人工砂石料加工技術(shù)的發(fā)展

　　制砂機(jī)就是把石頭制成砂子，拿人工砂石料與天然砂石料相比，它具有料源豐富、加工受季節(jié)影響小、成品料的粒形及級配良好、拌制的砼有利于溫控及減少砼裂縫等優(yōu)勢.近年來，人工沙石料加工得到了日益廣泛的應(yīng)用.我國人工砂石技術(shù)的發(fā)展大致可分為三個階段：摸索階段、成熟階段和不斷創(chuàng)新的廣泛應(yīng)用階段。

　　1.1 人工砂石料加工技術(shù)的摸索階段
　　我國的人工砂石料應(yīng)用最早開始于上世紀(jì)60年代初建設(shè)的貴州貓?zhí)铀娬?，采用性能落后的錘式破碎機(jī)生產(chǎn)人工砂，且規(guī)模較小。65年映秀灣工程建成了生產(chǎn)能力為160t/h的人工砂石系統(tǒng)（以下簡稱“人工砂石系統(tǒng)”），自此拉開了我國人工砂石技術(shù)研究、應(yīng)用的序幕。 當(dāng)時，人工砂石料在國內(nèi)的生產(chǎn)及應(yīng)用還處于一片空白，如何進(jìn)行人工砂石系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計(jì)、制砂設(shè)備選型及如何提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本等，都是要在實(shí)踐中探索的問題，人工砂石技術(shù)的研究進(jìn)入了一個漫長的探索階段，這一階段一直延續(xù)至上世紀(jì)80年代末。在此期間，大型的人工砂石系統(tǒng)主要有烏江渡、漫灣及五強(qiáng)溪砂石系統(tǒng)等。
烏江渡右岸砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力500t/h，加工原料為石灰?guī)r，共生產(chǎn)成品骨料420余萬m³。烏江渡開創(chuàng)了國內(nèi)全部采用人工砂石料作為砼骨料修建大型水電站的先河，為在缺乏天然砂石料地區(qū)修建水電站提供了經(jīng)驗(yàn)。漫灣砂石系統(tǒng)，以灰綠色流紋巖為料源，毛料處理能力500t/h，總計(jì)生產(chǎn)成品骨料280余萬m³。五強(qiáng)溪砂石系統(tǒng)是截至當(dāng)時國內(nèi)最大的人工砂石系統(tǒng)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1150t/h，后經(jīng)過增容改造，實(shí)際綜合加工能力達(dá)1200t/h，共計(jì)生產(chǎn)成品料585萬m³。這一時期，經(jīng)過近20年的探索，人工砂石技術(shù)雖然取得了一定的成就，但還很不成熟，尤其是系統(tǒng)設(shè)計(jì)仍然存在著許多缺陷，如工藝設(shè)計(jì)上采用了單一不變的模式：旋回式破碎機(jī)作粗碎；中、細(xì)碎主要采用圓錐破碎機(jī)；棒磨機(jī)濕式制砂等，成品料級配調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)。另一方面，經(jīng)過這一時期的生產(chǎn)實(shí)踐，進(jìn)行了多方面的嘗試，逐步解決了實(shí)際中遇到的很多技術(shù)難題，如花崗巖、石英巖等高SiO₂含量巖石對設(shè)備的超常磨損的研究等，為我國更大規(guī)模地應(yīng)用人工砂石料奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗(yàn)。

　　1.2 人工砂石料加工技術(shù)的成熟階段
　　進(jìn)入90年代以后，水電開發(fā)的步伐加快，二灘、小浪底、萬家寨、大朝山、三峽等一批特大型水電工程的相繼開工建設(shè)，為人工砂石技術(shù)的成熟提供了千載難逢的機(jī)遇。尤其是二灘、小浪底工程，主體工程均采用國際招標(biāo)，外商的直接參與，帶來了包括人工砂石技術(shù)在內(nèi)的許多國際先進(jìn)的設(shè)備及技術(shù)，這對于我國人工砂石技術(shù)的成熟起到了積極的促進(jìn)作用。

　　二灘砂石系統(tǒng)加工規(guī)模為1000t/h（實(shí)際生產(chǎn)能力達(dá)1200t/h），設(shè)備先進(jìn)配套，設(shè)計(jì)布局合理，其多級破碎＋制砂的多重閉路循環(huán)工藝及依據(jù)地形布置的地下豎井式骨料儲倉，使人耳目一新。特別是系統(tǒng)布置采用了地面、地下、空間立體式的布置，成品骨料全部儲存于山體中開挖的豎井之中，不但解決了場地狹小的難題，而且利用骨料自身重力完成了骨料的垂直運(yùn)輸，無干擾，最經(jīng)濟(jì)，同時利于骨料的保溫及砼溫控。小浪底工程連地砂石系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理能力700t/h（后經(jīng)增容達(dá)1000t/h），料源為石英砂巖河卵石，SiO2平均含量為76％，最高抗壓強(qiáng)度達(dá)351MPa，是截止目前國內(nèi)已建工程砂石料加工原料中最堅(jiān)硬的，對加工設(shè)備的磨蝕嚴(yán)重。但由于系統(tǒng)采用了國際著名廠商專門針對小浪底這種堅(jiān)硬河卵石設(shè)計(jì)的破磨設(shè)備，針對不同的粒度采用不同的破碎機(jī)械進(jìn)行多級破碎，并采用任意循環(huán)的靈活生產(chǎn)工藝，不但保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并且創(chuàng)造了高峰期平均月運(yùn)行時間595h的全國最高記錄。

　　萬家寨人工砂石系統(tǒng)是我國西北地區(qū)的第一座大型人工砂石系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理能力800t/h。該系統(tǒng)針對人工砂含粉量高、含水量大，易板結(jié)、凍結(jié)、廊道卸料口上方起拱等問題，采取用推土機(jī)配合送料、合理安排各卸料口的卸料次序及卸料時間等措施，取得了較好的效果，為我國在嚴(yán)寒地區(qū)進(jìn)行人工砂石系統(tǒng)的生產(chǎn)、管理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。三峽古樹嶺及下岸溪人工砂石系統(tǒng)，分別采用基坑開挖及下岸溪料場開采的花崗巖為原料。古樹嶺人工碎石系統(tǒng)處理能力2650t/h，下岸溪人工砂生產(chǎn)系統(tǒng)處理能力2400t/h。三峽人工砂石系統(tǒng)不僅規(guī)模巨大，而且其設(shè)計(jì)吸取了我國30余年人工砂石技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，大量引進(jìn)了國際上先進(jìn)的加工設(shè)備，利用HP圓錐破碎機(jī)作細(xì)碎，并創(chuàng)新地采用了棒磨機(jī)與Barmac聯(lián)合制砂的生產(chǎn)工藝，代表了當(dāng)時我國人工砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最高水平。系統(tǒng)至今,經(jīng)過9年的運(yùn)行，滿足了工程連續(xù)21個月澆筑強(qiáng)度大于40萬m³的高強(qiáng)度用料要求，并多次刷新了砂石料生產(chǎn)供應(yīng)的世界記錄。上世紀(jì)90年代，是我國由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時期，水電建設(shè)市場的業(yè)主負(fù)責(zé)制、招標(biāo)投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制、合同管理制的推行和我國改革開放的全面深入，促進(jìn)了水電施工技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的人工砂石技術(shù)正是依托這些舉世矚目的工程取得了前所未有的成就，并日益發(fā)展成熟。

　　1.3 人工砂石料加工技術(shù)的不斷創(chuàng)新及廣泛應(yīng)用階段
　　進(jìn)入21世紀(jì)，百色、龍灘、小灣、構(gòu)皮灘、溪落渡等特大型水電站陸續(xù)開工，標(biāo)志著我國的水電建設(shè)進(jìn)入了有史以來的鼎盛時期。而這些工程無一例外地均采用人工砂石料作為砼骨料，以30多年的生產(chǎn)實(shí)踐和取得的技術(shù)成果為基礎(chǔ)，我國的人工砂石技術(shù)由此進(jìn)入了快速創(chuàng)新的時代并得以廣泛的應(yīng)用。國際先進(jìn)技術(shù)與我國豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，使我國的人工砂石技術(shù)達(dá)到了、甚至在有些方面創(chuàng)造了世界一流水平。

　　粗、中、細(xì)三段破碎＋制砂機(jī)是我國沿用了幾十年的砂石生產(chǎn)工藝模式，至今，與時代發(fā)展相適應(yīng)的新的砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念已經(jīng)形成，并因其具有良好的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性而得以推廣應(yīng)用。這種新的的設(shè)計(jì)理念概括起來就是：①砂石加工“多碎少磨，以破代磨，破磨結(jié)合”；②注重環(huán)保，營造“綠色糧倉”；③分部采用計(jì)算機(jī)集中控制、攝像監(jiān)控，少人值班，系統(tǒng)高度自動化。通過多段破碎，減少骨料磨碎；以破碎代替棒磨，破碎機(jī)制砂和棒磨制砂結(jié)合，不但可提高成品料質(zhì)量，極大的減少單位產(chǎn)品的耗鋼量、降低加工成本，而且可簡化生產(chǎn)工藝，減少制砂耗水量及相應(yīng)的廢水量的排放，有利于環(huán)保。