唐 瑞
(中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司,西安 710065)
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某商品砂石料項目工程砂石系統(tǒng)流程設(shè)計
唐瑞
(中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司,西安710065)
摘要:混凝土骨料料源為渾然黑云母花崗閃長巖,物理力學(xué)試驗成果表明,干抗壓強度73.5~101 MPa,濕抗壓強度60.0~86.1 MPa。系統(tǒng)布置從技術(shù)經(jīng)濟的角度進行了充分論證,設(shè)備的選型配置充分考慮了渾然黑云母花崗閃長巖的特性,破碎篩分工藝采用3段破碎、3級篩分工藝,流程砂采用立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝。文章主要結(jié)合系統(tǒng)工藝設(shè)計,對系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)進行分析與總結(jié)。
關(guān)鍵詞:砂石加工系統(tǒng);破碎;制砂; 篩分
1概述
1.1項目概況
本商品砂石料項目位于秦嶺,山脈主體呈近東西向展布,溝壑縱橫交錯,地形比較復(fù)雜,地形特征總體是:中部高、南北兩側(cè)低,西部高東部低,西部最高海拔1 422.00 m,東部最低海拔984.00 m,相對高差438.00 m。地勢陡峻,切割較深,植被發(fā)育。本項目主要生產(chǎn)5~15 mm、15~25 mm、少量25~31.5 mm砂石料,并伴生<5 mm砂料。
1.2料源簡介
本項目石料場區(qū)東西寬約1.1~2.0 km,南北長約1.0 km,開采區(qū)主要位于1 000.00 m高程以上,東西寬約1.0~2.0 km,南北長約1.0 km。
本料場巖石巖性為渾然黑云花崗閃長巖,干密度為2.68~2.72 g/cm3,干抗壓強度73.5~101 MPa,濕抗壓強度60.0~86.1 MPa,巖石的干、濕抗壓強度差異不大,巖石受裂隙影響,屬堅硬巖。
1.3項目布局
本商品砂石料項目主要包括石料場及砂石加工系統(tǒng)。石料場布置在1號溝上方,總面積約36 km2,圈定區(qū)域的料場有用料儲量約5 110萬m3;砂石加工系統(tǒng)沿溝順線布置,粗碎車間布置在1號溝附近,成品料場布置在2號溝溝口附近。
2砂石系統(tǒng)規(guī)模
2.1系統(tǒng)規(guī)模要求
由于本項目為商品砂石料,主要面向城市基礎(chǔ)建設(shè)市場,根據(jù)市場調(diào)研及業(yè)主要求,本項目要求如表1所示。
表1 砂石系統(tǒng)要求表
2.2系統(tǒng)規(guī)模確定
在料場毛料開采、運輸過程中的損耗系數(shù)按1.12計,毛料天然容重為2.7 t/ m3,每月按工作25 d計,日工作班制14 h[1]。則毛料日開采強度為3 000 000×2.7÷1.12÷12÷350=1722 t/h。
根據(jù)毛料日開采強度,確定規(guī)模系統(tǒng)處理能力為1 750 t/h。
3系統(tǒng)工藝設(shè)計
3.1工藝流程
根據(jù)本項目的特點及以往工程類比,本系統(tǒng)采用如下加工工藝[2]。
(1) 破碎工藝
砂石加工系統(tǒng)根據(jù)料源巖性及建筑用骨料的特點,工藝設(shè)計采用“3段破碎”、干法生產(chǎn),其中粗碎為顎式破碎機開路生產(chǎn),中碎為圓錐破碎機開路生產(chǎn),細碎為圓錐破碎機閉路生產(chǎn)[3]。具體流程見圖1。
圖1 商品砂石料系統(tǒng)工藝流程簡圖
(2) 粗砂整形工藝
本系統(tǒng)粗砂整形工藝,采用目前國際上先進的立軸式?jīng)_擊破碎機對3級篩分生產(chǎn)的3~5 mm粗砂進行整形[4]。
(3) 流程設(shè)計
通過論證分析本系統(tǒng)加工工藝采用3段破碎、3級篩分和粗砂整形工藝, 31.5~25 mm、25~16 mm、16~5 mm粗骨料由3級篩分生產(chǎn),人工砂由3級篩分、超細碎車間聯(lián)合配制生產(chǎn),并按比例調(diào)配成合格成品砂。
(4) 工藝流程計算
在考慮料場料源巖性、產(chǎn)品粒度、產(chǎn)量、運行費用、設(shè)備成本等基礎(chǔ)上,并結(jié)合國內(nèi)同類巖性加工系統(tǒng)破碎經(jīng)驗,破碎機選擇粗碎為顎式破碎機,中細碎為圓錐破碎機,超細碎選擇立軸式?jīng)_擊破碎機。根據(jù)國內(nèi)外各知名廠家設(shè)備使用、試驗以及國內(nèi)工程實測數(shù)據(jù)綜合考慮選擇破碎機的產(chǎn)品粒度。通過流程平衡計算每個車間處理量見表2。
3.2除塵工藝
砂石加工系統(tǒng)中產(chǎn)生粉塵的部位大體上可分為兩大類:① 產(chǎn)生粉塵的數(shù)量相對較小或粉塵生成空間集中且?guī)臃蹓m的氣流流速較低,如膠帶機端頭、破碎車間、篩分車間等;② 粉塵量大、集中、流速高,如超細碎車間。為了體現(xiàn)綠色、環(huán)保的砂石生產(chǎn)基地,遵循國家、行業(yè)的有關(guān)法規(guī),依據(jù)砂石加工生產(chǎn)工藝流程和平面布置,確認(rèn)塵源控制點并選擇合適的除塵系統(tǒng)形式。
3.2.1防塵處理措施
砂石加工系統(tǒng)的破碎、篩分設(shè)備工作時必然產(chǎn)生石粉飛揚,造成的粉塵污染也是必然地,無法避免,只能根據(jù)各塵源點的特點采取相應(yīng)必要的措施進行控制,粉塵控制一般可采取“封閉除塵、噴霧除塵、強排除塵”3種措施相結(jié)合。
3.2.2各車間防塵處理
(1) 膠帶機端頭
對于系統(tǒng)中易產(chǎn)生粉塵的膠帶機端頭搭接部位,采取“噴水霧降塵”的控制措施,可以有效地控制粉塵污染。
表2 砂石系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)表 /(t·h-1)
(2) 粗碎車間
對于系統(tǒng)中的粗碎車間,采取“噴水霧降塵+封閉出料廊道”的控制措施:① 在破碎機進料端、出料端噴霧;② 對出料廊道出料端采用油布封閉噴霧。通過這2種措施可以有效地控制粉塵污染。
(3) 中細碎車間
對于系統(tǒng)中的中細碎車間,采取“封閉除塵”的控制措施。將中細碎車間破碎機的出料端采用鋼結(jié)構(gòu)單獨進行封閉,由于封閉的環(huán)境粉塵濃度大,所以需要對其采用專門的設(shè)備進行處理,主要采用“風(fēng)機抽風(fēng)、除塵器除塵”的措施。破碎機的出料端封閉后的抽塵管路分別引至主管道中,再由主管道引至收塵設(shè)備。經(jīng)收塵設(shè)備收集的粉塵經(jīng)螺旋輸送機送往儲灰罐,并最終棄至指定棄渣場或另作它用。
(4) 篩分車間
對于系統(tǒng)中的篩分車間,采取“封閉車間+噴水霧降塵”的控制措施。將篩分車間篩分機篩面采用防雨帆布加以封閉,控制揚塵。同時在篩分機車間進料端、出料端噴水霧,并嚴(yán)格控制水量,以免造成篩分分級不暢及下一道工序物料的含水量超標(biāo)。
(5) 超細碎車間
對立軸式破碎機的出料端封閉后的抽塵管路分別引至主管道中,再由主管道引至除塵設(shè)備。
3.3主要設(shè)備配置
根據(jù)工藝流程計算結(jié)果,粗碎車間選擇2臺C140顎式破碎機,中碎車間選擇2臺HP500EC圓錐破碎機,細碎車間選擇4臺HP500F圓錐破碎機,超細碎車間選擇1臺CV229立軸式破碎機,其設(shè)備配置見表3所示[5]。
表3 砂石加工系統(tǒng)主要設(shè)備表
4主要技術(shù)特點與關(guān)鍵工藝
系統(tǒng)在工藝設(shè)計上充分考慮了渾然黑云母花崗閃長巖原料的特性,選用和配置國內(nèi)外先進的高性能破碎篩分設(shè)備,不但可保證成品骨料具有優(yōu)良粒形,而且設(shè)備性能可靠、產(chǎn)量穩(wěn)定[6]。在人工砂生產(chǎn)上,考慮到市場需求,采用立式?jīng)_擊破僅對流程砂中的3~5 mm進行整形;成品砂由前段破碎篩分產(chǎn)生的<3 mm砂和整形的粗砂組成,并根據(jù)運行期石粉含量要求,預(yù)留選粉設(shè)備位置對成品砂進行選粉以靈活的調(diào)砂工藝可使成品砂的質(zhì)量、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性得到了較好的控制[7]。
4.1技術(shù)特點
本項目砂石系統(tǒng)沿溝順線布置,粗碎車間布置在1號溝附近,成品料場布置在2號溝溝口附近,半成品部與成品部距離約1.1 km。成品料場與成品轉(zhuǎn)料場總?cè)莘e約6萬m3。整個系統(tǒng)具有設(shè)計規(guī)模大、系統(tǒng)場地布置戰(zhàn)線長、成品料儲存多等特點。
4.2關(guān)鍵工藝
由于系統(tǒng)沿溝順線布置,半成品部與成品部距離約1.1 km ,第1篩分車間所含1級篩分、2級篩分,分級的<31.5 mm混合料通過3條膠帶機送入篩分調(diào)節(jié)料堆。其中一條膠帶機為曲線膠帶機,輸送量按照3 500 t/h進行設(shè)計。
4.3曲線膠帶機
本條曲線膠帶機為單線布置,水平長度L=1 085.08 m,帶寬B=1 400 mm,帶速V=4.0 m/s,水平轉(zhuǎn)彎半徑R=1 500 m,轉(zhuǎn)彎角度17.74°;立面設(shè)置2個凹弧段,半徑均為R=350 m,1個凸弧段,半徑為R=100 m。具有運輸量大、距離長、帶速高等特點。為保證本條膠帶機正常運行,在設(shè)計過程中,聯(lián)合膠帶機設(shè)備廠家,從設(shè)備運行可靠性、安全性方面采取以下措施[8]:
(1) 軟啟動時間為40 s,制動時間為25 s;
(2) 考慮到該條膠帶機沿山布置,雙向拉繩開關(guān)單側(cè)布置,每40 m布置1個;
(3) 跑偏開關(guān)每50 m布置1組;
(4) 膠帶機的尾部設(shè)置防打滑裝置;
(5) 在膠帶機落料管下緩沖托輥處,安裝縱向防撕裂裝置[9]。
曲線膠帶機主要參數(shù)見表4。
表4 輸送機主要技術(shù)參數(shù)表
5結(jié)語
本商品砂石料項目砂石系統(tǒng)從總體布置來看,充分利用了地形條件,簡潔美觀,布局合理。本系統(tǒng)具有幾大特點:
(1) 采用顎式破碎機+圓錐破碎機3段破碎方案,粗砂整形采用立軸式?jīng)_擊破碎機,所有破碎設(shè)備均為國際先進破碎設(shè)備;
(2) 采用國際先進的高頻振動篩篩分細骨料,解決了普通振動篩占地面積大的問題;
(3) 采用了高帶速的曲線膠帶機,減少了物料倒運環(huán)節(jié),運行更安全、可靠。
(4) 設(shè)置了多達6萬m3的成品料堆場。在不影響成品砂石料銷售的情況下,留出更多的系統(tǒng)設(shè)備檢修時間以及料場覆蓋剝離周期。
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Flow Design of Aggregate and Sand Processing System
TANG Rui
(Northwest Engineering Corporation Limited, Xi'an710065,China)
Abstract:The raw material of aggregate is the integrated biotite granodiorite. The tests of the physical mechanics proves that its dry compressive strength is 73.5~101 MPa and its wet compressive strength is 60.0~86.1 MPa. The system arrangement is fully demonstrated in terms of technology and economy. Features of the raw materials are considered while equipment is selected. Therefore, three-level crushing and three-level sieving are applied. Sand is processed by the vertical-shaft impact crusher. In the paper, the key technology of the system design is analyzed and summarized in combination of the technical design of the system.
Key words:aggregate and sand processing system; crushing; sand processing; sieving
中圖分類號:TU63;TV42
文獻標(biāo)識碼:A
DOI:10.3969/j.issn.1006-2610.2016.01.014
作者簡介:唐瑞(1979- ),男,四川省蓬安縣人,工程師,主要從事水利水電工程設(shè)計工作.
收稿日期:2015-07-07
文章編號:1006—2610(2016)01—0054—03