1 工程概述
古树岭人工碎石加工系统位于永久船闸两侧的古树岭和陈家冲,由毛料堆场、半成品加工部、成品加工部及与之相配套的供水系统,废水处理系统,供配电控制系统,通讯设施等辅助环节组成。
1.1 毛料堆场
位于永久船闸左岸的陈家冲,距古树岭人工碎石系统一破车间2km,毛料堆场占地面积52万m2,堆场容积1486万m3,最大堆高41m。取料方式采取自上而下分层取料。毛料为三峡工程永久船闸和大坝基坑开挖的闪云斜长花岗岩。由于闪云料长花岗岩的云母含量高达10%~15%,若加工成品砂后游离的云母含量7%~8.68%,超出规范要求,不能用于三峡工程,故本系统只加工人工碎石。
1.2 碎石加工系统
人工碎石加工系统集中布置在永久船闸和临时船闸之间的古树岭,占地面积41.5万m2,从粗碎、中碎、筛分到成品堆场、弃料堆场,由高到低呈阶梯状,分别布置在EL.140、EL.126、EL.120、EL.106、EL.98高程平台上。系统布置采取中轴对称双线运行方式,充分利用地形,便于运行和管理。但二、三破和预筛分布置过于集中,影响设备维修,给单线生产运行造成一定的干扰。
半成品加工部由一破车间(3台PXZ-1216旋回破碎机)、半成品堆场、1#分料堆等作业环节组成。成品加工部由预筛分(3台圆振动筛)、二破车间(2台oc1560sxst和1台RB4圆锥破碎机)、三破车间(2台HP300SXPH和1台RB3圆锥破石机)、2#分料堆、筛分车间(8台圆振动筛)、成品料堆、弃料堆等作业环节组成,其工艺流程见P12附图1。
系统每日两班生产,毛料处理能力2650t/h,即月生产成品碎石48.26万m3(70万t)。古树岭人工碎石加工系统,采取设计、施工、运行、全过程的公开招标。系统建安总投资7800万元,成品碎石单价16.91元/t。于1995年3月开工,1996年3月单线投产,1996年9月全部建成投产。
2 系统加工能力分析
2.1 系统的设计生产能力
系统的设计生产能力见表1。
表1 系统的设计生产能力
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 | |
| 混凝土设计月浇注强度 | 万m3/月 | 45.4 | ||
| 混凝土校核月浇注强度 | 万m3/月 | 53.9 | ||
| 设 | 一破 | t/h | 2650 | |
| 计 | 预筛分 | t/h | 2650 | |
| 处 | 二破 | t/h | 1410 | |
| 理 | 筛分 | t/h | 2458 | |
| 器 | 三破 | t/h | 600 | |
| 半成品堆场 | 万m3 | 2.5 | 约2个班调节量 | |
| 堆 | 预筛分料堆(1#) | 万m3 | 0.16 | 约1h调节量 |
| 场 | 筛分料堆(2#) | 万m3 | 0.32 | 约2h调节量 |
| 容 | 成品料堆 | 万m3 | 12.3 | 约12个台班调节量 |
| 积 | 弃料堆 | 万m3 | 2.9 | |
2.2 破碎机实际加工能力及颗粒级配分布
一破PXZ-1216旋回破碎机开度范围为150~220mm。在古树岭人工碎石系统单机满负荷实验时,排料口宽度分别取160mm、180mm、190mm,各种颗粒级配比例及生产能力如表2。
表2 一破PXZ-1216出料级配及加工能力表
| 颗粒级配比例(%) | ||||||||
| 破碎机开口 | 生产能力 | 设计生产能力 | ||||||
| (mm) | >150 | 150~80 | 80~40 | 40~20 | 20~5 | <5 | (t/h) | (t/h) |
| 160 | 19.42 | 25.56 | 20.47 | 10.59 | 11.81 | 12.51 | 1066 | 1250 |
| 180 | 24.66 | 18.81 | 21.60 | 11.23 | 11.67 | 12.81 | 1005 | 1440 |
| 190 | 38.56 | 15.29 | 16.81 | 6.81 | 10.73 | 8.3 | 1393 | 1480 |
| 平均 | 27.54 | 19.65 | 19.62 | 9.54 | 11.40 | 11.21 | 1134 | 1397 |
由上表可知,无论在何种开度下,单机生产能力均满足了系统设计生产能力Q=883t/h的需要,但未能达到设备设计生产能力,这主要与进料粒径的不均匀性和进料速率有关,在实际生产过程中进行适当调整,设备是能够达到设计生产能力的。颗粒级配基本遵循上表中的规律,与PXZ-1216旋回破碎机理论值有一定的差距,这主要是由于毛料中弃渣含量偏高和花岗岩的岩石特性决定的。从表中还可看出,排料的宽度与粗料比例的含量线性关系明显,为提高半成品的合格率,减少二、三破的生产负荷、排料口宽度宜控制在其下限值。
二破RB4和oc1560SXST的开度范围是40~60mm。在古树岭人工碎石系统单机满负荷实验时,排料口宽度分别取51mm、54mm、54mm、52mm各种级配比例及生产能力如表3。
表3 二破级配及生产能力
| 出料颗粒级配比例(%) | ||||||||||
| 机型 | 开口宽度 | 生产能力 | 设计生产 | 备注 | ||||||
| (mm) | >150 | 150~80 | 80~40 | 40~20 | 20~5 | <5 | (t/h) | 能力(t/h) | ||
| RB4 | 51 | 0 | 1.4 | 45.5 | 26 | 17.4 | 9.7 | 783.8 | 744 | 生产能力与进料粒径和速率有关 |
| RB4 | 54 | 0 | 4.3 | 50.3 | 25.7 | 11.9 | 7.8 | 783.8 | 744 | |
| oc1560sxst | 54 | 0 | 4.5 | 31.9 | 33.6 | 13.4 | 15.6 | 942.2 | 620 | |
| oc1560sx51 | 52 | 0 | 15.3 | 61.2 | 14.6 | 4.5 | 4.4 | 691.4 | 620 | |
| 平均 | 0 | 6.38 | 47.48 | 24.98 | 11.8 | 9.38 | 800 | 682 | ||
由表3可知,二破的单机生产能力均能满足系统设计生产能力470t/h的要求,也超过了RB4和oc1560sxst的设计生产能力,但与二破的理论颗粒曲线存在一定的差距,主要原因是预筛分没有将小于0.5mm的弃渣筛尽和三峡基坑利用料因其中粗粒结构且晶界面结合薄弱,表面多鳞性导致加工弃渣增多等。从上表可见排料口增大,粗粒级含量增多,符合客观规律,当开口一定时,同型号机粒径比例基本一致。
三破RB3和HP300SXPH的开度范围是18~40mm。在古树岭人工碎石系统单机满负荷试验时,开度范围分别取的是25.5mm、27mm、30mm各种级配比例及生产能力如表4。
表4 三破级配及生产能力
| 出料颗粒级配比例(%) | ||||||||||
| 机型 | 开口宽度 | 生产能力 | 设计生产 | 备注 | ||||||
| (mm) | >150 | 150~80 | 80~40 | 40~20 | 20~5 | <5 | (t/h) | 能力(t/h) | ||
| RB4 | 25.5 | 0 | 0 | 0.4 | 32.8 | 44.6 | 22.2 | 349.7 | 306 | 生产能力与进料粒径和速率有关 |
| HP300SXPH | 27.0 | 0 | 0 | 3.6 | 43.9 | 36.2 | 16.3 | 283.0 | 306 | |
| HP300SXPH | 27.0 | 0 | ||||||||
3.1 工艺流程分析
碎石机排料口分别在160mm、50mm、25mm开口条件下运行,产生的碎石颗粒级配基本3Ctd align="center" width="9%">3.2