古树岭人工碎石加工系统生产能力分析

胡进武 邹晓
(中国长江三峡工程开发总公司建设部公共工程项目部)

　　摘要：三峡工程古树岭人工碎石加工系统是左岸一、二期工程混凝土粗骨料供应基地，对该系统的工程概况、生产能力、级配调整等情况作了全面介绍。
　　关键词：设备；生产能力：级配调整

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圆锥破碎机)、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

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

　　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

　　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

　　由表4可知，三破的级配关系同二破的基本规律相同，此处不再赘述。三破的生产能力满足系统设计生产能力200t/h、但RB3未能达到设备要求的380t/k的最大值的标准，HP300SXPH能达到设备要求的280t/h的标准。预筛分和筛分单机试验和实际生产均能达到和超过设计生产能力，在此不作介绍。

3 人工碎石生产过程中的几个问题分析

　　古树岭人工碎石加工系统生产规模及工艺流程布置，按两班制设计，三班制校核。三峡工程左岸一、二期混凝土所需的粗骨科产量与级配如表5、表6。

表5 日作业14h两班制各粒级产品

表6 日作业20h三班制各粒级产品

3.1 工艺流程分析

　　破碎机排料口分别在160mm、50mm、25mm开口条件下运行，产生的碎石颗粒级配基本满足单机满负荷实验时，破碎机出料级配比例表(2、3、4)。因毛料级配质量及运输车型的影响，实际生产能力及颗粒级配分布在一定范围内波动，在工艺计算时，采用综合平均值。

　　系统内的预筛分和筛分车间的放料斗均设置有翻板，可根据混凝土级配，调整二、三破的进料量和返料量，从实际运行情况看，古树岭人工碎石系统的工艺流程布置是合理的。

3.2 系统的级配调整

　　古树岭人工碎石加工系统工艺设计依据之一是混凝土总体级配要求(见表7)。毛料经破碎后颗粒级配分布与表7所要求的级配有一定的偏差，不能满足需要，必须进行有效的调节，使之既符合混凝土的总体级配要求，又适应混凝土短期内级配变化。针对以上情况，在古树岭人工碎石加工系统改造时，对二、三破及预筛分的工艺做了改动，设置调节进料量翻板，延长A22、A23、A24胶带机至预筛分出口等，这样就可根据生产需要，自由开启预筛分的翻板，尽可能保证产品级配的合理性、减少二、三破的生产负荷。

表7 人工碎石级配参数表

　　古树岭人工碎石加工系统在实际生产过程中，特大石产量偏少，通过在预筛分设置2个翻板，进行调节，使预筛分80～150mm级配碎石直接进入筛分料堆，这样特大石的产量可提高20%。

　　二破的设计为开路，三破的设计为闭路，系统联动生产时(通长排料口宽度160mm、50mm、24mm)，大中小石产量稳定，颗粒级配良好，但大、中石产量偏高，占65%，小石偏低。在预筛分上设置翻板可使20mm以上的半成品料部分进入二破，20～80mm半成品料部分进入三破，同时，两座筛分楼可返6组成品骨料到三破车间，形成闭路循环，小石生产量可提高10%，大石、中石产量减少10%。

　　控制二、三破进料量，调整成品碎石级配，除在预筛分车间和筛分车间设置翻板，还可通过调整一破、二破、三破的开口来调节碎石级配。在正常情况下，破碎机开口分别为160mm、50mm、25mm左右，此时系统联动生产效率较高，弃渣较少，设备能耗和设备完好率均达到最佳。但碎石级配不能适应混凝土短期级配变化的要求，合理地调整破碎机开口，可改变出料级配分布3%左右。但不宜忽大忽小，大了会使颗粒级配分布不均匀，小了会使破碎机吞吐量受到影响，增大负荷，增加弃渣，降低生产效率。古树岭人工碎石加工系统实际供应的粗骨料，与混凝土平均需求和系统均衡生产值基本一致，如表8。

表8 各种级配骨料比例表(1997.3～2000.4)

　　在实际生产中，曾短期内一度出现小石、特大石告馨现象，系统操作人员迅速调整破碎机排料口、合理选择返料生产，及时完成了级配调整，满足混凝土级配变化的需要。

3.3 系统的设备生产状况

　　设备选型的正确与否是决定能否保质保量生产出人工碎石的关键。根据现场考察和进行模拟碎石试验，一破选择沈重PXZ-1216旋回破碎机是能够满足产量和质量要求。诺德伯格公司和澳洲即时公司各两种机型，因其能较好的控制人工碎石的针片状含量降低5mm以下的弃渣，而被做二、三破的设备。

　　从机型选择上看，二、三破的6台机四种机型，增加了检修难度，不利于配件的采购。从生产能力和颗粒分布级配看，澳洲即时公司的RB4和RB3(二、三破各一台)的生产能力比诺德伯格公司的oc1560sxst和HP30SXPH稍大，颗粒级配略好，但从维修费用和出力情况看，诺德伯格公司的破碎机更适应三峡这种花岗岩的生产。另一方面，对于硬度中等偏上岩石，宜采用诺德伯格公司的破碎机，对于硬度中等偏下的岩石，宜选择澳洲即时公司的破碎机，这主要原因是由于两种机型的构造原理不同决定的。

3.4 人工碎石的质量

　　古树岭人工碎石加工系统生产的人工碎石质量基本符合国家有关规范要求，特别是针片状的含量控制较好，在7%以内，低于国家规范标准小于15%，但其超逊径指标有一定的波动，超过规范标准(超径5%，逊径10%)。鉴于此，在生产运行中采取：①不断调整预筛分和筛分的圆振筛角度，使之达到最佳运行状态以及增大振幅。②周期性的更换筛网，每生产50万t全面更换一次，确保筛网不疲劳工作和损坏。③设置缓降器，在各卸料斗设置柔性材料，减少碎石在跌落过程中的破损。通过以上措施较好地解决超逊径问题。

4 结束语

　　古树岭人工碎石加工系统已经生产了1100万t的成品骨料，并且经受了1999年下半年和2000年上半年连续高强度混凝土生产的考验，月生产成品碎石最高达72万t，稳定在60万t。系统的工艺流程是先进的，布置合理，人工碎石的质量合格。由于混凝土月浇筑量的不均衡性，古树岭人工碎石加工系统也出现过个别时段特大石、小石供应不足，但通过系统的自身调节和115公共骨料堆场的调节，满足了混凝土高峰浇筑时段级配变化的需要。