國(guó)產(chǎn)砂石設(shè)備在巴基斯坦高摩贊RCC大壩中的應(yīng)用

1、國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)設(shè)備在國(guó)外工程中的應(yīng)用巴基斯坦高摩贊水利樞紐綜合項(xiàng)目大壩工程位于巴基斯坦西北邊疆省D.I.KHAN地區(qū)TANK鎮(zhèn)以西的高摩贊（GOMAL ZAM）河上，是以農(nóng)業(yè)灌溉為主、兼顧防洪和發(fā)電的綜合利用工程，由灌溉區(qū)和蓄水區(qū)兩部分組成。灌溉區(qū)由兩千多公里長(zhǎng)的渠道網(wǎng)組成。蓄水發(fā)電區(qū)距渠首60km，蓄水大壩壩高約133m，為碾壓混凝土重力曲線壩。高摩贊水利樞紐綜合項(xiàng)目大壩因地質(zhì)原因由碾壓混凝土拱壩變?yōu)槟雺夯炷燎€重力壩，碾壓混凝土由投標(biāo)初的40萬(wàn)m3增加至60萬(wàn)m3。由于工期較短，因而對(duì)砂石系統(tǒng)的處理能力要求較高。大壩砼砂石骨料以人工砂石料為主，天然砂石骨料作補(bǔ)充。砂石系統(tǒng)布置在離大壩上游2k

2、m處675m平臺(tái)上，防洪等級(jí)按10年一遇，設(shè)計(jì)小時(shí)處理強(qiáng)度為600t。1 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)設(shè)備的使用情況碾壓混凝土的骨料在混凝土單位容積中占很大比例，因此骨料的質(zhì)量和成本是影響碾壓混凝土單位造價(jià)的主要因數(shù)之一，而骨料的質(zhì)量和成本與骨料的生產(chǎn)設(shè)備有很大的關(guān)系。碾壓混凝土級(jí)配要求砂石加工系統(tǒng)有較強(qiáng)的級(jí)配調(diào)節(jié)能力，閉路循環(huán)加工尤其必要。由于高摩贊碾壓混凝土大壩粗骨料設(shè)計(jì)級(jí)配最大粒徑僅為75mm，超徑石的處理量較大。高摩贊砂石骨料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)新穎，通過分段閉路循環(huán)實(shí)現(xiàn)了級(jí)配的靈活調(diào)節(jié)，對(duì)砂石骨料生產(chǎn)設(shè)備也提出了相應(yīng)較高的要求。巴基斯坦高摩贊水利樞紐綜合項(xiàng)目工程，是一個(gè)大型綜合性的EPC項(xiàng)目，風(fēng)險(xiǎn)較大，因而工

3、程的成本控制至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)近幾年砂石骨料破碎生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展較快，且價(jià)格相對(duì)國(guó)外的同類產(chǎn)品價(jià)格要低很多，考慮到運(yùn)行管理里的設(shè)備維修、設(shè)備大修及中方管理人員對(duì)國(guó)產(chǎn)破碎設(shè)備更熟、對(duì)其性能更為了解，選擇國(guó)產(chǎn)破碎設(shè)備更易于培訓(xùn)廉價(jià)的外方勞務(wù)。因此選擇國(guó)產(chǎn)破碎設(shè)備，砂石系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行管理成本要低很多。巴基斯坦國(guó)內(nèi)也有較為完善的砂石骨料生產(chǎn)設(shè)備配置，且價(jià)格較低，但是設(shè)備的生產(chǎn)處理能力較小，且都是一些小作坊式工廠的加工生產(chǎn)，只適用于一些小型電站的砂石骨料生產(chǎn)及渠道砂石骨料的生產(chǎn)。滿足不了生產(chǎn)強(qiáng)度較高的砂石系統(tǒng)的生產(chǎn)，也滿足不了級(jí)配調(diào)節(jié)要求較高的砂石系統(tǒng)生產(chǎn)。施工設(shè)備的選擇對(duì)工程的施工成本影響較大，尤其是砂石骨料

4、的破碎生產(chǎn)設(shè)備。在運(yùn)行管理的過程中，其配件更換較為頻繁，選擇經(jīng)濟(jì)合理的、質(zhì)量較好、性價(jià)比較高的設(shè)備，對(duì)砂石骨料的生產(chǎn)成本控制尤為重要。因此在國(guó)際工程中，使用國(guó)產(chǎn)的砂石骨料破碎生產(chǎn)設(shè)備是一條值得探索應(yīng)用的、降低工程成本的路。2 料場(chǎng)情況及生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)料場(chǎng)的情況及設(shè)備的性能確定一個(gè)合理規(guī)模的砂石系統(tǒng)這點(diǎn)很重要。能避免工程施工后因不能滿足工程需要而搞增容設(shè)計(jì)所帶來(lái)的麻煩。相同混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度要求下采用碾壓混凝土施工比常態(tài)混凝土施工需要配置規(guī)模更大的砂石骨料加工系統(tǒng)。21 料場(chǎng)概況根據(jù)高摩贊工地兩個(gè)料場(chǎng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，選用壩址區(qū)砂礫料場(chǎng)，承擔(dān)大壩60萬(wàn)m3RCC提供毛料的任務(wù)，壩址區(qū)砂礫料場(chǎng)位于壩址區(qū)上

5、游約lkm至5km的Gomal河河漫灘上。河漫灘寬300600m，除主河道過水外，漫灘上有24條較小支流。由于骨料表面多附泥膜，故需清洗。壩址砂礫料場(chǎng)顆分試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)見表1。表1 壩址砂礫料場(chǎng)顆分試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表樣號(hào)各粒徑組百分含量(%)含礫率含砂率礫的粒度模數(shù)砂的細(xì)度模數(shù)砂的平均粒徑限制粒徑d60有效粒徑dlO不均向系數(shù)曲率 系數(shù)定名備 注(%)(%)CuCcU169.4129.467.402.190.31300.241252.94級(jí)配良好礫表中統(tǒng)計(jì)值不包括粒徑大于150mm顆粒(其含量15% )。U269.9328.947.302.900.52290.4269.051.81級(jí)配良好礫U376

6、.7422.357.362.150.32200.366.675.04級(jí)配良好礫U453.6745.156.842.610.3310.50.252.50.69級(jí)配良好礫U559.9139.526.962.620.33150.2561.220.88級(jí)配良好礫L175.1924.367.282.560.34300.3878.954.06級(jí)配良好礫L256.0343.357.112.700.35140.25560.56級(jí)配良好礫L361.4337.916.942.730.3513.50.25541.31級(jí)配良好礫L463.9835.526.762.820.37130.3834.210.98級(jí)配良好礫W

7、168.1831.027.302.800.34290.396.671.84級(jí)配良好礫W268.1131.427.192.290.28240.23104.352.90級(jí)配良好礫組數(shù)111111111l11111111最大值76.7445.157.402.900.52300.421255.04最小值53.6722.356.762.150.2810.50.234.210.56平均值65.6933.557.132.580.3520.730.2972.602.09根據(jù)試驗(yàn)成果，砂礫料中（未包括占砂礫石15%的粒徑大于150mm的骨料）4.75150mm礫料占53.6776.74%，平均65.69%。其中

8、75150mm礫料占1.712.7%，平均7.4%；7537.5mm礫料占11.125.8%，平均17.9%；37.519mm礫料占11.517.4%，平均15.0%；194.75mm礫料占18.535.4%，平均25.4%；小于4.75mm砂占22.3545.15%，平均33.55%。骨料級(jí)配平衡計(jì)算表見表2。表2 骨料級(jí)配平衡計(jì)算表含量(%) 粒徑 工序150150757537.537.519194.754.75天然砂石料各級(jí)含量156.2915.2212.7521.5929.15砼骨料各級(jí)需要量/16.0628.6123.9931.34PE600×900顎破出料特性（%）/37

9、.6122.3514.1325.91/超徑石(150mm)粗碎后天然料各級(jí)含量/11.9318.5714.8725.4829.15GP100C圓錐破出料特性/454510多余大石、特大石經(jīng)GP100C破碎后各級(jí)含量/012.8122.8333.4430.92各級(jí)盈余0000+14.29+5.91由骨料級(jí)配平衡計(jì)算可得，進(jìn)入粗碎的處理量為天然料的15%，進(jìn)入GP100C破碎處理量為17.69%，成品料獲得率為79.8%，棄料率為20.2%；多余小石用于人工制砂，成砂率為0.7，人工砂與天然砂的摻合比例為4：6。22 工廠規(guī)模砂石系統(tǒng)占地約8000m2。系統(tǒng)主要由粗碎車間（含棒調(diào)篩分）、篩分車間、

10、中碎車間、制砂車間、檢查篩分車間及半成品料堆、調(diào)節(jié)料堆、成品骨料堆場(chǎng)、控制系統(tǒng)及其輔助設(shè)施等組成。設(shè)計(jì)小時(shí)處理強(qiáng)度為600t。詳見系統(tǒng)技術(shù)特性見表3。表3 系統(tǒng)技術(shù)特性表 序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)備注1成品設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力粗骨料t/h280砂t/h70人工砂：30 t/h2設(shè)計(jì)處理量粗碎車間t/h100篩分車間t/h350中碎車間t/h115制砂車間t/h120檢查篩分車間t/h2403料場(chǎng)儲(chǔ)量半成品堆場(chǎng)m32500調(diào)節(jié)堆場(chǎng)m32400粗骨料成品堆場(chǎng)萬(wàn)m31.2成品砂堆場(chǎng)萬(wàn)m30.44機(jī)電總功率kW110023 系統(tǒng)布置（1）半成品加工，位于675m平臺(tái)上，主要由粗碎車間，半成品堆場(chǎng)組成。主要用于將料場(chǎng)開

11、采來(lái)料加工成<150mm半成品料。（2）成品加工：設(shè)在675平臺(tái)上，由篩分車間、中碎車間、制砂車間、檢查篩分車和制砂調(diào)節(jié)堆場(chǎng)組成。其主要任務(wù)是將半成品加工成04.75mm、4.7519mm、1937.5mm、37.575mm四種成品骨料，制砂車間目的在于將<37.5mm的多余料加工成<4.75mm細(xì)骨料，以補(bǔ)充天然砂的不足，同時(shí)用以調(diào)節(jié)天然砂的細(xì)度模數(shù)。（3）成品骨料堆場(chǎng)：成品骨料堆場(chǎng)設(shè)在670平臺(tái)上，骨料堆場(chǎng)設(shè)5個(gè)料倉(cāng)，三個(gè)骨料倉(cāng)，其中砂倉(cāng)為兩個(gè)，一個(gè)為天然砂倉(cāng)，另一為人工砂。其平面布置詳見圖1。圖1 高摩贊工程砂石加工系統(tǒng)平面布置圖3 工藝流程設(shè)計(jì)及設(shè)備配置31 工藝流程

12、設(shè)計(jì)砂石加工系統(tǒng)按滿足月砼澆筑強(qiáng)度4萬(wàn)m3規(guī)模設(shè)計(jì)，按每m3碾壓砼需凈骨料2.2t，作業(yè)二班制，月工作25天，日14小時(shí)。綜合考慮各種級(jí)配砼對(duì)各粒級(jí)骨料含量的要求，計(jì)及加工運(yùn)輸，堆存損耗，計(jì)算得成品料生產(chǎn)能力350t/h，考慮到本系統(tǒng)有人工砂作為天然砂的補(bǔ)充，成品粗骨料按成品料的80%計(jì)，所以成品粗骨料的生產(chǎn)能力為280t/h，成品砂的生產(chǎn)能力為70t/h。根據(jù)料場(chǎng)開采石料的物理學(xué)特性、破碎產(chǎn)品的粒度特性以及砼骨料生產(chǎn)技術(shù)要求，系統(tǒng)工藝采用分段開閉路相結(jié)合的生產(chǎn)流程。巴基斯坦高摩贊工程砂石加工系統(tǒng)建廠工期短，允許使用的場(chǎng)地有效面積小，給施工造成一定的困難，為保證系統(tǒng)按期投產(chǎn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理配置

13、，最大限度優(yōu)化生產(chǎn)工藝；另外，該砂石加工系統(tǒng)制備的骨料是為碾壓混凝土而提供的，碾壓混凝土較常態(tài)混凝土要求有足夠的石粉含量以改善其和易性、抗?jié)B性，因此在工藝設(shè)計(jì)中必須考慮到這一點(diǎn)，針對(duì)這一問題，增設(shè)了制砂車間，制備的人工砂作為天然砂的補(bǔ)充，同時(shí)用以調(diào)節(jié)天然砂的細(xì)度模數(shù)；采用兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)的螺旋洗砂機(jī)回收砂，可以調(diào)節(jié)砂的細(xì)度模數(shù)，檢查篩分采用干篩工藝，增加了砂的石粉含量，為制備碾壓混凝土提供了可靠的保證。整個(gè)砂石加工系統(tǒng)的工藝流程更完整、更合理。其工藝流程詳見圖2。圖2 高摩贊工程砂石加工系統(tǒng)工藝流程圖32 加工車間及設(shè)備配置巴基斯坦高摩贊大壩砂石系統(tǒng)的破碎設(shè)備全采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。根據(jù)料場(chǎng)開采石料的物理學(xué)特

14、性、及系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合國(guó)產(chǎn)破碎設(shè)備破碎產(chǎn)品的粒度特性。優(yōu)化配置各車間的設(shè)備，提高系統(tǒng)運(yùn)行保證能力，主要機(jī)械設(shè)備見表4。表4 主要施工機(jī)械設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單位功率(KW)設(shè)備產(chǎn)地備注單臺(tái)合計(jì)1棒調(diào)給料機(jī)ZWB49111臺(tái)3030上海路橋篩分、給料2顎式破碎機(jī)PE-600×9001臺(tái)6060上海路橋粗碎3圓錐破碎機(jī)GP100C1臺(tái)9090天津中碎4圓振篩2YKR2.4×6.02臺(tái)7474南礦篩分5圓振篩2YKR2.4×6.01臺(tái)3737南礦檢查篩分6制砂機(jī)R90001臺(tái)220220洛陽(yáng)制砂7螺旋洗砂機(jī)FC-122臺(tái)1530南礦篩分8振動(dòng)給料機(jī)GZ

15、1132臺(tái)2.55江蘇半成品9振動(dòng)給料機(jī)GZ82臺(tái)2.55江蘇調(diào)節(jié)料堆10膠帶輸送機(jī)B=8005條河北總長(zhǎng)289m11膠帶輸送機(jī)B=65018條武漢總長(zhǎng)734m12除鐵器MCO3-1501臺(tái)8.358.35江蘇（1）粗碎車間粗碎車間采用的是上海路橋生產(chǎn)的ZWB4911重型振動(dòng)篩給料，該設(shè)備的小時(shí)處理能力可達(dá)600t。預(yù)篩分出大于150mm的超徑石。經(jīng)過預(yù)篩分后約大于15%的超徑石進(jìn)入一臺(tái)上海路橋生產(chǎn)的PE-600×900鄂式破碎機(jī)，破碎后的物料與預(yù)篩分后小于150mm的天然料混合上半成品料堆。PE-600×900鄂破的進(jìn)料粒徑為500mm以下，而料場(chǎng)大于500mm粒徑的天然

16、骨料極少，使開采的料源基本上都能經(jīng)過粗碎。 （2）半成品堆場(chǎng)半成品堆場(chǎng)用于增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，調(diào)節(jié)各車間的生產(chǎn)能力，保證系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)。堆場(chǎng)設(shè)在675m平臺(tái)上，最大堆高10m，調(diào)節(jié)容量0.25萬(wàn)m3，堆場(chǎng)下設(shè)有一條鋼筋砼出料廊道，2個(gè)下料口上均裝有江蘇生產(chǎn)的GZ113振動(dòng)給料機(jī)，廊道內(nèi)設(shè)一條出料膠帶機(jī)B3。半成品料通過膠帶機(jī)至篩分樓，給料量由振動(dòng)給料機(jī)控制。振動(dòng)給料機(jī)的均勻給料保證了篩分機(jī)的有效工作。（3）篩分車間篩分車間是整個(gè)骨料加工系統(tǒng)的核心，根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)任務(wù)，其砼最高級(jí)配為三級(jí)配，二級(jí)配占砼總量約25%，砼最大粒徑為75mm，而中碎產(chǎn)品粒徑均小于150mm。根據(jù)這一特點(diǎn)，篩分車間由兩臺(tái)南昌礦山

17、機(jī)械廠生產(chǎn)的2YKR2460圓振動(dòng)篩，以及兩臺(tái)螺旋洗砂機(jī)組成一座篩分樓，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為350t/h，緊鄰中碎車間，由兩條短皮帶直接向中碎供料。這種布置方式大大減少了加工系統(tǒng)的占地面積，也為篩分樓與中碎機(jī)形成閉路循環(huán)提供了方便，保證了中碎車間供料充足、均衡、穩(wěn)定。篩分樓第一層篩網(wǎng)控制尺寸從上至下為75mm、37.5mm。將半成品骨料篩分成大于75mm，37.5mm75mm，小于37.5mm三級(jí)骨料，大于75mm的骨料通過短皮帶直接傳送至中碎機(jī)，37.5mm75mm由可逆皮帶送到成品料堆場(chǎng)皮帶或是送到中碎機(jī)。中碎機(jī)與篩分樓第一篩分層形成閉路循環(huán)。小于37.5的骨料通過集料斗到第二篩分層。篩分樓第

18、二篩分層篩網(wǎng)控制尺寸從上至下為19mm、4.75mm。將小于37.5mm的骨料篩分為37.5mm19mm、19mm4.75mm、小于4.75mm三級(jí)骨料。小于4.75骨料由兩臺(tái)串連螺旋洗砂機(jī)回收，通過皮帶輸送至成品料堆場(chǎng)，其余骨料由可逆皮帶調(diào)節(jié)，至成品料堆場(chǎng)或是制砂調(diào)節(jié)料堆場(chǎng)。（4）中碎車間中碎車間主要工作是對(duì)篩分車間的37.5mm的骨料進(jìn)行中碎再加工。該車間加工主機(jī)為天津美卓的GP100C圓錐破碎機(jī)，該機(jī)混合料生產(chǎn)能力為115t/h。從篩分樓經(jīng)過篩分后大于75mm的骨料以及需要級(jí)配調(diào)節(jié)的37.575mm之間的骨料，通過可逆皮帶進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)入中碎。經(jīng)中碎機(jī)破碎后，由皮帶輸送機(jī)返回至篩分樓第一篩分

19、層進(jìn)行再次篩分，從而形成閉路循環(huán)生產(chǎn)。（5）制砂車間制砂車間由制砂調(diào)節(jié)料堆場(chǎng)、制砂機(jī)及檢查篩分組成一閉路循環(huán)生產(chǎn)線。承擔(dān)人工砂生產(chǎn)任務(wù)，人工砂設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力30t/h（三班）。粒徑為37.5mm19mm，19mm4.75mm的骨料經(jīng)過可逆皮帶調(diào)節(jié)輸送至制砂調(diào)節(jié)料堆場(chǎng)。由振動(dòng)給料機(jī)均分給料，皮帶輸送至制砂機(jī)制砂。制砂機(jī)選用洛陽(yáng)生產(chǎn)的百力克“石打石”R9000一臺(tái)，該機(jī)生產(chǎn)砂成本相對(duì)傳統(tǒng)的棒磨機(jī)制砂成本低，且加工工藝簡(jiǎn)化，易于安裝。經(jīng)制砂機(jī)破碎后的混合料由皮帶機(jī)送至檢查篩分車間。因考慮為干篩，所以篩分機(jī)設(shè)計(jì)為雙層篩，底層為鋼絲篩網(wǎng)，保證了透篩率。經(jīng)檢查篩分后大于4.75mm的人工骨料由皮帶機(jī)返回制砂

20、調(diào)節(jié)料堆場(chǎng)，再次循環(huán)破碎。其余進(jìn)入人工砂料堆場(chǎng)。人工砂干篩法保證了石粉的含量，更有利于碾壓混凝土的施工。（6）檢查篩分車間檢查篩分車間將制砂車間破碎料分級(jí)成<4.75mm和>4.75mm的兩種料，<4.75mm料由膠帶機(jī)送入成品人工砂倉(cāng)，>4.75mm的骨料由膠帶機(jī)送回制砂調(diào)節(jié)料堆，循環(huán)制砂。（7）成品骨料堆場(chǎng)粗骨料成品堆場(chǎng)布置在670m平臺(tái)上，各級(jí)料堆采用單點(diǎn)堆料，堆高12m，堆場(chǎng)容積約1.2萬(wàn)m3。成品堆場(chǎng)用于保證給拌和系統(tǒng)供料的連續(xù)性。（8）砂石加工輸送監(jiān)控系統(tǒng)巴基斯坦高摩贊工程作為國(guó)際工程，在輸送監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，考慮到運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地比較狹小，采用集裝箱式控制

21、室，將該砂石系統(tǒng)的配電到控制全部集中在該控制室內(nèi)，電氣系統(tǒng)控制設(shè)備采用長(zhǎng)沙慧林公司生產(chǎn)的集裝箱等自動(dòng)控制成套設(shè)備。4 高摩贊砂石加工系統(tǒng)特點(diǎn)41 設(shè)備完全國(guó)產(chǎn)化，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程，獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益高摩贊工程砂石加工系統(tǒng)設(shè)備完全國(guó)產(chǎn)化，機(jī)械設(shè)備及電器控制設(shè)備均采用了國(guó)內(nèi)知名廠家的產(chǎn)品，為設(shè)計(jì)先進(jìn)的工藝提供了保障。 傳統(tǒng)的砂石加工系統(tǒng)均為多段破碎制砂形式，系統(tǒng)占地面積大、機(jī)械配置率高，同時(shí)還需要一支龐大的勞動(dòng)力隊(duì)伍，已嚴(yán)重阻礙了企業(yè)的生存和發(fā)展，面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的水電建筑市場(chǎng)，隨著各行業(yè)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，在保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足工程施工需要的前提下，優(yōu)化系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，尤其是進(jìn)入國(guó)際水電市場(chǎng)。高摩贊工程砂石加工系統(tǒng)借鑒了其他工程經(jīng)驗(yàn)，大膽采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，以該工程高峰期施工強(qiáng)度為設(shè)計(jì)依據(jù)，將傳統(tǒng)的三段破碎優(yōu)化為兩段破碎，采用了分段閉路循環(huán)，即中碎與篩分閉路循環(huán)，制砂與檢查篩分閉路循環(huán)。在第二段破碎過程中，可根據(jù)不同時(shí)段生產(chǎn)計(jì)劃，調(diào)整其設(shè)備排料口開度，以篩分車間可逆式膠帶機(jī)做中介調(diào)整機(jī)構(gòu)，來(lái)滿足粗骨料或制砂用料需求，特別是制砂工藝優(yōu)于其他工藝，該工序主要利用百力克“石打石”的原理，配置了1臺(tái)R9000的制砂機(jī)，將細(xì)碎制砂一并完成，不但減少了臨建投資費(fèi)用，同時(shí)也降低了