生產系統已投產的情況下，進行生產能力提升的改造，本方案經濟可行，成功地解決了場地布置難題，不影響原系統的生產，又節約了改造成本，可為今后類似砂石料生產系統的生產能力提升的改造提供借鑒。