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(chǎn)系統(tǒng)原設(shè)計采用河床天然砂礫料進(jìn)行篩分生產(chǎn)，并進(jìn)行少量軋制，因征地原因，天然砂石級配與標(biāo)書有重大出入，造成生產(chǎn)能力和骨料級配不能滿足大壩澆筑需要，需對砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行重大改造，提高軋制能力。洪口閩浙聯(lián)合體結(jié)合系統(tǒng)喂料口為條篩的具體情況，探索出采用板式給料機(jī)輸送超徑料、新增軋石機(jī)回軋的改造辦法，滿足了生產(chǎn)要求，又節(jié)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(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提升改造提供成功借鑒思路。

關(guān)鍵詞：天然砂石料系統(tǒng)改造條篩超徑料板式給料機(jī)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(fā)的第六級水電站，水庫總庫容約4.5億m3，總裝機(jī)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(tài)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(tài)0.8萬m3/月。

2改造原因

2.1原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計配置思路

洪口水電站砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)由閩江工程局勘測設(shè)計院設(shè)計。設(shè)計依據(jù)為業(yè)主標(biāo)書提供的砂石料場勘測資料。砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)模按8萬m3/月配置，主要利用河床天然砂石料進(jìn)行加工，設(shè)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(jìn)行篩分，并進(jìn)行少量軋制，予以利用。

原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)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(jī)運(yùn)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(jī)直接送往3#篩分樓。

大于80mm以上的骨料由2#皮帶機(jī)輸送到粗碎車間進(jìn)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(jīng)破碎后，由4#皮帶機(jī)輸送到2#篩分樓。

（5）2#篩分機(jī)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(jī)送到中碎車間，由兩臺型號為PEX-300×1300的顎破進(jìn)行破碎，完畢后由3#和7#皮帶機(jī)送至3#篩分樓。

而小于80mm以下的骨料，則由6#、3#、7#皮帶機(jī)，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(jī)XL-914和兩臺圓振動脫水ZKR12×30機(jī)組成：

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

篩余的底層的黃砂，則經(jīng)過螺旋洗砂機(jī)沖洗后，由14#、15#皮帶機(jī)運(yùn)往黃砂成品料堆。

2.2原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際產(chǎn)出水平

原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)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(biāo)書有很大出入，主要體現(xiàn)在料場砂含量遠(yuǎn)小于標(biāo)書中勘測資料數(shù)據(jù)、超徑蠻石的比率卻大大超過標(biāo)書中數(shù)據(jù)、采挖范圍受到限制而大大縮小等方面，使得實(shí)際生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計能力，僅為5萬m3/月，不能滿足大壩要求實(shí)際澆筑需要，生產(chǎn)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(chǎn)成本，因篩余的利用料中的大石料偏多，軋制強(qiáng)度大，造成設(shè)備容易損壞。

由于上述原因，經(jīng)參建各方研究，決定對原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高砂石料產(chǎn)量，并增加中、小骨料產(chǎn)量。

3改造難點(diǎn)和方案比選

針對系統(tǒng)改造需要和施工條件、施工難點(diǎn)，設(shè)想了3個方案進(jìn)行比選：

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

（2）另在本系統(tǒng)外建成一專門大型顎破機(jī)軋石系統(tǒng)，將蠻石棄料直接軋制利用或軋小后再運(yùn)回，重建系統(tǒng)投資大，時間不允許，軋小后再運(yùn)回，生產(chǎn)成本明顯增加，且只能增多大骨料產(chǎn)量，對增大中小骨料產(chǎn)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(shè)一臺板式給料機(jī)，在本系統(tǒng)邊緣，沿1#皮帶機(jī)，增設(shè)1臺顎破和6臺中碎，另辟一條破碎系統(tǒng)，蠻石和大于150mm的較大卵石經(jīng)破碎后，由新增的18#、19#皮帶機(jī)2條皮帶機(jī)輸送到3#篩分樓。同時，增設(shè)另1條17#皮帶機(jī)，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(xì)碎機(jī)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(chǎn)間隔時間施工，基本不影響生產(chǎn)，方案可行、經(jīng)濟(jì)。

經(jīng)方案比選，決定采用（3）方案。

4改造方案的具體實(shí)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(jī)運(yùn)走，通過原骨料篩分系統(tǒng)進(jìn)行篩分。

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

（3）經(jīng)新增的破碎站破碎后的料，通過新增的皮帶機(jī)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(jī)配置選型

板式給料機(jī)工作原理是借助驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動，通過傳動鏈輪帶動封閉鏈帶，使其作連續(xù)移動，從而達(dá)到傳送物料的目的。由于板式給料機(jī)能夠水平或帶一定傾角運(yùn)送較大直徑的毛料，使之成為改造成敗的關(guān)鍵設(shè)備。

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

4.3破碎設(shè)備的配置

由于本次改造的目的是為了增大系統(tǒng)的破碎能力，增加中小骨料的產(chǎn)量，因此主要的投入放在破碎設(shè)備上。粗碎選用一臺PEV750×1060顎破；細(xì)碎為6臺PEX250×1200顎破，破碎后的骨料由皮帶機(jī)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(chǎn)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(jìn)行內(nèi)循環(huán)回軋。即在8#皮帶機(jī)機(jī)頭，分出部分大骨料，通過新增的17#皮帶機(jī)，將料送入新增的4臺型號為PEX150×750細(xì)碎，破碎后通過6#等皮帶機(jī)，返回3#篩分樓進(jìn)行內(nèi)循環(huán)。

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

（3）通過裝載機(jī)，將成品大骨料裝入自卸汽車，盤運(yùn)至喂料口，然后由改造后的骨料破碎系統(tǒng)，對大骨料進(jìn)行破碎，增加中小骨料的數(shù)量，以達(dá)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(dá)到節(jié)約成本的目的。

4.5改造后的系統(tǒng)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(tǒng)改造。系統(tǒng)運(yùn)行可靠，改造后的砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)能力有了較大的提高，系統(tǒng)日最高生產(chǎn)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(yīng)，且骨料級配得到大大改善，能滿足均衡生產(chǎn)的要求，達(dá)到改造目標(biāo)。

6經(jīng)濟(jì)效益

6.1在保證材料供給、保證工期方面最經(jīng)濟(jì)：

本次改造中增加一臺板式給料機(jī)、12臺不同大小的顎破和3條皮帶輸送機(jī)共投入約150萬元，若系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)難度大，且每方骨料成本提高15元以上，需多花費(fèi)255萬元以上。因而本改造方案最經(jīng)濟(jì)，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(yùn)及蠻石棄料總計約12元/m3，僅此一項，節(jié)約成本約38.4萬元。

7結(jié)語

在利用條篩喂料口的原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)已投產(chǎn)的情況下，進(jìn)行生產(chǎn)能力提升的改造，本方案經(jīng)濟(jì)可行，成功地解決了場地布置難題，不影響原系統(tǒng)的生產(chǎn)，又節(jié)約了改造成本，可為今后類似砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提升的改造提供借鑒。