修改泰柯泽工程砂石骨料系统问题分析及技术改造4

泰柯泽工程砂石骨料系统 问题分析及技术改造

葛洲坝股份有限公司勘测设计院 张忠桥 党等成

摘 要：泰柯泽工程砂石骨料生产系统建成投产后，经过实际生产检验存在较多的缺陷和不足之处，要满足月高峰强度5万m的混凝土浇筑，难度很大。现针对系统运行状况和生产能力，对系统存在的问题进行分析，并介绍技术改造情况。

关键词：泰柯泽水电工程 砂石系统 问题分析 技术改造 一、概述

泰柯泽水电站建于埃塞俄比亚提格雷省Mekele市西南侧约130Km处，由中埃CWGS联营体承建。该电站大坝坝型为混凝土双曲拱坝，坝高185m，坝顶高程为1145m。 发电厂房布置在大坝下游右岸的山体内，共安装4台水力发电机组，总装机30万Kw。 工程开始于2002年5月，合同确定2007年11月第一台机组开始发电。其土石方开挖总量约70万m3，混凝土浇筑总量约113万m3（含地下厂房、缆机平台以及拌和进料平台等的开挖和浇筑）。砂石骨料采用人工骨料，成品骨料的需求量约160万m3，毛料开采约200万m3。

泰柯泽砂石骨料系统主要由破碎系统和筛分系统组成，兼有冲淋、污水沉淀和废水利用等。自系统建成投产后发现运行状况不理想，电气故障频繁，破碎能力有限，制砂合格率低等。由于工程前期料场未确定，一直使用洞渣料进行断续生产约两年，主要供附企建设用料，期间进行了新、旧料场原料破碎筛分试验，并在不增加设备的基础上进行调试、改造和完善，但效果欠佳。这期间也曾邀请了国内外的砂石料专家到现场进行问题确诊和技术指导，提出了宝贵意见。 二、砂石骨料系统规模和工艺流程设计 1、砂石骨料系统生产规模

砂石骨料系统的设计按满足混凝土浇筑高峰强度50000m3 /月进行，总体处理能力480t/h，成品骨料生产能力为400t/h，其中成品砂生产能力130t/h，主要技术指标见表1。作业制度采取每月25天，两班制作业，每天工作14小时。

系统设计主要技术指标表 表1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项 目 系统处理能力 砂石系统生产能力 成品砂生产能力 粗碎车间处理能力 中碎车间处理能力 细碎车间处理能力 半成品堆储存量 制砂料堆储存量 成品料堆储存量 9 粗骨料 砂料 10 砂石生产班制 单位 t/h t/h t/h t/h t/h t/h m3 m3 m3 m3 m3 班/日 指 标 480 400 130 600 600 480 24700 8500 32200 23200 9000 2 备 注 7h/班 3

11 12 13 用水量 系统设备电机容量 系统占地面积 t/h kW m2 600 2850 59000 2、料源性质与技术指标

由工程师指定的原料场距骨料破碎加工系统约700m（即旧料场），但因多项技术指标达不到规范要求，经与业主和工程师商议，放弃该料场，采用8Km料场。8Km料场岩石岩性为灰岩，开采方式采用人工控制爆破，毛料最大粒径按750mm控制。由试验室提供的对8Km料场岩石检测数据与ASTM规范值比较，其各项技术指标均符合规范要求，祥见表2。

ASTM规范值与8Km料场岩石试验数据对照表 表2 取样时间段 取样地点 岩石强度 （Mpa） ＞40Mpa 85.1~89 86.5~103 90~123 视比重 ＞2.70 2.73 2.73 2.73 吸水率 % 0.17~0.74 0.34~0.41 0.35~0.45 洛杉机磨损试验 （％） ＜30% 26.2~29.6 28.3~31.0 27.4~29.6 备注 3级配 3级配 3级配 ASTM规范值 2006.01~02 2006.03~04 2006.05~06 8Km料场 8Km料场 8Km料场 3、砂石骨料系统工艺流程设计 ①、生产系统布置

砂石骨料系统布置于大坝坝址附近右岸高程为1310~1327m的斜坡上，从粗破到成品料仓成一缓慢斜坡，总高差约17mm，占地面积约60000m2。具体布置情况祥见泰柯泽砂石系统总平面布置图。

E=472300.00N=1475800.0000101313Oceffib.LaG8G5G1Primary FeederUnloading houseJawmaster crusher1327.0G33No:22No:1No:2G2B:1B:2No:23Vertical Shaft Impact CrusherG33'G341316.80G35No:24No:25No:28No:27No:32No:26G38G47:33G41NoG48No:34G43G36G37G45G441314.51320.01320.0G10G6G4G31322.0G7G52NNoo:31:30G49G39G46G421318.0G9G13Impact Crusher1318.0No:11NoNo:54No:No:2No:309G51G401305.0finNo:20No:12G12G50No:17No:13G22No:15G28G24G27G23No:16G25No:14G32G21No:19G30G291314.5Aggregate Sieving PlantNo:18G15No:9G201321.0G20'G16G11No:10G14G19G17No:6No:8Coarse Aggregate Sieving PlantNo:7ishedaggrG31egatestackG26G18:3No:21E=472600.00泰柯泽砂石系统总平面布置图

②、工艺流程设计

泰柯泽砂石骨料生产系统主要设置有粗碎、中碎和细碎等三段破碎系统，以及预筛分、复筛分和细筛分等骨料分级系统，系统工艺流程图见图1。其中粗碎为开路生产，中碎和细碎（制砂）

No2:3eevRrsioneCblveyor）13070B38B37N=1475500.00

均设闭路循环系统，可根据需要调节生产，制砂采用立式冲击破；预筛分为干式筛分，复筛分和细筛分为水洗式筛分，并配备有洗砂机清洗工艺。主要生产75~150mm的特大石，38~75mm的大石，19~38mm的中石，5~19mm的小石四种粗骨料和0~5mm的人工砂。

泰柯泽砂石骨料系统工艺流程图

③、砂石骨料系统生产标准及实测资料

泰柯泽砂石骨料采用ASTM规范进行质量检测和控制，试验筛为方孔筛。ASTM规范值及粗骨料、细骨料（人工砂）实际检测数据见表3和表4。

粗骨料ASTM规范值及实际检测值 表3 粗骨料试验筛 筛孔尺寸（mm） 骨料名称 粒径范围(mm) 特大石 大石 中石 小石 特大石 粗骨料通过率 实测值% 大石 中石 小石 检测量g 粒径范围 合同规定 细度模数 500 0~5mm 2.5~3.1 ASTM筛号 筛孔尺寸 mm 4 4.75 8 2.36 16 1.18 75~150 38~75 18~38 5~19 75~150 38~75 18~38 5~19 234 117 59.3 29.6 10 100 100 100 100 150 75 38 19 ＞90 100 98.1 89.2 99.3 各类骨料级配 112.5 56.5 28.5 12 35~65 81.5 59.9 55.2 63.6 75 38 19 5 ＜10 11.4 8.2 11.8 4.1 47.3 23.9 12 3.2 ＜3 0.6 0.7 0.6 2 pan pan pan pan ASTM规范通过率（%） 细骨料ASTM规范及实际检测值 表4 人工砂级配 30 0.6 50 0.3 100 200 0.15 0.075 pan 0~5 1.0 0.6 2.4 0 0 0 ASTM规范通过率% 实测细 度模数

三、系统运行中的主要问题

3.5 3.34 3.0 通过率 实测% 100 80~95 60~85 35~60 15~30 5~15 100 100 100 84.6 76.6 94.6 38.6 47.2 55.0 16.6 27.2 31.6 7.8 11.8 13.6 2.4 3.0 4.4 经有关人员多次对泰柯泽砂石骨料系统进行监控和测试，发现运行状况和生产能力等存在较大问题，主要反映在故障频繁，生产能力低下，尤其人工砂的生产能力和质量等方面。以下分别

分析系统生产能力、人砂生产、设备选型和电气系统的问题。 1、系统生产能力测定与评估

（1）、粗碎系统

粗碎系统设计为开路，生产半成品料，设计生产能力600t/h。因岩石破碎后片状多，经常出现120×400×600mm左右的片状颗粒，最长达750mm，易造成皮带撕裂，而且中碎反击破S200的进料粒径小于300mm，因而颚破紧边排料口调整在125mm左右，棒条给料机振动频率50Hz。若增大紧边排料口，会产生更多更大粒径石料。经多次生产测试，在系统运行很顺利时（即来料符合要求，车辆供料连续，设备运转正常），棒条给料机单机输送能力为12车/h，容积平均按8m3/车（实际达不到），毛料比重按1.5t/m3进行计算，则颚破系统（双机）每小时破碎毛料：12×8×2=192 m3，约288 t。单台破碎设备铭牌生产能力及实际测试值见表5。若考虑电气、机械故障、运输等因素的影响以及损耗，实际生产半成品料的能力不足288 t/h。

破碎设备铭牌生产能力及实际测试值 表5 系统名称 粗碎系统 中碎系统 细碎系统 设备名称 颚式破碎机 棒条给料机 反击式破碎机 立轴式冲击破碎机 型号规格 JM1108HD FGH1148 2G S200 VI400 铭牌生产能力t/h 给料粒径mm 245~325 360 160-300 750 700 300 经验值t/h 实测值t/h 144 144 （2）中、细碎系统

中碎、细碎系统设计为闭路，由破碎机、筛分楼和冲洗设施组成，生产4种粗骨料、制砂混合料和人工砂，设计生产能力分别为600t/h和480t/h，成品砂生产能力为130t/h。粗碎系统主要为后续系统的生产提供合格的半成品料。因粗碎生产能力有限，对中、细碎系统生产能力有所抑制，致使中碎和细碎系统也不能满足设计能力。 2、人工砂生产问题

泰柯泽砂石骨料系统人工砂的问题包括两部分：砂子的质量和产量。系统未设棒磨机和砂处理单元，仅由两台VI400型立轴式冲击破碎机（制砂机）、细筛楼和洗砂机组成制砂系统，见制砂工艺流程图。经多次生产测试，在双机同时工作，充分供料情况下，人工砂最高产量约50t/h左右，与设计生产能力130t/h相差太大。由测试结果表4分析，成品砂的细度模数在3.4左右，1.18mm以上的颗粒太多，而0.3mm以下的颗粒太少，石粉含量不足，测试曲线超出规范包络线。因成品砂质量不符合要求，工程前期就采用将人工砂与河沙掺和使用的方法，进行导流洞的衬砌、附企系统和业主营地等的建设。