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摘要：根据对人工砂石系统运行和技术改造工作的总结,笔者认为要从根本上解决灰岩中含泥对人工砂石系统运行的影响,必须从系统设计人手,在粗碎棒条给料机前增设一台炉条筛,经过炉条筛筛分过的原料进入棒条给料机再进人系统,这样就能够最大限度地减少泥对人工砂石系统运行的影响。对原料进行适当的喷水,保持原料合适的湿度就可最大限度地减少系统加工过程中的扬尘。可以说这是一种解决人工砂石料干法生产系统扬尘的环保问题的最经济和最简单的方法。
关键词：水电站；人工砂石；粗碎系统；影响；治理
1砂石系统生产能力和设备配置
云南金沙江中游阿海水电站新源沟人工砂石系统设计粗碎处理能力为1800t/h,成品料生产能力为1550t/h。按级配要求生产成品砂447t/h、水洗砂80t/h、小石372 t/h、中石372t/h、大石279t/h。
电站砂石系统配套的其他设备有: B=1400mm胶带输送机1条，B=1200mm胶带输送机5条，B=1000mm胶带输送机9条,B=800mm胶带输送机5条,B=650mm胶带输送机7条,反击破共8台，圆振筛共25台 ，GZG1003振动给料机18台,GZG703振动给料机12台,RCDB-8(或RCDB-10)电磁除铁器2台。
电站砂石系统额定总功率为3796.8kW。
2夹泥对人工砂石系统的影响
2.1夹泥对粗碎系统的影响
由于自新源沟石岩料场中灰岩条带的含泥量偏大,发包人担心料场料源不足,故要求将有用条带中所有开采的毛料全部通过初碎系统进行处理,因此含有大量夹泥的石料进入到砂石生产系统中。原料中的夹泥私结在棒条给料机的底板上,不仅使给料机长期处于最大激振力情况下工作,而且使给料机的给料过程产生缓冲作用,造成给料速度降,严重时给料效率下降50%（正常無泥时给料47t所用时间2分50秒～3分10秒,底板结泥严重时给料47t所用时问6分0秒～6分30秒）。另外,原料夹泥也易造成棒条给料机棒条之间的缝隙堵塞,使泥和细碎料均通过领式破碎机,加重破碎机的负担,从而降低粗碎的处理能力。
原料中的片状料容易直接通过破碎机的排矿口,较大尺寸的片状料容易造成胶带输送机的转料口严重堵塞,需人工进行清理,影响粗碎系统的有效利用时间,对初碎系统的处理能力造成严重影响,致使初碎系统生产效率极低。
2.2夹泥对中细碎车间以下筛分及制砂系统的影响
原料经粗碎后进进入半成品料堆,再经三筛水洗使制砂半成品原料含水率增大，由于石料夹泥过多，导致半成品石料表面无法完全冲洗于净,造成立轴破碎机的破碎腔及筛分楼筛分机砂筛网易勒结堵塞,影响中细碎车间以下系统的有效利用时间。砂筛网约2小时需停机清理一次，清理约需20分钟；立轴破制砂机破碎腔每两天需清理一次,约3小时。
因石粉大量裹在中、小石骨料上,经筛分机过筛后的小骨料中砂的含量达20%以上,造成干砂的出砂率下降33%左右(原设计为447t/h,实际最大能力为403t/h,正常是377t/h,在连续降雨的状态下生产能力只能达到330t/h)。
2.3人工砂石系统自有缺陷的影响
因尽量使用投标时原有设备,又因设备选到时对实际可能遇到的地质情况估计不足,造成人工砂石系统存在的自有缺陷也影响了系统的生产效率。
(1)国产反击式破碎机(P500, 2*260kW)的基础出矿口太小(上开口130mm，),破碎机动领侧面漏下的细碎料汇集在动领后部,影响破碎机动领的运动,每班需清理一次,每次清理时间约1小时30分。
(2)1号筛分楼的2YKRH2160筛分机配置太小(应当配置2YKR2460比较合适),料流大时石料会从筛分机侧板上面溢出,每班平均出现7次,每次需停止供料3分钟让筛分机中的料排出,从而影响粗碎系统的有效工作时间。
(3)粗碎系统的胶带输送机配置不合理,其主输送皮带均配置带宽为1200mm、带速1.6m/s的胶带输送机,由于3号皮带结构的特殊性使得皮带无法按规定要求张紧,1号、2号皮带的料全部汇集到号皮带，3号皮带的料太满造成拖不动打滑。每班影响粗碎系统运行时间20分钟。
（4）石料经粗碎后运送到半成品料场之间的转料日太多（4个）,从而造成转料口的堵塞几率加大,每班处理堵料时间约35分钟。
3采取的治理措施
为解决灰岩原料中夹泥含量偏大给砂石系统生产带来的影响,承包人制定了改进措施并对系统进行必要的技术改造,主要包括:
(1)在挖装过程中增加厂一个工序,就是对毛料进行适当的筛选,保证运到粗碎进料口的石料中的含泥量不超过25%。在每次的有用料开采钻爆作业完成后,将上层较“干净”的毛料直接装运至粗碎平台进行粗碎生产下层一般含泥量偏大,采用反铲挖掘机深翻后将较好的毛料进行装运,并及时将下层挑选后含泥量太大的料装运至弃渣场公路侧工作面直接将含泥量较大的毛料进行翻渣处理,并于下方高程800m处道路内侧边坡对毛料进行拣集,拣集后及时将无用料装运至弃渣场。
（2）对砂石粗碎系统进行技术改造。因灰岩有用料条带中含有的岩溶及粉砂岩等无用料不是集中或有规律分布,无法在钻爆后直接从开采工作面挖运至弃渣场,部分无用料只能随着有用料一起挖运至砂石系统进行粗碎生产,故只能对砂石初碎系统进行改造来降低骨料的含泥量问题。
1）增加粗碎口的工作人员,及时清理棒条给料机底板上的结泥,提高棒条给料机的给料速度。
2）在粗碎领破出料端增加一条弃料皮带,弃除经粗碎分离出的大部分泥等无用料。
3）保证在运行中反击式破碎机的破碎腔中始终有三分之一以上的石料,同时适当调小破碎机的排矿口,从而减少片状大块料通过破碎机进人皮带运输系统转料口的堵料几率。
4）调整棒条给料机的倾角,调大。10～20以减少石料中含泥对棒条给料机给料速度的影响。
5）将国产反击式破碎机（ P500, 2*260kW）的基础出矿口扩大,扩大成上口为180mm、下口为90mm×90mm。保证反击式破碎机动额侧面漏下的细碎料自动进人胶带输送机上,消除集料。
（3）对筛分机、胶带输送机和转料口等进行改造。将号筛分楼的筛分机倾角调大10～20,增加筛分机的过料能力,从而消除筛分机过料能力不足造成的拥堵问题。更换3号、4号、5号胶带输送机电动滚筒,将带速从1.6m/s提高到2m/s,一方面保证输送料的能力,另一方面也减少3号皮带上料的重量,弥补了3号皮带张紧力不足的缺陷,同时减少了单位截面的过料量。从而消除了3号皮带由于张紧力不足打滑的问题,同时也减缓了转料口堵塞的几率,减少了堵料的处理时间。对转料口的结构进行改造,使其过料更加顺利,减少转料口堵料的频度。
（4）针对某电站在雨季降雨频繁且雨量大,造成干砂的生产率急剧下降的问题,一方面加强系统的防雨遮盖,另一方面在31号皮带（3号筛分楼筛出的20mm粒径以下的料和3号筛分楼挡回的中、小骨料汇集后进人制砂仓的皮带)的过料筒处增设一台67KW的电加热烘干机(风机为37KW高风压轴流风机,电加热器功率30KW）对通过31号皮带的料进行烘干,减少细碎料的含水量,从而减缓砂筛分机砂筛网的赫堵速度,提高干砂的出砂率。
4治理措施实施后的效果
对阿海水电站新源沟人工砂石系统通过以上治理措施及相应的技术改造后,棒条给料机的给料速度为平均4分50秒,给料47t,立轴式破碎机的集料现象消除,1号筛分楼筛分机的溢料现象消除,3号皮带机的打滑现象基本消除只是几个班中偶尔出现次,皮带机转料口堵料现象基本消除（一个班中平均出现2次,处理时间大约10分钟),干砂的生产能力基本稳定在386t/h以上,砂筛网的清理间隔时间可延长到1小时20分钟。
阿海水电站新源沟人工砂石系统经改进后虽然还达不到原设计的的处理能力,但通过合理有序组织施工生产,在施工高峰期采取加班、加大设备维修力度和成立专门的砂石生产协调小组(主要负责对日常生产)等办法,砂石系统的日设计生产能力达到1466t的要求,基本满足某水电站大坝工程混凝土浇筑的要求。经改进后的人工砂石系统,粗碎日有效工作约18小时,原料日处理量达34020t,按20%弃料量计算日生产半成品料达27216t,半成品料生产成品料的过程中按3%损耗计算,日生产成品料达26399.5t。
阿海水电站人工砂中的含泥量问题一直备受参建各方关注。经抽样检验,干法生产的人工砂和水洗生产的人工砂含石粉量分别为18.6%和4%,经混合后人工砂石粉含量为15.6%左右，小于DL/T5144—2001《水工混凝土施工规范规定不大于18%的要求,均为合格,为工程解决一一大难题。
5结束语
人工砂石系统生产砂石料所用的原料为灰岩,现场实际开抢揭落情况与原地质资料不符,存在大量的溶性裂隙和溶岩,有用料的条带中存在近四分之一含黄的夹层和溶洞岩层和溶洞中夹有大黄的秘土,因此开来原料中含有大童的夹泥,使得人工砂石系统的生产效率降低到设计能力的30%,同时对抗压混凝土力学、变形性能和时久性能影响较大。作为本项目承包人的对料场开采和生产系统采取有针对性的治理措施,收到较好的效果。
关键词：水电站；人工砂石；粗碎系统；影响；治理
1砂石系统生产能力和设备配置
云南金沙江中游阿海水电站新源沟人工砂石系统设计粗碎处理能力为1800t/h,成品料生产能力为1550t/h。按级配要求生产成品砂447t/h、水洗砂80t/h、小石372 t/h、中石372t/h、大石279t/h。
电站砂石系统配套的其他设备有: B=1400mm胶带输送机1条，B=1200mm胶带输送机5条，B=1000mm胶带输送机9条,B=800mm胶带输送机5条,B=650mm胶带输送机7条,反击破共8台，圆振筛共25台 ，GZG1003振动给料机18台,GZG703振动给料机12台,RCDB-8(或RCDB-10)电磁除铁器2台。
电站砂石系统额定总功率为3796.8kW。
2夹泥对人工砂石系统的影响
2.1夹泥对粗碎系统的影响
由于自新源沟石岩料场中灰岩条带的含泥量偏大,发包人担心料场料源不足,故要求将有用条带中所有开采的毛料全部通过初碎系统进行处理,因此含有大量夹泥的石料进入到砂石生产系统中。原料中的夹泥私结在棒条给料机的底板上,不仅使给料机长期处于最大激振力情况下工作,而且使给料机的给料过程产生缓冲作用,造成给料速度降,严重时给料效率下降50%（正常無泥时给料47t所用时间2分50秒～3分10秒,底板结泥严重时给料47t所用时问6分0秒～6分30秒）。另外,原料夹泥也易造成棒条给料机棒条之间的缝隙堵塞,使泥和细碎料均通过领式破碎机,加重破碎机的负担,从而降低粗碎的处理能力。
原料中的片状料容易直接通过破碎机的排矿口,较大尺寸的片状料容易造成胶带输送机的转料口严重堵塞,需人工进行清理,影响粗碎系统的有效利用时间,对初碎系统的处理能力造成严重影响,致使初碎系统生产效率极低。
2.2夹泥对中细碎车间以下筛分及制砂系统的影响
原料经粗碎后进进入半成品料堆,再经三筛水洗使制砂半成品原料含水率增大，由于石料夹泥过多，导致半成品石料表面无法完全冲洗于净,造成立轴破碎机的破碎腔及筛分楼筛分机砂筛网易勒结堵塞,影响中细碎车间以下系统的有效利用时间。砂筛网约2小时需停机清理一次，清理约需20分钟；立轴破制砂机破碎腔每两天需清理一次,约3小时。
因石粉大量裹在中、小石骨料上,经筛分机过筛后的小骨料中砂的含量达20%以上,造成干砂的出砂率下降33%左右(原设计为447t/h,实际最大能力为403t/h,正常是377t/h,在连续降雨的状态下生产能力只能达到330t/h)。
2.3人工砂石系统自有缺陷的影响
因尽量使用投标时原有设备,又因设备选到时对实际可能遇到的地质情况估计不足,造成人工砂石系统存在的自有缺陷也影响了系统的生产效率。
(1)国产反击式破碎机(P500, 2*260kW)的基础出矿口太小(上开口130mm，),破碎机动领侧面漏下的细碎料汇集在动领后部,影响破碎机动领的运动,每班需清理一次,每次清理时间约1小时30分。
(2)1号筛分楼的2YKRH2160筛分机配置太小(应当配置2YKR2460比较合适),料流大时石料会从筛分机侧板上面溢出,每班平均出现7次,每次需停止供料3分钟让筛分机中的料排出,从而影响粗碎系统的有效工作时间。
(3)粗碎系统的胶带输送机配置不合理,其主输送皮带均配置带宽为1200mm、带速1.6m/s的胶带输送机,由于3号皮带结构的特殊性使得皮带无法按规定要求张紧,1号、2号皮带的料全部汇集到号皮带，3号皮带的料太满造成拖不动打滑。每班影响粗碎系统运行时间20分钟。
（4）石料经粗碎后运送到半成品料场之间的转料日太多（4个）,从而造成转料口的堵塞几率加大,每班处理堵料时间约35分钟。
3采取的治理措施
为解决灰岩原料中夹泥含量偏大给砂石系统生产带来的影响,承包人制定了改进措施并对系统进行必要的技术改造,主要包括:
(1)在挖装过程中增加厂一个工序,就是对毛料进行适当的筛选,保证运到粗碎进料口的石料中的含泥量不超过25%。在每次的有用料开采钻爆作业完成后,将上层较“干净”的毛料直接装运至粗碎平台进行粗碎生产下层一般含泥量偏大,采用反铲挖掘机深翻后将较好的毛料进行装运,并及时将下层挑选后含泥量太大的料装运至弃渣场公路侧工作面直接将含泥量较大的毛料进行翻渣处理,并于下方高程800m处道路内侧边坡对毛料进行拣集,拣集后及时将无用料装运至弃渣场。
（2）对砂石粗碎系统进行技术改造。因灰岩有用料条带中含有的岩溶及粉砂岩等无用料不是集中或有规律分布,无法在钻爆后直接从开采工作面挖运至弃渣场,部分无用料只能随着有用料一起挖运至砂石系统进行粗碎生产,故只能对砂石初碎系统进行改造来降低骨料的含泥量问题。
1）增加粗碎口的工作人员,及时清理棒条给料机底板上的结泥,提高棒条给料机的给料速度。
2）在粗碎领破出料端增加一条弃料皮带,弃除经粗碎分离出的大部分泥等无用料。
3）保证在运行中反击式破碎机的破碎腔中始终有三分之一以上的石料,同时适当调小破碎机的排矿口,从而减少片状大块料通过破碎机进人皮带运输系统转料口的堵料几率。
4）调整棒条给料机的倾角,调大。10～20以减少石料中含泥对棒条给料机给料速度的影响。
5）将国产反击式破碎机（ P500, 2*260kW）的基础出矿口扩大,扩大成上口为180mm、下口为90mm×90mm。保证反击式破碎机动额侧面漏下的细碎料自动进人胶带输送机上,消除集料。
（3）对筛分机、胶带输送机和转料口等进行改造。将号筛分楼的筛分机倾角调大10～20,增加筛分机的过料能力,从而消除筛分机过料能力不足造成的拥堵问题。更换3号、4号、5号胶带输送机电动滚筒,将带速从1.6m/s提高到2m/s,一方面保证输送料的能力,另一方面也减少3号皮带上料的重量,弥补了3号皮带张紧力不足的缺陷,同时减少了单位截面的过料量。从而消除了3号皮带由于张紧力不足打滑的问题,同时也减缓了转料口堵塞的几率,减少了堵料的处理时间。对转料口的结构进行改造,使其过料更加顺利,减少转料口堵料的频度。
（4）针对某电站在雨季降雨频繁且雨量大,造成干砂的生产率急剧下降的问题,一方面加强系统的防雨遮盖,另一方面在31号皮带（3号筛分楼筛出的20mm粒径以下的料和3号筛分楼挡回的中、小骨料汇集后进人制砂仓的皮带)的过料筒处增设一台67KW的电加热烘干机(风机为37KW高风压轴流风机,电加热器功率30KW）对通过31号皮带的料进行烘干,减少细碎料的含水量,从而减缓砂筛分机砂筛网的赫堵速度,提高干砂的出砂率。
4治理措施实施后的效果
对阿海水电站新源沟人工砂石系统通过以上治理措施及相应的技术改造后,棒条给料机的给料速度为平均4分50秒,给料47t,立轴式破碎机的集料现象消除,1号筛分楼筛分机的溢料现象消除,3号皮带机的打滑现象基本消除只是几个班中偶尔出现次,皮带机转料口堵料现象基本消除（一个班中平均出现2次,处理时间大约10分钟),干砂的生产能力基本稳定在386t/h以上,砂筛网的清理间隔时间可延长到1小时20分钟。
阿海水电站新源沟人工砂石系统经改进后虽然还达不到原设计的的处理能力,但通过合理有序组织施工生产,在施工高峰期采取加班、加大设备维修力度和成立专门的砂石生产协调小组(主要负责对日常生产)等办法,砂石系统的日设计生产能力达到1466t的要求,基本满足某水电站大坝工程混凝土浇筑的要求。经改进后的人工砂石系统,粗碎日有效工作约18小时,原料日处理量达34020t,按20%弃料量计算日生产半成品料达27216t,半成品料生产成品料的过程中按3%损耗计算,日生产成品料达26399.5t。
阿海水电站人工砂中的含泥量问题一直备受参建各方关注。经抽样检验,干法生产的人工砂和水洗生产的人工砂含石粉量分别为18.6%和4%,经混合后人工砂石粉含量为15.6%左右，小于DL/T5144—2001《水工混凝土施工规范规定不大于18%的要求,均为合格,为工程解决一一大难题。
5结束语
人工砂石系统生产砂石料所用的原料为灰岩,现场实际开抢揭落情况与原地质资料不符,存在大量的溶性裂隙和溶岩,有用料的条带中存在近四分之一含黄的夹层和溶洞岩层和溶洞中夹有大黄的秘土,因此开来原料中含有大童的夹泥,使得人工砂石系统的生产效率降低到设计能力的30%,同时对抗压混凝土力学、变形性能和时久性能影响较大。作为本项目承包人的对料场开采和生产系统采取有针对性的治理措施,收到较好的效果。