砂石骨料生产系统设计方案

1 工程概述

砂石骨料加工系统布置于挡水坝左岸下游500m的一座平台上，平台面积约6500m2，原始地面高程为EL.988。砂石骨料系统场地一侧紧靠倒流河，较河面高3-4m，另一侧紧靠进场道路，交通相对便利。砂石骨料生产系统主要承担供应主体工程混凝土总量约11.1万m3的生产任务，主要生产大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）、以及砂（＜5mm）,其中粗骨料约16.5万t，细骨料约8.4万t。砂石骨料系统布置详见附图1《砂石骨料生产系统平面布置图》。

2 料源简介

本标段砂石骨料料场为黑串沟人工骨料场，位于大坝左岸耳朵岩沟支沟黑串沟右岸山脊，距坝址约1.6km，距离砂石骨料系统约1.1km，有公路相通，运输较为方便。本标段总开采量为16.88万m3。

该料场为三叠系下统嘉陵江组（T1j2）灰岩，分布高程1040～1240m，据岩矿鉴定：灰岩的矿物成分主要为方解石，次为细粒石英及白云石，方解石等碳酸盐岩屑含量约占60%左右，胶结物为粒状亮晶有机质，约占40%左右，岩体中无碱活性成分，人工骨料无碱活性。灰岩干密度为 2.74g/cm3，吸水率为0.27，软化系数为0.77，湿抗压强度为63.93Mpa。

3 系统工艺流程设计

3.1 系统设计规模

本工程砂石系统以承担主体工程全部混凝土总量约11.1万m3所需砂石骨料的加工，根据总体施工进度计划要求，系统生产能力应满足本标实际高峰月浇筑强度16500m3/月骨料供应，同时还应满足招标文件中所述砂石骨料加工系统生产能力满足不低于20000m3/月的产能要求。系统生产骨料最大粒径为80mm，最小粒径为0.15mm。根据混凝土月浇筑强度20000m3/月进行系统设计。

⑴成品砂石料月需要量

高峰月成品砂石料需要量：

Qc=20000m3×2.2t/m3=44000t/月

(注：系数2.2为每m3混凝土中的砂石料用量)

⑵高峰月毛料处理能力

按照成品砂石料的生产要求，考虑到整个加工过程中的加工损耗、运输损耗、堆存损耗、洗石损耗、细砂石粉流失等综合因素，高峰月毛料处理能力为：Qmd=Qc/η=44000/0.85=51765t/月

成品率η={k

[1+v(k

-1)]}-1={1.03×1.02×1.02×[1+0.35(1.25×

1.02-1)]}-1=0.85

⑶系统设计毛料小时处理量及成品砂石料小时生产能力

高峰强度月，每月工作25天，每天工作10小时（根据现场实际情况，系统附近有当地老乡居住，故不考虑夜间安排生产），并取生产不均匀系数K=1.1，系统设计小时毛料处理量为：

h =Q

×K/MN=51765×1.1/(25×10)=227t/h

成品小时生产能力为：

Q=Q

×K/MN=44000×1.1/（25×10）=193.6t/h

综上所述，本系统生产规模毛料小时处理量按250t/h，成品砂石料小时生产能力为200t/h进行设计，能满足高峰期月浇筑强度20000m3的骨料供应需求。

3.2 工艺流程设计

砂石料加工系统设计产出成品分别为大石（80～40mm)、中石(40～20mm)、小石(20～5mm)、砂(<5mm)4种料，设计主要采用粗碎、中碎和细碎的三段破碎及两段筛分来完成整个生产过程。根据破碎筛分的流程计算，确定生产工艺流程，工艺流程图详见附图2《砂石骨料生产系统工艺流程图》。

表1 成品骨料综合级配表

3.3 加工流程设备选型

3.3.1 选型原则

⑴生产能力满足招标文件要求,并且要求有一定裕度；

⑵各粒径砂石料的产量能根据需要即时调整；

⑶工艺性能可靠，节约占地，建设周期短；

⑷尽量利用公司现有的设备，节省前期投入成本。

3.3.2 设备选型

⑴粗碎(第一段破碎)：粗碎原料为黑串沟人工骨料料场的开采石料，主要为灰岩，湿抗压强度为63.93Mpa，无碱活性，能够满足人工骨料的要求。要求石料粒径控制在620mm以下。根据生产骨料能力，根据公司现有设备，给料设备选用1台GZT1230棒条给料设备，最大给料粒径为700mm，处理能为为250～280t/h；选用1台JC760×1100型颚式破碎机作为粗碎设备，破碎机的开口控制在125mm时，破碎机产出粒径<200mm，其产量在150～350t/h之间，能够满足250t/h的处理能力要求。

⑵半成品堆料区：为保证成品骨料不间断供应，形成开路生产，系统设置半成品堆料及地弄廊道，毛料经粗碎后经胶带机运至半成品料堆，半成品经过2台GZG90-3振动给料机下料，再经地弄廊道皮带机运输至筛分楼。振动给料及给料强度250t/h，选用2台GZG90-3振动给料机，单台处理能力为180～250t/h，最大给料粒度250mm，能够满足处理能力要求。考虑受到现场实际地形面积不足因素的限制，半成品料堆堆存容量按照满足粗碎设备4小时生产量进行设计，堆存高度约8m，堆存容量约650m3。

⑶中碎(第二段破碎)：经过筛分进入中碎破碎机的平均流量为179.7t/h，选用1台GP11M型圆锥式破碎机，给料尺寸≤220mm，当排料口尺寸为25mm，冲程为25mm 时，破碎机的生产能力是180～210t/h，完全满足生产需要。

⑷初筛：根据筛分流程计算，通过初筛的总循环流量是429.7t/h，选用1台2YAH1836圆振动筛分机，筛分机设2层筛网(80mm、40mm)，单台处理能力为220～990t/h，能够满足生产需要。

⑸复筛：根据筛分流程计算，通过复筛分的总循环流量是214.6t/h，选用1台2YA2148圆振动筛分机，共2层筛网(20mm、5mm)，单台处理能力为180～630t/h，

能够满足生产需要。通过螺旋分级机砂循环流量为29.1t/h，选用1台FC-10螺旋分级机作为洗砂设备，其处理能力为9～42t/h,能够满足生产需要。

粗碎设备、中碎设备、初筛和复筛设备选型计算见工艺流程计算表2。

表2 工艺流程计算表

根据工艺流程计算表2可以得到，大石生产能力为35t/h,中石生产能力为55t/h，小石生产能力为50t/h，大中小石产能均能满足设计要求，其中湿砂生产能力为

29.1t/h。

⑹细碎制砂(第三段破碎)：结合公司现有设备，选用1台VSI5X9532型立轴式冲击破碎机制砂，最大给料粒径为40mm，采用全中心进料其处理能力为180～280t/h，能够满足处理能力要求。经过工艺流程计算，进入制砂机初始流量为69.0t/h，考虑到过流量远远小于设备处理能力,在细碎车间附近适当位置设置一处制砂调节料堆，并设置地弄廊道利用胶带机至细碎车间，采用1台GZG90-3振动给料机，单台处理能力为180～250t/h，给料强度为200t/h，以调节立轴破碎机过流量，保证其处理能力及出砂率。考虑到现场场地限制，制砂调节料堆堆存高度约7m，堆存容量约为350m3。

⑺砂筛分车间：通过砂筛分车间的流量为200t/h,结合公司现有设备，选用1台2YA2460圆振动筛，共2层筛网(20mm、5mm)，单台处理能力为260～840t/h，能够满足生产需要。细碎设备、砂筛设备选型计算见工艺流程计算表3。

表3 工艺流程计算表

根据工艺流程计算表3可以得到，制砂调节料堆按给料强度200t/h进行设计，干砂小时生产能力为68.0t/h，考虑湿砂生产能力为29.1t/h，则人工砂总生产能力

为97.1t/h，能够满足砂产能要求。

通过工艺流程计算，经过以上设备配置，实际成品砂石骨料生产能力为237.1t/h，完全满足高峰期混凝土浇筑需求。砂石骨料加工系统主要设备及胶带机主要参数见表4，表5。

表4 砂石骨料加工系统主要设备表

表5 胶带机主要参数性能表

4 系统平面布置设计

4.1 系统组成

骨料加工系统由上料平台、粗碎车间、半成品料堆、筛分车间（包括初筛和复筛、砂筛）、中碎车间、细碎车间、制砂调节料堆以及成品料仓、供电系统、供排水系统及相应的辅助设施等组成，各车间之间用胶带机连接。砂石骨料加工系统布置于挡水坝左岸下游500m的一座平台上，平台面积约6500m2，地面高程为EL.988.0。砂石骨料系统场地一侧紧靠倒流河，较河面高3-4m，另一侧紧靠进场道路，交通相对便利。具体布置见附图1《砂石骨料加工系统平面布置图》。

⑴毛料上料平台

毛料上料平台布置在靠近路边侧，便于毛料直接运至上料平台卸料。上料平台用浆砌石及干砌石砌筑，砌筑高程为EL.994.0，上料平台道路坡度控制在8%～15%，根据现场实际情况，需对现有道路进行修建调整方可使用。

⑵粗碎车间

粗碎车间紧邻上料平台布置，毛料经GZT1230棒条给料机送入粗碎车间中。粗碎车间地面高程为EL.988m，为钢筋混凝土加金属结构的复合型结构，布置一台JC760×1100型鄂式破碎机，破碎料经J1胶带机运输至半成品料堆。

⑶筛分车间

筛分车间包括初筛和复筛、砂筛车间，地面高程为EL.988m，为钢筋混凝土加金属结构的复合型结构。

初筛车间设置1台2YAH1836圆振动筛，共80mm、40mm两层筛网。半成品料堆骨料经J2、J3胶带机运输至初筛车间进行加工；＞80mm的骨料经J4胶带机运输至中碎车间进行破碎，40～80mm的骨料一部分经J5胶带机运输至成品料堆进行堆存，一部分经J4胶带机运输至中碎车间进行破碎；＜40mm的骨料经J6胶带机运输至复筛车间进行筛分。

复筛车间设置1台2YA2460圆振动筛，共20mm、5mm两层筛网。初筛＜40mm的骨料经J6胶带机运输至复筛车间进行筛分，20～40mm的骨料一部分经J8胶带机运输至成品料堆进行堆存，一部分经J9胶带机运输至制砂调节料堆进行堆存；5～20mm 经J10胶带机运输至成品料堆进行堆存；≤5mm的湿砂经J7胶带机运输至成品料堆进行堆存。

砂筛车间设置1台2YA2148圆振动筛，共20mm、5mm两层筛网。细碎车间破碎料经J12胶带机运输至砂筛车间进行筛分，20～40mm的骨料经J13、J9胶带机运输至制砂调节料堆堆存；5～20mm的骨料一部分经J14 运输至成品料堆进行堆存，一部分经J13、J9胶带机运输至制砂调节料堆堆存；≤5mm的干砂经J15胶带机运输至成品料堆进行堆存。

⑷中碎车间

中碎车间布置在半成品料堆附近，为钢筋混凝土加金属结构的复合型结构。车间采用1台GP11M立轴式破碎机，加工来自初筛分过来的部分＞80mm特大石及大石40～80mm，破碎后经J2、J3胶带机运输至筛分车间。

⑸细碎车间

细碎车间地面高程为EL.988m，车间为钢筋混凝土加金属结构的复合型结构，采

用1台VSI5X9532立轴式破碎机进行加工。制砂调节料堆的骨料经J11胶带机运输至细碎车间进行破碎，细碎后的骨料经J12胶带机运输至砂筛车间进行筛分。

⑹半成品料堆

半成品料堆布置在粗碎车间附近，地弄廊道顶部及料堆地面高程为EL.988m，地弄廊道布置2台GZG90-3型振动给料机，经J2、J3胶带机运输至初筛分车间。半成品料堆占地面积约250m2,储料能力650m3。

⑺制砂调节料堆

制砂调节料堆布置在砂筛分车间附近，地弄廊道顶部及料堆地面高程为EL.988m，地弄廊道布置卸料口采用采用1台GZG90-3振动给料机下料，经J11胶带机运输至细碎车间。调节料堆占地面积约150m2,储料能力350m3。

⑻成品料仓分为成品骨料仓和成品砂仓紧邻混凝土拌和系统布置，料仓成弧形字型布置，地面高程为EL.988m，成品料仓形成1.5%的排水坡坡度，骨料仓之间设置3.0m高的砌石隔墙，骨料堆高8m。考虑到系统场地面积小，成品料仓的堆存容积结合现场场地大小及产能进行设计，其中80mm～40mm骨料仓容按10小时产量进行设计，容量为250m3，40mm～20mm骨料仓容550m3，20mm～5mm骨料仓容550m3，成品砂仓容量分为二个仓，干砂仓为600m3，湿砂仓为400m3。

4.2 供排水系统

4.2.1 供水系统

供水系统主要指供应骨料生产过程中的砂石骨料冲洗用水，系统最高设计用水量为200m3/h。

筛分车间用水筛面喷淋用水和卫生冲洗用水，筛面喷淋用水除完成对筛面骨料的冲洗外，也附带有除尘的功能。用水量为140m3/h。

粗碎、中碎、细砂车间用水主要由破碎机除尘用，用水量分别为20m3/h。

系统零星用水主要是公共项目用水，如消防用水，道路养护用水及事故抢修用水等(系统室外管路的泄露消耗也计入本部分)，其用水量为20m3/h。

在泵站设置1台IS150-125-250离心泵抽水，通过DN250主水管输送至砂石骨料加工系统直供。

以DN250mm作为主供水管（长600m），进入砂石系统内。用DN50mm钢管分别引至粗碎、细碎、制砂车间和其它零星部位，用DN200钢管引至筛分车间。

根据系统的布置特点，把系统分为3个消防区：粗碎车间消防区、中碎车间和筛

分车间消防区、细碎制砂车间消防区。各生产车间全部配备干粉灭火器。消防主管直接从经过该小区的供水管上分支安装。

表6 供水系统主要设备、材料和工程量表

4.2.2 排水系统

砂石骨料加工系统所产生的污水通过场内排水沟和排水管道汇集后进入砂石骨料加工系统沉砂池。场内采用M7.5浆砌石排水沟，净断面为800mm×800mm。沉砂池

占地面积为50m2，深2m。

5 生产系统环境文明施工

5.1 防尘设计

砂石骨料加工系统在生产过程中产生大量的粉尘，必须采用综合防尘措施，以保证作业地点的空气中含尘浓度符合国家卫生标准和三废排放标准的要求。

综合防尘措施，除改进工艺、加强维护管理、采取个人防护和定期检测外，主要有湿式除尘、尘源封闭和通风除尘等方式。湿式（法）除尘简单方便，经济有效，本系统主要采用湿式除尘的方法进行系统防尘。

湿式除尘总用水量约为处理量的8%～10%，其中分配比例为初碎10%，细碎10%，立轴破碎10%、筛分50%（冲洗除外），转运堆料20%。采用喷雾器喷洒，喷口直径不小于2mm，扩散角大于30°～60°，每个喷头喷水量约250～300L/h，水压力为2～3kgf/cm2。

5.2 噪音防护设计

砂石骨料加工系统的主要设备多是强烈的噪声源，对外污染环境，对内严重影响操作人员的健康。噪声的防护主要有降低声源的声级和个人防护等措施。

5.3 废渣处理

系统产生的废渣先进行单独堆放，然后用自卸汽车运至指定堆放。

6 建安工程量

砂石骨料生产系统建安工程量如下表所示。

表7 主要工程量表

7 系统建安施工设备、人员配置

表8 系统建设主要设备机械