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巴拉水电站首部枢纽工程（合同编号：BL2020/C-02）砂石加工系统专项方案审定：审核：校核：编制：中国水电七局·八局联合体巴拉水电站首部枢纽工程项目经理部2021年8月目录1.工程概况 (1)1.1枢纽概况 (1)1.2砂石加工系统概况 (1)2.气象与水文 (1)2.1流域概况 (1)2.2气候特征 (2)3.场地规划 (2)4.砂石生产系统设计方案 (3)4.1系统概述 (3)4.1.1系统任务 (3)4.1.2工作范围 (4)4.1.3控制性工期 (4)4.2砂石加工系统设计 (4)4.2.1设计原则及依据 (4)4.2.2料源情况 (6)4.2.3系统规模 (6)4.2.4总体设计 (7)4.2.5工艺流程设计 (8)4.2.6平面布置设计 (13)4.2.7设备选型设计 (14)4.2.8系统供水、废水处理系统设计 (16)4.2.9砂石加工系统电气设计 (16)4.2.10系统排水设计 (18)4.2.11系统主要车间结构设计 (19)4.2.12除尘、声环境保护设计 (21)4.2.13固体废弃物处理设计 (22)4.2.14临时设施设计 (22)4.2.15冬季采暖设计 (24)砂石加工系统专项设计方案1.工程概况1.1枢纽概况巴拉水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康市境内脚木足河上，系大渡河干流水电规划“3库28级”自上而下的第2级水电站，上接下尔呷“龙头”水库电站、下衔达维电站，地处中、高山峡谷河段。
坝址位于马尔康市日部乡色江吊桥下游约2.2km，经右岸引水至巴拉峡谷内约2km处修建地下厂房发电，并采用长尾水洞退水至峡谷外。
工程采用混合式开发，为日调节电站，开发任务为水力发电并兼顾生态用水需要。
巴拉水电站正常蓄水位2920m，最大坝高138m，相应水库容积1.277亿m ³，死水位2915m，调节库容0.163亿m³。
电站总装机容量746MW(含生态机组26MW)，由一个装机3×240MW的主电站和一个装机1×26MW的生态机组组成，多年平均年发电量25.528/29.914亿kW·h(单独/联合)。
乌东德水电站施期砂石系统工艺设计一、概述乌东德水电站施期砂石系统，按满足13万m3/月混凝土生产强度设计，以生产四级配骨料为主。
二、工艺流程及布置1工艺流程（1）总体工艺流程①采用粗、中、细和超细碎四段破碎。
粗碎处理超径石，中、细碎联合调整粗骨料的级配，超细碎生产小石和制砂。
粗碎开路生产，中碎和一筛，细碎和二筛，超细碎和三筛形成闭路。
立轴破与棒磨机联合制砂，设石粉回收，以满足和调整常态和碾压砂的石粉含量。
②对毛料含泥采用以弃代洗的方案，除泥筛分和一筛干法生产，二、三筛、特大石冲洗及棒磨制砂湿法生产。
物料经冲洗后进入堆场，立轴干法制砂与棒磨湿法制砂相结合，设置电磁除铁器保护措施。
③特大石从一筛取，经冲洗后进入堆场；大石、中石从二筛取；小石从三筛取。
砂由二筛、三筛及棒磨机共同生产，石粉回收补充常态砂及碾压砂的石粉含量。
（2）流程说明①毛料处理能力1100t/h，成品生产能力860t/h，按生产四级配骨料进行设计。
特大石190.9 t/h，大石159.1 t/h，中石127.3 t/h，小石159.1 t/h，砂223.6 t/h。
②主要由粗碎及除泥篩分、半成品堆场、一筛、中、细碎、二筛及调节堆场、超细碎及调节堆场、三筛、棒磨及调节料仓、成品堆场、水系统及供配电系统等组成。
（3）生产工艺流程毛料从料场运至受料坑，下设棒条给料机，〉120mm进粗碎，120mm进除泥筛分机，20mm作为弃料，其余同破碎料进入半成品堆场。
经给料机给料运至一筛，设150、80mm两层筛网，部分150-80mm经冲洗后进堆场，富余150-80和150mm进中碎破碎后循环进一筛。
80mm进二筛调节堆场，经给料机给料运至二筛，二筛设上下两层，湿法生产。
上层设40、60mm筛网，下层设30、20和4mm 筛网，按比例取40-60和60-80mm混合后进堆场，富余40-80mm 进细碎后循环进二筛。
40mm进下层筛，按比例取30-40和20-30mm 混合后进堆场，4mm进入洗砂机后经直线脱水筛进砂胶带，4-20和富余20-40mm进超细碎调节堆场。
随着环保督察越来越严格，禁止开采河砂成为共识。
机制砂成为解决建筑用砂短缺的重要途径，各大水泥企业纷纷建设砂石骨料生产线。
根据骨料矿山特点配置出高效、安全、环保的生产线，合理设计至关重要。
砂石骨料生产线主要由破碎系统、筛分系统、制砂系统（不生产机制砂则没有）、储存及发运系统和除尘系统组成，本文总结了生产线中每个组成系统的主要设计。
1. 破碎系统1.1 卸料仓设计要点卸料仓的主要形式有两种形式。
（1）振动给料机布置在卸料仓正底部优点是对不同情况的物料适应强，卸料比较通畅；缺点是仓内物料直接压在设备上，对设备的要求较高，设备的制造成本较高。
（2）振动给料机布置在卸料仓底部外侧优点是仓内物料不直接压在设备上，对设备的要求较低，设备的制造成本相应较小；缺点是物料中含土较多或者流动性较差时容易堵料或者卸料不通畅。
1.2 破碎机选择原则破碎系统主要由粗碎、中碎和细碎（整形）组成、每一阶段设备的选型主要由矿石的破碎功指数、磨蚀指数、最大给料粒度和产品的品质要求决定的。
Wi：破碎功指数——物料破碎的难易程度，Ai：磨蚀指数——物料对机件的磨损程度，常见矿石的Wi和Ai见表1、表2。
破碎设备对原料的适应范围见表3、表4。
表1 破碎功指数（Wi）表2 磨蚀指数（Ai）表3 破碎设备对原料的适应范围表4 破碎设备对原料的适应范围破碎系统典型的流程有：单段锤式破碎机系统、颚式破碎机+反击式破碎机系统、颚式破碎机+圆锥式破碎机系统、颚式破碎机+反击式破碎机+立轴破碎机系统和颚式破碎机+圆锥式破碎机+圆锥式破碎机系统。
破碎系统的选择应根据物料特性、产品粒形和市场需求综合考虑决定。
（1）单段锤式破碎机系统。
单段锤式破碎机系统由锤式破碎机和筛分系统组成见图3。
优点：流程简单；易维护管理；占地少；项目投资低；单位产品能耗低。
缺点：产品品种比例不易调节和对矿石的适应性差，使用范围较窄；产品粒形较差，细粉量大，产品获得率低；破碎机需要的收尘风量大；磨损件的消耗高；其主要在水泥企业共用矿山破碎机水泥、骨料联产生产线和特定的矿石新建生产线使用。
西藏某电站砂石骨料筛分系统设计
【摘要】：砂石混凝土系统在水电工程中占有十分重要的地位，直接关系到混凝土工程施工的成败。
就其系统本身的规模和复杂程度而言，不但需要采用先进的技术、合理的工艺和可靠的设备，还必须十分重视建筑安装工作的质量；正式生产前还要有一个掌握技术、熟练操作的试生产工程。
本文介绍了某电站砂石筛分的设计，对类似工程具有一定的借鉴作用。
【关键词】：砂石混凝土系统天然料场料场规划平衡计算
1.概述
1.1砂石混凝土系统的特点及重要性
砂石混凝土系统的重要特点是规模大、生产不均衡、工作环节多、作业线长、对制品的质量有着严格的要求。
在以混凝土坝为主体的电站工程中，砂石混凝土系统占用了全工程25%左右的劳动力，承担着全工程90%左右的运输量，因此砂石混凝土系统生产在整个混凝土施工工程中具有十分重要的地位。
实践证明，凡是砂石混凝土系统设计方案合理，工程一开始就抓紧了系统的建设，即使形成生产能力的，施工都比较顺利，工程质量也有保证。
反之，如果对砂石系统的重要性认识不足，重视不够，其结果往往是生产上不去，质量也容易出问题，使工程遭受不必要的损失。
为了保证产品质量，按期形成生产能力，降低生产成本，不但需要采用先进的技术、合理的工艺和可靠的设备，还必须十分重视建筑安装工作的质量；正式生产前也还要有一个掌握技术、熟练操作的试生产过程；因此在施工准备过程中，对此也引起高度的重视。
1．2某电站混凝土分布情况
本工程混凝土总量约9.23万m3，按照投标书，其中一级配2785m3，二级配30524m3，三级配56350m3，四级配2600m3。
混凝土月平均施工强度9200m3，混凝土施工高峰期出现在闸坝混凝土浇筑期，月最大浇筑强度12000 m3。
共需成品骨料约13.3万m3，可供选择的有农场料场、河口Ⅰ和河口Ⅱ三个天然砂砾石料场。
农场料场位于闸坝上游0.5km的某右岸，交通方便。
其组成为漂卵砾石和砂，无用层厚约1m，有用层厚10m以上，总有效储量100万m3，可四季开采。
该料场的各项指标除细骨料含泥量偏高、部分细度模数、干容重偏小外，基本满足规范要求。
但粒径大于80㎜骨料含量较多，达33.9％，砂率偏低，含量约23.7％。
河口Ⅰ、Ⅱ料场位于某与澜沧江汇合处，澜沧江右岸，距厂房32km，交通较方便。
其组成为Ⅰ级阶地河滩的砂卵石和含漂砂卵石，洪水期部分淹没，上无覆盖层，有用层厚水上1.2m，水下7.5m，总诸量400万m3以上，可四季开采。
该料场质量满足混凝土骨料要求。
河
口Ⅰ料径大于80㎜骨料含量12.58%，砂率含量36.3%；河口Ⅱ料径大于80㎜骨料含是达53.5%，砂率含量仅16.7％，且细砂、粉砂含量高。
农场料场、河口Ⅰ、Ⅱ料场的物理性质指标见附表1－1。
表1－1 砂砾石料场物理性质指标表
2.料场规划
农场砂砾石料场到首部的运距比博村石料场运距短，因而天然料场更具优势。
本工程9.23万m3混凝土，约70％由首部混凝土系统供应，30％由厂区混凝土系统供应。
厂区距农场料场约27km，距河口料场32km。
农场料场的储量足够整个工程的砂石骨料供应。
如果把本工程的砂石加工系统设在农场料场存在以下优缺点：
优点：本工程土建只有一个标；农场到厂房的运距比河口料场与厂房距离近5km；厂房混凝土用量少，设一套加工系统对系统的生产能力影响不大，不仅节省了土建费用、运行费用，而且便于管理；不存在厂房到河口料场的道路局部改扩建问题。
缺点：厂区到闸坝区上下山高差大；需经行川藏北路约14km，增加川藏北路运输强度。
目前工程区川藏北路已经扩建完成，道路通行能力有较大的提高，工程施工对川藏北路的交通运输基本无影响。
因此，本工程的砂石加工系统设在农场料场，供应整个工程混凝土骨料。
3.料场开采平衡计算
设骨料在采运、加工损耗补偿系数分别为：开采1.05、筛洗1.07，洗砂1.15，其
它1.03。
则石子的综合补偿系数为：Ks
2～Ks
5
=1.05×1.07×1.03=1.16；砂的综合补偿
系数为：ks6=1.16×1.15=1.33；设每立方砼粗细骨料的用量为2.2t；骨料用量如下表
表1-2 砼骨料需用量计算表
3.1方案一：筛分、不破碎
3.2方案二：筛分结合破碎
通过平衡计算可以得出，方案一：以粒径5~20的小石进行控制，毛料开采总量为536994t，弃料总量为273867t ，成品获得率48.5%；方案二，对粒径为40~80的大石进行破碎，补充中石、小石，总开采量为421617.9t，弃料164209.7t，成品获得率61%。
两种方案相比较，方案一增加开采加工量约11万t（约6.2万方），方案二利用大石破碎补充中、小石，需加工破碎大石约3.4万t，后者比前者节省一定工程成本，但相应增加了破碎等设备投资和安装工程难度，延长安装工期，鉴于某电站工程工期紧迫，暂不考虑第二方案，建议采用第一方案，如需增加破碎工艺，可单独考虑。
4.砂石筛分系统布置
农场砂石加工系统设在农场料场附近的3260m高程，系统生产能力240t/h，就近开采农场料场砂砾石料。
采用简单筛分工艺流程(不设级配调整)，经过总平衡计算，需开采毛料536994.3t，弃料276196t。
骨料生产由1 m3 CAT320挖掘机挖装，15t自卸汽车运到加工厂。
毛料进厂后，采用固定蓖条筛筛除大于150mm粒径的特大石，在料场一角设置一弃料场地，将弃料经装载机转运后弃于此地。
小于150mm粒径料由地弄皮带机直接输送到筛分楼加工处理。
筛分后，骨料经筛分后各级砾石分级堆存，将小于5 mm的砂经洗砂机加工过后，堆于成品料堆。
筛分用水采用离心水泵从某沉井取水，通过预埋的水管向筛分楼供水的形式；施工废水经场地中一条排水沟、沉淀池排入某。
1500×3000，上下层布置。
筛分设备选用两台自定义中心振动筛SZZ
2
根据总进度安排，砼施工月平均强度为9200m3，高峰期砼浇筑强度为12000m3；若每立方米砼骨料用量为2.2t，则高峰期砼骨料月需求量为1.76万t；该砂石生产系统处理能力为120t/h，高峰期月生产天数以25天，每天两个班，每班8个小时计算，则月生产能力为4.8万t，其开采强度完全可以满足高峰期砼浇筑需求。
表1-3 砂石加工系统生产技术特性表
平面布置见某电站砂石骨料加工系统、砼拌和系统平面布置图
表1-4 筛分系统主要设备表
5.试生产情况及调整
砂石筛分系统于2002年11月中旬基本安装完成进入试生产，由于整套系统是从原沃卡工地和满拉工地拼装后到某组装的，设备本身陈旧老化，加之，对该系统与结合本料场的负荷不协调，导致洗砂机的减速箱经常损坏、大石和特大石振动筛的偏心轴、偏心轮经常损坏。
经过认真分析认为，洗砂机变速箱经常损坏的原因是天然料场的砂偏多，造成洗沙机负荷过重所致，振动筛损坏的原因为筛分负荷与振动筛本身不匹配、设备老化所致。
整改方案为新增一台洗沙机，碎石机、将大石、特大石振动筛更换，改造完后运行良好。
6.结束语
砂石混凝土系统就其本身的规模和复杂程度而言，与一个大中型企业相当，其在运行过程中必须有一个试生产的熟悉过程。
同时，其处理能力是按规定的作业制度和负荷系数进行的计算，因此在实际的生产过程中，系统在蕴藏了一定的潜力的同时还存在着不足，必须充分的结合生产实际不断的进行调整，以取得最佳的生产效果。
作者简介：
李宏国：（1966-）男，重庆人，武警水电十支队总工程师，从事水电施工及管理；
王飞：（1979-）男，重庆人，武警水电十支队助理工程师，从事水电施工；
熊宗祥：（1979-）男，四川人，武警水电十支队技术员，从事水电施工。
