水利电力工程人工骨料处理系统

目录

第一章概述......................................................错误!未定义书签。

1.1混凝土骨料的特性.........................................错误!未定义书签。

1.2水工混凝土骨料发展历史..................................错误!未定义书签。

1.3骨料加工系统分类和构成..................................错误!未定义书签。

第二章人工骨料加工系统设计.....................................错误!未定义书签。

2.1系统规模.................................................错误!未定义书签。

2.2工艺设计.................................................错误!未定义书签。

术语.....................................................错误!未定义书签。

基本流程.................................................错误!未定义书签。

2.2.3原料的岩石特性.....................................错误!未定义书签。

干法生产和湿法生产......................................错误!未定义书签。

制砂工艺设计............................................错误!未定义书签。

2.3设备选型与配置..........................................错误!未定义书签。

基本原则.................................................错误!未定义书签。

破碎设备.................................................错误!未定义书签。

筛分设备.................................................错误!未定义书签。

制砂设备.................................................错误!未定义书签。

重要加工设备的配置......................................错误!未定义书签。

2.4工艺流程简图.............................................错误!未定义书签。

2.5系统布置..................................................错误!未定义书签。

基本原则.................................................错误!未定义书签。

车间布置.................................................错误!未定义书签。

料仓布置.................................................错误!未定义书签。

第三章人工骨料加工系统运行.....................................错误!未定义书签。

3.1料场开采.................................................错误!未定义书签。

3.2砂石料生产...............................................错误!未定义书签。

3.3产品质量控制.............................................错误!未定义书签。

建立健全质量保证体系....................................错误!未定义书签。

“三检制”在砂石系统中的应用...........................错误!未定义书签。

加强生产过程中的试验检测................................错误!未定义书签。

3.4质量缺陷的处理措施......................................错误!未定义书签。

第一章概述

1.1混凝土骨料的特性

骨料：在混凝土中起骨架或填充作用日勺粒状材料，也称集料。

(以往认为，骨料在混凝土中只起到填充作用，单纯只是为了减少水泥用量。不过伴随

对混凝土内部微观构造的研究越来越多，发现骨料的许多特性对混凝十邛J力学特性有非常重:

要:的影响，尤其是高标号混凝土和高性能混凝上。骨料对混凝上性能的影响，重要体FT前两

个方面：一是其某此化学成分也许和水泥发生化学反应，从而产生某或有利或有害的影响，

例如碱骨料反应：二是粗骨料自身强度、变形特性与混凝土强度、变形特性之间有亲密关系。)

混凝土骨料在混凝土中起重要的骨架作用，可传递应力、克制收缩、防止开

裂。混凝土骨料的颗粒级配、粒型、表面特性、针片状颗粒含量、空隙率等对混

凝土的性能有直接的I影响，是构成混凝土的重要原材料。

水工混凝土骨料一般分为特大石(80mm-150mm)、大石(40mm-80mm)>中石

(20mm-40mln)、小石(5mm-20mm)和砂(<5mm),一般将砂(<5mm)称为细骨

料，其他各规格称为粗骨料。按来源不一样又可分为天然骨料和人工骨料。

(天然骨料，重.要是指天然砂卵石，通过简朴H勺筛分清洗，直接使用，有时辅以少许R勺

人工破碎调整级配。人工骨料，以人工开采石料为原料，通过破碎、筛分、清洗等加工成多

种规格I内骨料。)

1.2水工混凝土骨料发展历史

由于人们对砂石骨料H勺重要性认识局限性，加上受到技术水平和经济能力的

限制，初期水利工程重要采用天然砂石骨料。由于天然砂是短时期内不可再生资

<1500

大型

2500

<500

中型

2120

小型<120

注：本表引自《水电工程砂石加工系统设计规范》（DL/T5098-2023）

人工骨料加工系统一般由粗碎车间、预筛分车间、中细碎车间、分级筛分车

间、制砂车间、检查筛分车间等构成，当有足够H勺天然砂可以运用时，也可不设

制砂车间；天然砂石加工系统一般由预筛分车间、超径处理车间、筛洗车间构成,

当需要人工骨料补充或者采用人工骨料调整级配时，则需另设必要口勺破碎车诃和

制砂车间。

由于天然砂石料的使用越来越少，我们这里重要讲人工骨料加工系统。

第二章人工骨料加工系统设计

对于现代大型水利水电工程而言，骨料生产系统投资一般占大坝主体工程土

建投资日勺20%〜40%,（溪洛渡大坝标31亿，四个砂石系统总投资超过10亿；贵州构皮滩

电站大坝标10.5亿，两个砂石系统大概3亿；大岗山大坝标21亿，砂石系统标超过6亿）

并且充足而优质日勺骨料供应是大坝混凝土顺利浇筑的最基本前提，因此，合理欧I

人工骨料加工系统设计将是保证工程顺利进行的重要保证。

2.1系统规模

一般整个加工系统的规模，用小时处理能力或月生产能力来表达（或用月供

应日勺混凝土量表达），水利水利水电工程一般以大型或特大型加工系统为主，系

统规模一般根据水利水电工程混凝土施工进度计划确定，设计时系统规模应留有

一定的潜力，以适应岩性、粒径变化和供料不均匀产生欧I负荷增长。

系统日勺小时处理能力一般按式2.1-1计算。

Qmh=-^-（2.1-1）

Jx/?xn

式中：

Qmh——加工系统每小时处理能力，t/h

Qt一一高峰月混凝土浇筑强度，/月

A——每立方混凝土的骨料用量，根据试验得出H勺混凝土配合比确定，

无试验资料时，取2.1〜2.3,原料岩石容重大时取大值

d一一月工作时间，一般取25天

h一一每天工作小时数，一般按两班制，取14小时（三班制时取21小

时）

n——综合成品率，0.7〜0.85,根据流程计算确定，原料含泥量小时

取大值。

（对于施工单位而言，一般在招标阶段设计单位已经做了诸多工作，一般已经大体确定

了系统规模，施工单位只需对招标文献提出的系统规模进行复核）

2.2工艺设计

砂石生产工艺设计与设备选型是砂石系统设计的关键环节，直接影响砂石生

产日勺质量和成本。在进行砂石生产工艺设计与设备选型时应对料源岩石的）性质、

砂石成品的级配和质量规定、重要设备日勺技术性能等进行充足研究。设计出口勺生

产工艺既要能满足砂石成品日勺级配和质量规定，乂要能适应料源岩石日勺性质。系

统设备日勺配置规定既具有技术上日勺先进性、经济上的合理性，还需保证系统运行

的可靠性。

术语

破碎段数：及整个系统中原料加工需要破碎H勺次数（不含制砂破碎机工序）;

破碎比：供应破碎机原料中最大块H勺粒径与产品H勺最大粒径H勺比值；当产品

为砂时，产品的最大粒径按制砂原料的最优粒径取值；

筛分效率：筛下物的量与原料中所含不不小于标称筛孔孔径的物料总量口勺比

值，重量比，以百分数表达；

负荷率：车间（工段）设备的设计处理能力与设备的实际处理能力的J比值，

以百分数表达；

功指数：表达物料可碎性和可磨性日勺指数，与破碎单位数量的原料需要消耗

时能量有关，通过试验确定；

磨蚀指数：表达物料磨蚀性能的指数，通过试验确定；

粒度曲线：不一样粒径范围内的物料质量占物料总质量日勺比例，以曲线表达,

通过试验确定。

2.2.2基本流程

人工骨料加工系统的基本流程示意如下:

*料开采

■用放《建时碑）

骨料加工系统的流程设计，就是在基本流程日勺基础上，根据原料岩石的性质、

含泥状况、系统规模、成品骨料日勺级配和质量规定等指标，进行针对性的设计。

原料的岩石特性

料源岩石的特性直接影响着砂石系统日勺工艺设计。

大型、特大型人工砂石加工系统的加工工艺设计，应首先获得同类岩石口勺加

工试验及料，理解原料的硬度、可碎性（功）指数、磨蚀性指数、破碎粒度曲线

等参数，当无同类岩石加工试验资料时，应进行骨料生产性试验。中小型砂石系

统可根据经典的粒度曲线进行设计。（经典口勺粒度曲线•般由破碎机生产厂家根据大量

类似岩石破碎试验获得并提供）

由于原料岩石的内部日勺微观构造（晶体构造或分子排列形式）不一样，岩石

在破碎时的颗粒形状也有所不一样，破碎产品的针片状含量有较大差异，在工艺

设计时应选择合适的破碎机机型，有必要时还应专门采用整形措施，保证产拈针

片状含量满足规范规定。

目前水电工程的砂石原料岩性重要有石灰岩」构皮滩、阿海、向家坝，灰岩应用

最多，约二分之一的J系统原料为灰岩，目前国内有记录叼大型砂石系统共47个，其中20

个是采用灰岩）、砂岩（臼市、锦屏一级）、花岗岩（三峡、大岗山）、玄武岩（溪洛渡、

宜地、金安桥）、石英岩（五强溪）、流纹岩（云南漫湾）、片麻岩（小湾）、正长岩（二

滩、鲁地拉）、辉绿岩（广西百色）、大理岩（锦屏二级）、凝灰岩（梨园）等。玄武岩、

凝灰岩等岩石加工人工砂石粉含量往往偏低，片麻岩、大理岩等岩石加工的人工

砂石粉含量往往偏高。石英岩、砂岩等岩石生产粗骨料往往针片状含量偏高。

2.2.4干法生产和湿法生产

干法加工是指物料在筛分过程中不采用水冲洗，湿法加工是指在物料筛分过

程中采用水冲洗，并配合洗石机和洗砂机对骨料进行冲洗。（干法加工并不是完全

不用水，只是筛分时不用水，一般干法加工都会在成品进仓前设置冲洗筛冲洗）

.1干法加工

干法加工的长处是用水量少、石粉流失量少、废水处理量少，重要用于原料

清洁，成品砂成砂率低、石粉含量低的砂石系统。由于干法加工扬尘严重、原料

含水时细骨料不易筛透，初期砂石系统采用较少，目前伴随除尘设备不停发展和

高频震动筛日勺应用，干法加工工艺越来越多日勺在特大型、大型砂石系统中采用皿

如向家坝、阿海、官地）。有些系统成品砂石粉含量偏高，也可以采用干法生产，

用风选法清除部分石粉（阿海）。

系统选用干法工艺生产时，物料的含水率对筛分效率有很大影响，一般含水

率超过3%时，细骨料筛网就很轻易堵塞，筛分效率大幅减少，因此干法生产必

须严格控制原料含水率，从粗碎开始就应严格控制洒水降尘日勺洒水量，各调整料

仓和重要胶带机均应设置防雨棚以保证雨季生产需要。

进口高频振动筛由于其震动频率高，能量大，筛孔不易堵塞，对细骨料H勺筛

分效率要高出一般振动筛近3倍，特大型、大型砂石系统宜采用高频振动筛配合

干法生产工艺。（价格较高，约为国产同面积的3倍，采购周期较长。此前因采购资金压

力较大，一般较少采用，目前伴随成本管理意识加强，使用逐渐增多）。

干法加工扬尘一般比较大，一般扬尘点重要有如下部位：各破碎机口勺排矿口

（尤其是立轴式破碎机和反击式破碎机）、进入调整料仓的胶带机落料点、筛分车间

的进料点和出料点等。干法加工一般不适宜采用洒水降尘，应结合实际状况配置

除尘设备，调整料仓可做成封闭的防雨棚，同步起到防尘作用。

采用干法加工工艺生产日勺粗骨料，会有一定程度裹粉导致试验检测含泥量超

标，一般采用进仓前加设冲洗筛对成品粗骨料进行冲洗，冲洗筛一般采用直线筛,

安装倾角0〜・5°,冲洗水压可根据实际冲洗状况调整，一般不适宜不不小于

0.2MPa«冲洗筛的冲水点应布置在冲洗筛H勺后部（靠近进料点的一端），以保证

骨料在冲洗筛上有足够日勺脱水时间，防止冲洗后日勺浑水随成品带入成品料仓。

采用干法加工工艺生产日勺成品砂，入仓含水率一般可控制在5%如下，不需

要在成品料仓内堆存脱水，成品砂仓的容积可合适减小。

.2湿法加工

湿法加工工艺一般在原料中含泥或软弱颗粒较多时采用，当成品砂石粉含量

偏高时，也可采用湿法生产清除部分石粉。

由于半成品中含水率过高会加紧破碎机耐磨件时磨损，并会影响细碎和超细

碎日勺破碎效果，因此湿法加工应采用措施对通过冲洗的半成品进行脱水，进入破

碎机的半成品含水率低于3%为宜。

根据原料中所含泥日勺性质不一样，洗石措施可分为筛面冲洗和洗石机清洗。

详细采用何种清洗措施，应根据原料的含泥程度、泥土的性质、所需日勺处理量、

需清洗的骨料最大粒径等原因综合分析确定。一般按土的塑性指数将原料分为易

洗、中等可洗、难洗三类，分类措施和一般采用口勺清洗措施如表5.2-1。

表2.2-1原料的可洗性分类表

可洗性泥土日勺状态塑性指数一般使用的I清洗措施

易洗粉土或粉质沙土<5筛面压力水冲洗

带有粘性，泥块在

中等可洗5〜10洗石机一次擦洗

手上能擦碎

粘土，泥块在手上

难洗>10洗石机二次擦洗或配合水枪冲洗

难擦碎

筛面压力水冲洗是在距离振动筛筛网一定距离安装喷水装置对筛面.上日勺物

料进行冲洗，喷水装置应保证喷水能覆盖整个筛宽度方向，冲洗水压力应不低于

0.2MPa,一般用于泥土粘性较低日勺原料，带有一定粘性的中等可洗原料，也可

以采用加大水压、增长喷水点等方式进行筛面冲洗。采用筛面冲洗措施时，应配

套螺旋分级机对细粒物料进行脱水。

具有泥块或粘性夹泥的原料在筛面上压力水冲洗往往达不到质量规定，应考

虑采用洗石机清洗，洗石机同步还兼有•减少骨料棱角和改善骨料粒型的作用。常

用口勺洗石机一般有槽式洗石机和圆筒洗石机两种，槽式洗石机又有倾斜式和水平

式两种，具有体积小、处理能力大、洗石效果好等长处，目前在国内日勺特大型、

大型砂石系统广泛采用。其缺陷是只能清洗较小粒径的物料（最大为70〜

80mm）、能耗高。圆筒洗石机可以清洗H勺最大粒径可达300〜400mm,可用来

清洗粗碎后日勺半成品或天然砂石系统的原料，清洗时间可调并且单位能耗低。缺

陷是外型尺寸较大，一般需要单独布置车间，设备和基础费用都较高。

.3干湿结合法加工

干湿结合加工一般是指采用湿法生产粗骨料，干法生产细骨料相结合的生产

工艺。重要合用于原料含泥量偏高但制砂困难、成品砂石粉含量偏低口勺系统。

一般工艺流程为在进行预筛分和粗骨料筛分时，进行筛面加水冲洗，必要时

也可采用洗石机对40mm如下的颗粒进行洗泥。经冲洗合格的I粗骨料直接进入

成品料仓，不不小于5mm（标称粒径，实际生产中为了控制成品砂的细度模数,

一般时采用4mm或4.5mm筛网）的颗粒采用螺旋分级机脱水后进入成品砂仓,

部分5〜40mm日勺颗粒采用脱水筛脱水后作为制砂原料，采用立轴式破碎机干法

制砂，结合岩石性质考虑与否需要配置棒磨机调整细度模数和颗粒级配，也可采

用高速立轴冲击式破碎机（转子线速度85m/s）对分离H勺3-5mm颗粒进行破碎,

改善细度模数和级配曲线。

干湿结合法加工工艺兼有干法加工和湿法加工的长处，系统耗水量较少、废

水处理量不大、粗骨料表面清洁、细骨料石粉流失少、扬尘点少。其最大的玦陷

是制砂原料通过水洗，在进入立轴破前必须采用可靠措施脱水，保证进入立轴破

的原料含水率不不小于3%,否则严重影响立轴破的制砂效果，但一般采用直线

脱水筛难以到达理想效果，设计时可合适增大立轴破车间的调整料仓，使原料在

调整料仓内有4-8小时的堆存脱水时间，生产时进料小车尽量停留在备用（不开

机）的破碎机上下料，破碎机轮番开机。

2.2.5制砂工艺设计

目前国内普遍采用H勺人工制砂工艺为立轴式破碎机与棒磨机联合制砂。对于

硬度尤其高、尤其难碎的岩石，也有采用超细腔型圆锥破碎机制砂，棒磨机配合

调整。

立轴冲击式破碎机具有处理能力大、噪音小、单位能耗低的长处。其破碎原

理是运用物料高速撞击H勺能量使物料破碎，一般岩石颗粒的棱角会在撞击中首先

破碎，因此立轴冲击式破碎机还对粗骨料（重要是小石）有良好日勺整形效果。由

于转子线速度恒定，物料日勺粒径越小，其冲击能量越低，越难以破碎，小石（尤

其是10mm如下日勺颗粒）在通过立轴冲击式破倬机一次破碎撞掉棱角后，很难

再次破碎，因此小石在立轴冲击式破碎机中反复循环会大幅减少破碎机日勺破碎效

果，减少成砂率。因此立轴冲击式破碎机一般用于制砂的同步还生产小石，不仅

生产的小石粒型美观，并旦因减少了小石反复循环，及时补充足够的中石，可很

好H勺改善制砂效果。

立轴冲击式破碎机制砂，成品砂粒型很好，但细度模数一般偏大、粒度构成

不够理想，粗颗粒偏多，需要与检查筛分构成闭路循环生产。为了保证成品砂细

度模数合格、粒度曲线合理，一般在检查筛分车间增设一层3.5mm筛网，清除

成品砂中部分3〜5mm日勺颗粒，分离出欧I3〜5mma）颗粒不能再返回立轴冲击

式破碎机循环破碎，可采用棒磨机或高速立轴冲击式破碎机处理，当原料为易碎

岩石，成砂率较高，检查筛分分离的3〜5mm的颗粒量不大时，通过经济分析

比较，也可将该部分丢弃。

立轴冲击式破碎机制砂一般其细度模数和石粉含量等参数不易调整，当原料

易碎，成品砂石粉含量偏高、细度模数偏低时，可采用螺旋分级机对所有或部提

成品砂进行水洗，也可采用风选设备脱除部分石粉或细砂颗粒，减少石粉含量，

调整细度模数。当原料中等可碎或难碎，成品砂石粉含量偏低、细度模数偏高时,

宜配置棒磨机制砂进行调整，并辅以石粉回收。

棒磨机制砂，成品砂具有很好H勺粒形和粒度构成，细度模数可调，质量稳定,

但其制砂的单位能耗高、钢棒耗量大、齿轮润滑油耗量大、噪音大、运行成本高。

在立轴冲击式破碎机出现此前，作为重要制砂设备，目前重要用于调整成品砂质

量。

采用立轴冲击式破碎机和棒磨机联合制砂，既能根据原料变化灵活调整成品

的细度模数和石粉含量，保证成品砂质量，又能有效控制制砂成本，是目前普遍

采用的制砂工艺。

2.3设备选型与配置

2.3.1基本原则

砂石系统设计的重要加工设备选型应遵照如卜.基本原则：

(1)首先应获得同类岩石的加工试验资料，理解原料的硬度、可碎性［功)

指数、磨蚀性指数、破碎粒度曲线等参数，当无同类岩石加工试验资料时，应进

行骨料生产性试验。

（2）设备配置应满足工艺流程需要，对原料的岩性变化和产品级配需求波

动有一定的适应能性，防止成品骨料级配失调。

（3）上、下道工序所选用的设备负荷应均衡，同一作业宜选用相似的型号

规格的设备，以简化工艺，以便维修。

（4）大型、特大型砂石加工系统应选用与生产规模相适应的大型设备，但

同一作业的设备数量宜不少于两台。

（5）当砂石原料具有高硬度和强磨蚀性时，大型、特大型砂石加工系统的

重要设备宜整机备用，中小型砂石加工系统日勺重要设备可合适减少设备负荷率。

（6）应用成批生产日勺定型产品，优先选用高效、节能、环境保护日勺先进加

工设备，并合适考虑后续工程运用的也许性。

232破碎设备

破碎设备（乂称破碎机）的类型有：颗式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、

反击式破碎机、捶式破碎机等。破碎机类型选择应根据原料H勺岩性（可碎性、磨

蚀性）、所需的处理能力、原料的最大粒径、需要产品日勺粒径等确定。

多种破碎机日勺特点和合用条件见表2.3-1

表2.3-1破碎机类型、特点和合用范围

一

序

号类型特点合用范围

一

重要形式有双肘简朴摆动和复杂摆

动两种。能破碎多种硬度

长处：构造简朴，工作可靠，外型岩石，广泛用作

尺寸小，自重较轻，配置高度低，进料各型砂石加工系

颗式破碎

1口尺寸大，排料口开度轻易调整，价格统的粗碎设备。

机

廉价。小型颗式破碎机

缺陷：衬板轻易磨损，产品中针片亦可用作中碎设

状含量较高，处理能力较低，一般需配备。

置给料设备。

一般有重型和轻型两类，其动锥的

重型适于破碎多

支承方式又分一般型和液压型两种。

种硬度岩石，轻

长处：处理能力大，产品粒型好，

型适于破碎中硬

单位产品能耗低，大中型机可挤满给料，

旋回破碎如下岩石。一般

2无需配置给料机。

机用作大型砂石加

缺陷：构造复杂，外型尺寸大，机

工系统的粗碎设

体高，自重大，维修复杂，土建工程量

备，小型机亦可

大，价格昂贵，容许进料尺寸小，大中

作为中碎。

型机要设排料缓冲料仓。

具有颗式破碎机进料口大、旋回破可用作中硬岩石

颗式旋回

3碎机处理能力高的长处，但不适宜破碎日勺粗碎设备，应

机

坚硬和粘性大的1岩石。用较少。

有原则、中性、短头三种破碎腔，

弹簧和液压两种支承方式。合用于多种硬度

圆锥破碎长处：工作可靠，磨损轻，扬尘少，岩石，是各型砂

4

机不易过粉碎。石系统中最常用

缺陷：构造和维修都复杂，机体高，的中、细碎设备。

价格昂贵。

有单转子和双转子，单转子又有可

逆和不可逆式，双转子则有同向和异向

转动等型式。砂石加工系统常用单转子合用于破碎中硬

不可逆式破碎机。岩石，用作中碎

反击式破

5长处：破碎比大，产品细，粒型好，和制砂设备，目

碎机

产量高，能耗低，构造简朴。前有些大型设备

缺陷：板锤和衬板轻易磨损，更换也可用于粗碎。

和维修工作量大，扬尘严重，不适宜破

碎塑性和粘性物料。

有单转子、双转子、可逆和不可逆

式，捶式较接和固定式，单排、双排和

合用于破碎中硬

多排圆盘等型式。砂石系统常用日勺是单

岩石，一般用于

转子、较接、多排圆盘口勺捶式破碎机。

捶式破碎小型砂石系统细

6长处：破碎比大，产品细，粒形好，

机碎；有魂条时，

产量高。

用于制砂，目前

缺陷：锤头易破损，更换维修量大，

已淘汰。

扬尘严重，不适于破碎含水率在12%以

上和粘性的物料。

当原料为中等可碎或易碎岩石，选用反击式破碎机作为粗碎设备

时，应进行粗骨料生产级配与使用级配的平衡复核。选用反式破碎机

作为中、细碎时，应进行破碎试验并根据减验成果，按照DL/T5144

的规定核算各级粗骨料的中径筛余量。

破碎机处理后物料的粒度曲线，一般应通过试验确定，当无法获

得试验资料时，也可采用设备生产厂家推荐的同类岩石经典曲线。

筛分设备

筛分设备分为振动筛和固定筛两大类，砂石加工系统应用较多的I

是振动筛。

固定筛有格筛和条筛两种，一般用于粗碎车间或天然砂石系统的

采料场隔离超径石，但筛分效率很低，一般只有50%〜70%,并且

由于没有振动，物料很轻易堵塞筛孔，清理筛板费时费力，影响生产,

一般只在当日然砂石料开采场的储量很大而超径石较多，开采时需将

超径石所有丢弃时采用，其他状况很少采用。

振动筛分为偏心振动筛、纯惯性振动筛、自定中心振动筛、重型

振动筛、直线振动筛、共震筛、等厚筛（折线筛）等类型，其构造特

点、作用原理和合用范围见表2.3・2。

表2.3-2振动筛的分类、特点及合用范围

序

号类型特点合用范围

1、筛框由偏心轴直接带动，在垂直

面内做封闭轨迹运动，振幅等于偏心距

用于筛分粗粒物

的2倍；

料，筛孔尺寸可达

2、振动力大，构造结实，振幅不随

偏心振动100—250mm,以往

1给料量的大小而变化，筛孔不适宜堵

筛常做砂石料的第一

塞.

’3、惯性力大，常不适宜完全平衡，道筛分，现已被惯

性振动筛所替代。

因而引起建筑物震动，轴承构造比较复

杂。

1、运用偏心块激振器使筛子产生振

动，其传动轴与皮带轮同心；

纯惯性振2、激振器随筛框振动，从而引起皮用于中、细颗粒筛

2

动筛带轮振动，致使电机工作不稳定，影响分；现已很少使用

电机寿命；振幅随给料量的变化而变

化，影响筛分效率

1、原理同纯惯性振动筛，但皮带轮

和传动轮不一样心。有皮带轮偏心式和

轴承偏心式两种，晒分时，皮带轮中心

能在空间保持不动；

自定中心2、电动机工作稳定，激振力大，可广泛应用于给料均

3振动筛（单获得较大振幅，因而筛分效率高；构造匀的中、细颗粒筛

轴振动筛）简朴，制造轻易，激振器不需要精确平分

衡；

3,筛子振幅变化，影响筛分效率的

稳定；启动、停机过程中，通过共振区

振幅大，对设备和建筑物不利。

1、系皮带轮偏心式日勺自定中心单轴

惯性振动筛；

用于筛分粗粒物

2、激振港采用带旋转式偏心重日勺消

料，筛孔尺寸可达

重型振动振装置，消除了通过共振区日勺天振幅现

4250〜400mll1,常作

筛象；启动力矩小，对基础动负荷小，构

预临分，处理超径

造结实，能承受较大的冲击负荷；

石。

3、因构造重，振幅大有时出现筛箱、

横梁断裂现象。

1、振动由两根带有偏心重的轴作反

向日勺同步回转而产生，运动轨迹呈直

线；用于粗、中、细物

直线振动、筛面呈水平安装，配置高度小，

’2料的筛分，也可合

5筛（双轴惯

振幅大，筛面大，处理量高，筛面各点用于脱水、脱泥、

性振动筛）

运动轨迹相似，有助于物料日勺筛分；脱介。

3、构造复杂，价格高，激振器重量

大，能量消耗大，振幅不易调整；

1、是一种在靠近共振状态二工作的

筛分设备；

2、处理能力大，筛分效率高，振幅可用于多种物料筛

大，电耗小，构造紧凑，工作平稳，动分，也可合用于脱

6共振筛

负荷小；水、脱泥、脱介，

3、制造较复杂，设备重量大，振幅己淘汰，很少应用

很戏稳定，调整比较复杂,使用寿命短，

价格高。

1、筛面采用不一样倾角的1折线，物

料在筛面上的运动速度递减,料层厚度

合用于细粒（粒径

折现筛（双保持不变；

7不不小于25mm）物

轴等厚筛）2、处理能力高，减少筛孔堵塞，筛

料筛分

分效率高，设备配置较以便；

3、筛面构造复杂，安装高度大

制砂设备

目前常用时制砂设备为立轴冲击式破碎机和棒磨机。对于硬度尤其高、尤其

难碎的岩石，也有采用超细腔型圆锥破碎机制砂。当原料为硬度较低日勺岩石（如

石灰岩、白云岩、大理岩等），小型砂石加T系统也可采用反击式破碎机制砂。

立轴冲击式破碎机按腔型一般分为两类，即“石打铁”和“石打石”。“石

打铁”是指通过高速旋转的抛料口将物料直接打到破碎机腔体内口勺衬板上，其破

碎效果很好、成砂率较高，但物料对衬板等易损件的磨蚀相对较强；“石打石”

是通过度料器将物流提成两股，一股在破碎机腔体内形成料垫，一股通过高速旋

转日勺的抛料口抛出，打到腔体内日勺料垫上，其破碎效果略差、成砂率略低，但物

料不直接冲击腔体内衬板，对易损件的磨蚀相对较小。两类立轴破在水电工程应

用中均有比较成功的I案例。一般当原料为难碎岩石、磨蚀性较强时，宜选用“石

打石”立轴冲击式破碎机，原料为中等可碎或易碎岩石、磨蚀性中等或较弱时,

宜选用“石打铁”立轴冲击式破碎机。

棒磨机具有构造简朴、操作以便、设备可靠、产品粒形好、粒度分布均匀、

质量良好稳定等长处，合用于难碎岩石、中等可碎和部分易碎岩石，对于尤其易

碎口勺原料（如大理岩），棒磨机加工会导致石粉含量非常高，导致脱粉困难，且

多出石粉只能丢弃导致挥霍。由于棒磨制砂的单位能耗高、钢棒耗量大、齿轮润

滑油耗量大、噪音大、运行成本高，现以不作为重要制砂设备，仅用于调整产品

石粉含量和细度模数。

超细腔型圆锥破碎机制砂效果不受原料粒型和颗粒级配日勺影响，能破碎难破

碎岩石，但处理能力比立轴式冲击破碎机低，价格昂贵。当原料为难碎岩石（如

玄武岩）时，可用于与立轴式冲击破碎机配合制砂，减少立轴式冲击破碎机的循

环处理量，可有效改善立轴式冲击破碎机的制砂效果。

反击式破碎机可用于易碎岩石制砂，但级配不够稳定，粒径偏粗，一般只用

于小型或对产品质量规定不高的加工系统。

重要加工设备的配置

（1）破碎设备配置

破碎设备是砂石加工系统中作用最重要、购置费用最高日勺设备，破碎设备配

置与否合理，直接影响砂石加工系统的生产能力、产品质量、生产成本等重要技

术经济指标。

破碎机日勺配置应根据被破碎岩石的岩性、硬度、给料粒径、需要的处理能力

并结合工程所在地的地形、地质、交通条件、工程施工工期等原因综合分析确定。

地质条件差、地形过于平缓、交通条件受限的工程，不适宜配置大型旋回破碎机。

破碎机的铭牌处理能力是指在原则条件下（中硬度岩石，松散密度为

1.6t/m3）开路破碎时的处理能力。一般砂石系统粗碎的给料状况与原则条件基

本相似，因此实际处理能力与铭牌处理能力基本相似或略高。中、细碎给料粒度

一般为150〜300mm、40〜150mm,与原则条件相比，其粒度构成偏粗，因此

中、细碎设备(尤其是圆锥破碎机)的实际处理能力低于铭牌处理能力，国产设

备尤为明显。

旋回破碎机、圆锥破碎机由于尺寸庞大、价格昂贵、故障率不高、土建工程

量大，一般可不考虑整机备用，但不适宜少于两台。颗式破碎机、反击式破碎机

安装简朴以便、价格相对较低、土建工程量小，宜考虑整机备用。尤其是反击式

破碎机锤头和衬板易磨损，更换和维修工作量大，应合适减少负荷率。

(2)筛分设备配置

振动筛配置应根据原料日勺含泥量、可洗性、所需日勺处理能力、筛分原料日勺级

配曲线等确定。在计算筛分设备处理能力时，应计入给料量欧I波动，多层筛应逐

层计算，按最不利层选择型号并校核出料端日勺料层厚度，规定筛网出料端的料层

厚度不不小于筛孔尺寸的3〜6倍(用于脱水时取小值)。

振动筛日勺单位面积日勺筛分能力按式5.3-1计算。

Q=BEDVHTKPSM(5.3-1)

式中Q——单位面积日勺计算筛分能力，t/m2h；

B——单位面积筛网H勺基本筛分能力，t/m2h；

D——晒层校正系数；

E——筛分效率校正系数；

V——不小于筛孔孔径粒料含量的校正系数；

H——不不小于筛孔孔径二分之一的粒料含量校正系数;

T一一孔型校正系数；

K一一物料状态校正系数；

P一一粒型校正系数；

W——容重校正系数，取物料容重与1.6的比值；

S——开孔面积校正系数；

M——淋水筛分校正系数。

式中所有参数应由振动筛生产厂家通过大量试验确定，设备配置时应向厂家

征询有关参数。当厂家无试验参数时，可参照《施工组织设计手册》第四卷第十

篇有关内容。

(3)制砂设备配置

立轴冲击式破碎机日勺处理能力一般应根据生产性试验确定，无试验资料时，

可采用生产厂家提供的同类岩石经典破碎曲线确定。

棒磨机处理能力受诸多原因影响，变化范围很大(目前国内常用日勺MBZ2136

棒磨机在溪洛渡中心场人工骨料加工系统加工玄武岩，处理能力仅18t/h,在大岗山大坝骨

料加工系统加£花岗岩，处理能力可达65t/h),设备配置时宜通过试验确定其处理能

力。无条件试验时，也可采用类比法确定，或参照生产厂家日勺产品目录确定。

制砂设备宜整机备用，考虑到水电工程前期浆砌石、喷混凝土、房建等工程

较多，用砂量很大，如砂石系统需要为前期提供骨料，应按前期的用砂率复核制

砂设备H勺负荷率。

2.4工艺流程简图

设备选型完毕，应根据工艺设计和设备选型成果进行工艺流程计算，绘制工

艺流程简图，流程简图是进行后续设计欧j基础。

（通过举例来简介流程计算和流程简图）

2.5系统布置

科学合理的系统布置可以节省场地平整工程量，减少植被破坏和水土流失，

还可以缩短物料运送途径，节能降耗。

2.5.1基本原则

砂石加工系统总体布置应涉足生产、运送、防洪、安全及环境保护规定。应

根据工艺流程特点，合理运用地形、地质条件布置车间、设施。缩短工艺流程路

线，简化运送过程，并尽量做到依托重力自流下料。根据经验，系统一般布置在

15°-20°左右的缓坡上比较有利。

结合工艺流程设计，合适将系统提成几种相对独立H勺单元，各部分之间设置

中间调整料仓，可有效减少故障停机时H勺停机数量，并可在一定范围内适应骨料

级配变化。

各车间、设施应结合对外和场内道路进行布置。粗碎车间宜靠近来料方向布

置，成品堆场宜靠近混凝土生产系统或重要用料点。粗碎靠近主采场布置时，安

全距离应符合《爆破安全规程》（GB6722-2023）的有关规定（没有障碍的I状况

下水平距离不低于500m）o

辅助车间宜靠近服务对象，水电供应设施宜靠近重要顾客布置。

场内道路应与主体工程场内道路相衔接，并连通砂石加工系统日勺重要车间及

半成品、成品堆场。厂内道路布置应满足砂石加工系统设备运送、安装、调试、

运行维护及大修规定。

噪声强的车间应尽量集中布置，尽量远离敏感点（居民区），并尽量运用山

坡、树林等天然屏障。

2.5.2车间布置

2.5.2.1车间布置注意事项（距离满足安全、安装、检修、操作等需要）

（1）车间布置时，对多台同规格设备，应尽量呈对称或同轴线布置在同一

高程上，设备间距应满足安装、操作及维修所需要的安全距离。

（2）所有高出或低于地面0.5m的操作平台或地坑，均应设栏杆。传动部

件应有防护罩，以保证生产安全。

（3）凡有操作部件（如操作杆、操作轮、闸阀等）的设备，其中心距楼［地）

板面高度为1000〜1400mm。必须减少设置时，与楼（地）板的距离不得不不

小于操作件最大转动半径加100〜200mm,以便部件的拆卸维修。

（4）设备操作面宽度，当设备日勺一边为固定设施或墙壁时，净宽一般不不

不小于1500mm。小设备或不常常操作日勺设备，净宽可减小至1000mm左右，

但不不不小于800mmo两台设备共用一种操作面时，净宽一般为1500〜

2023mm。

（5）车间重要通道宽度为1500-2023mm,次要通道宽度为700〜

1000mm；输送机廊道欧I人行道不不不小于700mm,检修道为500mm。

2.5.2.2粗碎车间

粗碎布置在地下时，应选择坚硬、稳定日勺岩层，避开断层、破碎带、溶洞及

含水岩层；车间应设置专供人员撤离的安全通道，并设置防堵井及通风防尘设施。

大型、中型旋回破碎机可采用自卸汽车直接入仓、挤满给料日勺方式，受料仓

的容积大小，应根据卸料方式、每次卸车量、来料间隙时间等原因确定，一般可

考虑相称于15-20min口勺处理量或50-1OOt左右的储存量，最小不应不不小于两

个车厢口勺容积。

考虑到大型旋回破碎机破碎不均匀，排料量有较大口勺波动，为了防止机下的

带式输送机受到直接冲击，防止瞬时排料量过大而使带式输送机超载，应在机下

应设置缓冲料仓，其活容积宜不不不小于2〜3个车厢的卸料量，缓冲料仓宜做

成平底、形成料垫保护层，缓冲料仓排料口应布置两台给料机。

大型旋回破碎机更换衬板需要起吊动锥，一般应在车间内配置起重设备。

.3中细碎车间

粗碎、预筛分、中碎开路生产时，可将预筛分和中碎按阶梯布置，假如地形

高差容许，还可与粗碎车间或其调整料仓布置在一起。这样布置紧凑，管理以便,

并能运用物料自流运送，无需用或少用中间日勺带式输送机连接。

中、细碎与筛分楼构成闭路流程生产粗骨料时，中、细碎破碎机宜布置在一

种车间内。

中、细碎车间应设置原料调整料仓，其活容积应不不不小于破碎机0.5h的

处理量。

中、细碎车间应防止铁件进入破碎机，应考虑在进料胶带机或进入调整料仓

的胶带机上设置金属探测器或电磁除铁器。

2.5.2.4筛分车间

筛分车间一般分为预筛分车间和分级筛分车间两类，前者重要是筛出超径石

块，后者是用作砂石成品的分级筛分和破碎车间沟成闭路。

筛分车间布置应综合规划其与半成品堆场、成品堆场、洗石车间、中细碎车

间、超细碎车间及制砂车间之间的平面和立面联络，减少骨料转运环节和高差。

筛分车间宜设置原料调整料仓，人工骨料加工系统筛分调整料仓活容积不适

宜不不小于车间2h处理量。天然砂石加工系统的筛分车间是重要生产车间，调

整料仓日勺活容积应合适加大，以活容积不不不小于7h（一种班）的处理量为宜。

筛分车间布置一般有水平布置（又称混列式）和垂直布置（又称复列式）两

种，前者是将振动筛呈对称或同轴线布置在同一高程上，或根据功能不一样提成

儿处单独布置（分别称第一、二、三筛分车间），后者是将振动筛按工艺次序自

上而下布置在一座多层楼房内。前者的长处是各级筛分之间可根据需要设置调整

料仓，每组振动筛相对独立，一台振动筛检修不影响其他筛分机运行，便于灵活

组织生产，在目前的大、中型砂石系统中应用较多。后者的长处是各级筛分之间

的物料可以完全依托重力自流，减少带式输送机和能耗，但由于车间总高度较大

（一般超过30m）,需要较大的起重设备（一般需要不小于汽车吊）进行

安装，安装检修难度大，并且振动筛检修时上下层设备均无法生产，因而除受地

形限制时采用外，一般砂石系统已很少采用。

筛分机一般采用带式输送机直接供料，最佳一条带式输送机供一台筛子用

料，供两台时，常用分岔溜槽分料，溜槽末端宜尽量展宽（宽度较筛分宽段小

150-200mm）,以使物料沿全宽均匀进入筛分机。

两台以上的筛分设备对称布置时，在有传动系统的一侧，人行道不不不小于

1.2m,另一侧不不不小于0.8m,两台筛子中间口勺通道一般不不不小于1.0-1.5m。

2.52.5制砂车间

采用超细碎与检查筛分设备构成闭路循环制砂时，超细碎制砂车间应设置

调整料仓，其活容积应不不不小于破碎机2h口勺处理量，并用设置采用措施控制

制砂原料含水率不超过3%；采用棒磨机制砂时，棒磨制砂车间应设置调整料仓,

其活容积不不不小于棒磨机8h时处理量。

棒磨机一般采用纵向布置，布置时棒磨机中心距一般为棒磨机直径的J3-5

倍。棒磨制砂车间需要常常清理断棒和补充新棒，因此车间附近应留有堆存新棒

和断棒日勺场地。对于原料