人工砂石料加工厂设计说明

第三章 人工砂石料加工厂设计

3.1 设计概述

本加工系统粗碎采用旋回破碎机，毛料由自卸汽车从白石岩采石场运至汽车受料坑；中碎采用强力反击式破碎机开路生产；立轴冲击式破碎机制砂（立式冲击破碎与检查筛分组成闭路，干法生产）。在工艺流程中为满足碾压混凝土对砂子的质量要求，采取立轴破干法生产与棒磨机联合制砂工艺，以调整砂中石粉的含量。

砂石料加工厂的设计范围包括石料粗碎到成品骨料供应的全部加工工艺设计、设备的配置以及系统的总体布置设计。

系统选用的关键设备——破碎机、筛分设备均选用技术先进、单机产量高、质量可靠的国内大型生产厂家制造、在国内水利水电系统运行经验成熟的设备。

根据工艺流程的需要，系统设置了粗碎加工、半成品堆场、预筛分与洗石车间、中细破车间、筛洗分级车间、立轴制砂车间、棒磨制砂车间、成品骨料堆场和成品骨料装车仓等部分。

所设计的砂石加工厂满足可靠、优质、安全生产砂石骨料的需要，可满足戈兰滩水电站主体工程混凝土施工的需要。

3.2 系统的规模

3.2.1 人工砂石料加工系统设计依据 （1）人工砂石料加工系统生产任务

戈兰滩水电站工程混凝土总量168万m3，其中主体工程混凝土量155万m3，其它临建混凝土量13万m3。包括常态、碾压和泵送三种类型，不同强度等级以及不同级配的各种类混凝土，常态混凝土总量47万m3，碾压混凝土总量90万m3。工程所需砂石料总用量及分级用量见表3-1。

表3-1 砂石料分级用量汇总表

粒径分级

砂 <5mm 小石 5～20mm 中石 20～40mm 大石 40～80mm 合计 (万t)

用量(万t) 110 88 102 70 370

（2）系统生产能力要求

根据混凝土浇筑施工高峰月强度8.67万m3/月要求，按混凝土初凝时间最大仓面浇筑能力（碾压混凝土控制），需要混凝土系统小时生产能力为260m3/h。砂石加工系统总处理能力确定为25.2万t/月，成品料生产能力为700t/h。

3.2.2 毛料处理能力

根据招标成品料生产能力的要求，并考虑到整个加工过程中的加工损耗、运输损耗、堆存损耗、石粉流失、不均衡系数等综合因素，结合我单位类似工程运行经验取22%，则毛料处理能力为：

700t/h×（1+22%）= 854t/h 设计处理能力取900t/h。

3.3 工艺方案与设备配备方案的选择

3.3.1 总体工艺方案

根据砂石料加工系统地形高差大，料场岩性为石灰岩，较易破碎，磨蚀性小的特点。

根据混凝土浇筑强度较高，三级配混凝土骨料为主，兼顾一、二级配混凝土骨料生产的特点，原料最大粒径与产品粒径之比较大，工艺设计要能灵活调整，满足混凝土浇筑的需要。

根据原料最大粒径与产品粒径之比较大的特点。

根据RCC混凝土用砂和常规混凝土用砂石粉含量要求不同的特点。 根据以上特点，工艺设计要求能灵活调整，满足混凝土浇筑的需要，从而总体工艺流程选择三段破碎，湿法和干法联合生产的工艺，粗碎、中碎均为开路生产，立轴破制砂和检查筛分组成干法闭路生产，并补充棒磨机开路生产作为调节砂细度模数的总体工艺方案。 3.3.2 工艺设备的选择

根据总体工艺方案和加工系统的特点，工艺设备有多种配置的选择。破碎设

备类型对本系统各工艺流程的适应性见下表3-2。

表3-2 破碎设备对各工艺流程的适应性表

工艺名称 粗 碎 中 碎 细 碎 旋回 ○ 颚式 ○ 反击式 ○ ○ 圆锥 ○ 立式冲击式 ○ 棒磨机 ○ 注：表中“○”表示“能适应”。

从上表可知，系统的设备配置有很多组合方案，如果再按每类设备的不同型号规格，进行组合，就有更多的方案。每类方案其可靠性、安全性、合理性与经济性都不相同。比如最经济的当属全反击方案（即粗、中、细都用反击破碎机的方案），但它也有许多缺点，在设计中我们已就各个方案进行综合比较，而在此仅就选择方案基本设计思想进行说明。 3.3.3 粗碎设备的选择 （1） 颚式破碎机

颚式破碎机具有结构简单，工作可靠，自重较轻，价格便宜，外形尺寸小，配置高度低，进口尺寸大，排料开口容易调整的优点，能破碎各种硬度岩石，广泛用作小型砂石加工厂的粗碎设备。须配给料设备，对加工规模较大、砂石料质量要求较高的生产系统，因破碎比小，后续工艺较复杂，需要采用多段破碎流程，才能获得合格的成品砂石料。从而整个加工方案分析砂石料单价较高，对加工灰岩是不经济的，不适宜本工程使用。 （2） 反击式破碎机

粗碎用反击破碎机的优点是结构较简单，基础工程量较少，而破碎机的破碎比大、产品粒形好。缺点是反击式破碎机使用粉尘大，对料场来料粒径适应性较差，需要增加超径块石的专门设施，钢耗大，且操作环境很差，需用从国外进口，设备购置费高。

初级反击破碎机作粗碎也不经济，且交货工期无法保证。 （3）旋回破碎机

具有运行平稳，进料粒径和处理能力大，相同排料开口较颚式破碎机在大1.5~2.0倍，产品粒形好，单位产品能耗低，可挤满给料，无须配给料设备的优点。但其设备结构复杂，自重大，机体高，价格贵，维修复杂，土建工程量大。

一般适用大型砂石加工厂的粗碎设备。且我单位现有2台完好的PXZ0913液压旋回破碎机闲置，可以利用到本工程。

结合本工程特点和我单位自身条件，粗碎采用⑶方案，配置PXZ0913液压旋回破碎机2台。 3.3.4 中碎设备的选择

中碎设备可以选择反击破碎机，也可以选择圆锥破碎机。

国产圆锥破碎机有标准、中型、短头三种破碎腔，弹簧和液压两种支承方式，具有工作可靠和磨损轻，扬尘少，不易过粉碎的优点。在清江隔河岩工程的应用中，我们已取得较好的使用经验。

进口圆锥破碎机中又可选择HP型、S型及GP型。

S型及GP型都为单缸液压破碎机。总体上，S型及GP型其性能、产品粒形等不如HP型优越。

HP型圆锥破碎机性能较优越，在三峡工程的应用中，我们已取得较好的使用经验。但是在选用上，国内外都存在上下流程设备的配置问题。

反击破碎机具有结构较简单，基础工程量较少，破碎比大、产品粒形好，产量高的优点。适用于易破碎的、磨蚀性指数低的灰岩作料源的人工砂石料加工厂的中碎设备。因此设计中，将反击破碎机作中碎设备是比较适合的，大大简化工艺流程。至于生产中，粉尘比较高的问题，设计中考虑了喷雾压尘，必要时采用除尘设备来解决。 3.3.5 制砂工艺与设备选择

人工砂的生产，可分为棒磨机制砂和破碎机制砂两大类。棒磨机制砂具有工艺稳定、成熟的特点。破碎机制砂有立轴冲击式破碎机和旋盘层压破碎机等类形式，但目前应用较多的是立轴冲击式破碎机。

立轴冲击式破碎机比棒磨机体积小、基础简单、效率较高的优点。但立式冲击破碎机制砂是不完全制砂，需要闭路循环，流程中循环量较大。成品砂的细度模数较大、颗粒较粗，且颗粒级配不甚理想，尤其是在生产石灰岩砂时，容易产生粗砂与石粉较多，中间级别颗粒偏少的缺点。

为此需要辅以容易调节、质量稳定的棒磨机来作为调节。这样可以互相补充，

即采用立式冲击破与棒磨机相结合的联合制砂工艺。这是比较合适的。

实际上，成品砂是由立式冲击破碎砂，棒磨机和部分筛下料（＜3mm部分）以及石粉四大部分掺和而成的。使砂产品的颗粒组成更合理。

由以上对工艺方案与设备配置的分析中，我们的选择是： （1） 自卸汽车运输毛料至粗碎车间的布置方案。

（2） 总工艺流程是三段破碎，粗碎、中碎开路生产，而超细碎采用闭路循环干法生产的工艺，并采用棒磨机与立式冲击破碎机联合制砂的方案。

（3）主要破碎设备配置

PXZ0913旋回破碎机作粗碎设备；中碎为PFQ1212型反击式破碎机；细碎制砂采用立轴冲击式破碎机PL9000与棒磨机（BMZ2136）联合制砂的工艺。

3.4 砂石料加工系统工艺流程设计

工艺流程设计以合理、可靠、可调、保证产品质量为原则，根据系统生产总量大，生产强度高，不同时段需要的骨料级配有所变化的特点，考虑到所破碎的岩石为灰岩的特性，将工艺流程设计为三段破碎，其中粗碎、中碎均为开路生产，超细碎则为可调节的闭路循环干法生产，采用立轴破与棒磨机联合制砂的工艺流程，以调节砂中石粉的含量。工艺流程中还设置了直线振动脱水筛作予脱水，结合自然堆存，保证人工砂具有较低而稳定的含水率。整个工艺过程流畅、简洁，设备负荷较低。从根本上保证骨料产品的质量。

系统设计工艺流程简图见图3-1。

采石场来料 ≤750mm 粗 碎 ≤250mm 半成品料堆场 ≤250mm 预筛分 ＞80mm ≤40mm 多余80~40 中 碎 洗石 ≤40mm 筛洗分级 40~20 20~5 ≤5mm 80~40 多余40~20 多余20~5 多余5~3 1号分料仓 成品粗骨料 80~40 40~20 20~5 PL9000制砂 检查筛分 多余5~3 ≥5mm ≤5mm 2号分料仓 成 品 人 工 砂 棒磨机制砂 ≤5mm 图3-1 系统工艺流程简图

3.4.1 本系统采用的主要加工工艺

根据本合同工程的特点对关键工艺的研究，本系统采用如下破碎加工筛洗工艺：

（1）破碎

破碎采用粗碎、中碎二段开路生产，超细碎采用闭路干法生产工艺。 各段破碎的粒径范围及破碎比详见表3-3。

表3-3 各段破碎粒径范围及破碎比详表

项 目 粗 碎 中 碎 超细碎 进料粒径(mm) ＜750 40~250 3~40 出料粒径(mm) ＜250 ＜40 ＜5 破碎比 2 6．25 8 备 注

粗碎选用PXZ0913液压旋回破碎机，用于处理来自白岩石料场的块石。 中碎选用PFQ1212强力反击式破碎机，用于处理预筛分后，＞80mm和部分多余的80~40mm粒径的超大石和大石。

（2）筛分冲洗

本系统设预筛分、分级筛分和检查筛分三种筛分工艺，预筛分和分级筛为水洗筛分，检查筛分为干筛工艺。

（3）洗泥工艺

本系统在预筛分与洗石车间设洗泥工艺。

选用XLZ1118旋洗石机，用于处理半成品中≤40mm混合料中的泥土。 3.4.2 工艺流程计算

3.4.2.1 破碎设备产品粒度特性

破碎设备产品粒度特性综合考虑相关设备厂家提供的试验数据及我公司隔河岩、三峡、水布垭和龙滩大法坪等人工砂石系统有关试验数据，破碎设备产品粒度特性选定见表3-4。

表3-4 破碎设备破碎产品粒度特性表 序设备名称 型号 单位 粒度特性

号 1 2 旋回破碎机 反击式破碎机 PXZ0913 PFQ1212 % % % 150~80 10 12 80~40 41 40 40~20 27 32 20~5 20 12 ≤5 2 4 合计 100 100 立轴式破碎机 PL9000

3.4.2.2 流程计算

根据上述工艺流程简图和破碎设备产品粒度特性，戈兰滩人工砂石料加工系统工艺流程计算结果见图3-2。

采石场来料 Q1=900t/h 粗 碎 Q2=900t/h 半成品堆场 Q3=900t/h Q80-40=132.44t/h Q＞150=149.13t/h Q150-80max=293.94t/h 预 筛 分 Q4=264.24t/h Q5=503.32t/h Q80-40max=60.25t/h 洗 石 Q6=767.56t/h 中 碎

Q＞5=40.16t/h Q5-3=28.72t/h 筛 洗分级 Q40-20=192.99t/hQ20-5=166.46t/h Q3-0.15=22.29t/h Q40-20=34.19t/h Q20-5=191.93t/h Q7=399.21t/h Q5-3=14.86t/h 成品粗骨料 Q80-40=132.44t/h Q40-20=192.99t/h Q20-5=173.50t/h Qzmax=498.93t/h 1号分料仓 Q8=377.74t/h PL9000制砂 Q9=232.09t/h 检查筛分 Q5-0=137.70t/h 2号分料仓 Q10=68.68t/h 棒磨机制砂 Q5-0=48.74t/h 砂 细 度 模 数 调 整 皮 带 Qsmax=208.73t/h 成品人工砂 图3-2 系统工艺流程计算图

（3）车间处理量

根据流程计算表的结果和系统总处理量计算出各车间处理量见表3-13。

表3-13 车间处理量 序号 1 2 3 4 5 6 项 目 粗 碎 车 间 预筛分与洗石车间 中 碎 车 间 筛分冲洗车间 立轴制砂车间 棒磨制砂车间 处理量(t/h) 900 900 503.32 767.56 377.74 68.68 备注

3.4.3 主要设备选型与配置 （1）选型原则

① 为提高系统长期运行的可靠性，系统加工关键设备选用在类似工程取得运行成功经验、技术领先、质量可靠，使用经验成熟的国内大型厂家生产的先进设备；

② 设备生产能力、产品粒度满足工艺和质量要求，并能适应混凝土级配的变化；

③ 尽量选用相同规格型号的设备，以简化机型，方便维护；

④ 尽量选用便于操作、工作可靠、节省投资、能耗及其它消耗低，以及能降低运行管理费用的设备。 （2）设备选型与配置

① 粗碎

根据我公司所承建并运行的人工砂石料加工系统所使用的液压旋回破碎机经验和粗碎车间处理量的要求，粗碎选用2台PXZ0913液压旋回破碎机用于处理来自白岩石料场的块石。单机处理量为625~770t/h。液压旋回破碎机在葛洲坝、隔河岩、三峡和水布垭等人工砂石加工系统的使用情况证明，设备产品性能稳定，维修方便，运行成本低。特别适合人工砂石加工系统的粗碎。设备负荷为69%。

② 中碎

中碎车间处理量为503.32t/h，中碎选用3台PFQ1212反击式破碎机，用于处理预筛分后，＞80mm和部分多余的80~40mm粒径的超大石和大石。单机处理量为224t/h，该机型在水布垭和龙滩大法坪等人工砂石加工系统使用经验成熟，设

备产量高，性能稳定，很适合本工程特点。设备负荷为75%。

③ 超细碎

立轴破制砂车间处理量为377.74t/h，超细碎选用2台PL9000立轴式破碎机，用于制砂。单机处理量为235~265t/h，该机型在水布垭和龙滩大法坪等人工砂石加工系统使用经验成熟，设备产量高，性能稳定，很适合本工程特点。设备负荷为82%。

表3-5 破碎设备技术性能及参数表

序号 1 2 3 设备名称 液压旋回破碎机 反击式破碎机 立轴式破碎机 型号规格 PXZ0913 PFQ1212 PL9000 处理能力(t/h) 625~770 224 235~265 功率(kw) 210 200 重量(kg) 150000 25300 19000 备注 2×180

④ 筛分设备

预筛分重型筛选用南昌矿山机器厂生产的2YKRH1548园振动筛2台，单机处理能力为250~780t/h；筛分车间选用南昌矿山机器厂生产的3YKR2460园振动筛2台，单机处理能力为144~1320t/h；检查筛选用南昌矿山机器厂生产的2YKR2460园振动筛2台，单机处理能力为172~1584t/h；该机型在三峡、水布垭等工程使用经验成熟，设备产量高、分级效果好、性能稳定，能够满足车间处理量的生产要求。筛分设备负荷为65%。

表3-6 圆振动筛技术性能及参数表 序号 1 2 3 型号 2YKRH1548 2YKR2460 3YKR2460 处理量(t/h) 250~780 172~1584 144~1320 功率(kW) 15 30 37 重量(kg) 13000 11000 14000

④ 洗石设备

洗石设备选用洛阳大华机器厂生产的XLZ1118螺旋洗石机2台，用于处理半成品中≤40mm混合料中的泥土。单机处理能力为170t/h。该机型在三峡、隔河

岩等工程使用经验成熟，设备产量高、除泥效果好、性能稳定，能够满足车间处理量的生产要求。筛分设备负荷为77.6%。 （3）设备配置

根据系统工艺流程和各车间的主要设备型号、规格数量等见表3-7，胶带机参数见表3-8。

表3-7 加工系统主要工艺设备表 序名 称 号 1 旋回破碎机 2 反击式破碎机 3 立轴式冲击破 4 5 6 7 8 9 棒磨机 圆振筛 洗石机 圆振筛 圆振筛 直线振动筛 型 号 PX900/130 PFQ1212 PL-9000 MBZ2136 2YKRH1548 XL-1118 3YKR2460 2YKR2460 ZKR1230 XLZ762 4m3 XLP/A-10 RCDB-10 RCDB-08 CSC-80 GZG1253 GZG803 GZG1003 GZG633 GZG503 单位 数量 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 套 2 3 2 2 2 2 2 处理能力功 率单机重量(t/h) （kw） （kg） 625~770 224 235~265 50 250-780 170 144-1320 210 215 2×180 210 15 30 37 30 4×2 22 11 4 3 2×1.5 2×0.75 2×1.1 2×0.55 2×0.25 15000 25300 19000 58000 13096 9800 11000 14000 2693 5255 3000 1673 1099 563 762 379 202 备 注 粗破 中破 制砂 制砂 预筛分 预筛分 筛洗分级 检查筛分 棒磨1 筛洗2 棒磨2 筛洗2 筛洗分级 检查筛分 半成品堆场 成品堆场 中破料仓 立轴制砂调节堆场 棒磨制砂调节堆场 2 172~1584 3 7.2-144 4 2 2 80-125 10 螺旋洗砂机 11 沉砂箱 12 除尘器 13 电磁除铁器 14 电磁除铁器 15 电子汽车衡 16 振动给料机 17 振动给料机 18 振动给料机 19 振动给料机 20 振动给料机 台套 1 台套 1 台套 1 台 10 460~650 台 25 200-300 台 台 台 3 6 2 270~380 110~150 120-180

表3-8 场内运输胶带机参数表

3.4.4 工艺流程过程

根据工艺要求，本系统由白石岩采石场和人工砂石料加工厂组成。人工砂石料加工厂由粗碎、预筛分与洗坭、中碎、筛洗、立轴制砂、检查筛分、棒磨制砂、半成品堆场、1号分料仓、2号分料仓和成品堆场等组成。具体流程过程如下： （1） 粗碎

粗碎采用沈阳重型机械厂生产的PXZ0913液压旋回破碎机2台。

毛料由自卸汽车自白石岩采石场运至汽车受料坑，经PXZ0913液压旋回破碎机破碎加工,将尺寸小于750mm的石料破碎至小于250mm粒度。经破碎后的碎石料经A1和A2胶带机运输至半成品堆场。 （2） 预筛分与洗石

预筛分与洗石车间设置2YAH1548圆振动筛2台，筛孔尺寸分别为80×80mm和40×40mm。半成品经GZG803振动给料机均匀给料，由B1、B2胶带机输送至预筛分与洗石车间进行分级后，＞80mm由B3胶带机送至中碎车间；80~40mm由振动筛出料斗控制，一部分满足成品用料由B6、B7胶带机输送到80~40成品料仓中堆存，另一部分由B3胶带机送到中碎车间，≤40mm的筛下料进入XL1118洗石机，将≤40mm的混合料搓洗，除去泥碴后，由B5、B8胶带机送入筛洗分级车间。

预筛分与洗石车间生产废水自流进入污水沉淀池处理。 （3） 中碎车间

中碎车间设PFQ1212反击式破碎机3台，通过控制PFQ1212反击式破碎机的排料口尺寸，确保破碎机排料最大粒径≤40mm，破碎加工混合料经B4、B5和B8胶带机送往筛洗分级车间。 （4） 筛洗分级车间

筛洗分级车间设置3YKR2460圆振动筛2台和FG-15高堰沉埋式螺旋洗砂机2台，筛孔尺寸分别为20×20mm、5×5mm和3×3mm。≤40mm混合料经筛分车间进行分级后，40~20mm由B9胶带机头部分料斗控制，一部分满足成品用料由B13胶带输送至40~20mm成品料仓中堆存；多余部分由B12胶带机送至1#分料仓；20~5mm由B10胶带机头部分料斗控制，一部分满足成品用料由B14胶带输送至20~5mm成品料仓中堆存；多余部分由B12胶带机送至1#分料仓；5~3mm由B11和B12胶带机送至1#分料仓；筛分分级后产生的≤3mm经沉砂箱预浓缩沉淀处理后，进入XL762螺旋洗砂机，除去泥碴，进入ZKR1230直线脱水筛预脱水，合格的砂由B15、B16、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存。

筛分车间生产废水自流进入污水沉淀池处理。 （5） 立轴制砂（超细碎）车间

制砂车间内设PL9000立轴冲击式破碎机2台，由1#分料仓取料，经C1、C2

胶带机分别向单台破碎机供料，破碎后的混合料分别由C3、C4胶带机进入检查筛分车间。

（6） 检查筛分车间

检查筛分车间内设2YKR2460振动筛2台，筛孔尺寸分别为5×5mm和3×3mm。混合料经检查筛分车间进行分级后，＞5mm由C5、C6和B12胶带机送至1#分料仓，与立轴制砂（超细碎）车间形成半路生产； 5~3mm由振动筛出料分料斗控制，一部分满足成品砂细度模数需要，进入C14和≤3mm掺和后经C14、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存，多余部份由C7、C8和C9胶带机送至2#分料仓，供棒磨机制砂用。

筛下≤3mm进入除粉装置，根据生产需要，调整除粉量，确保常态混凝土和碾压混凝土用砂石粉含量指标。然后经C14、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存。

（7） 棒磨制砂车间

由2号分料仓取料，分别经C10和C11胶带机进入BMZ2136棒磨机破碎加工后，混合料流入XL762螺旋洗砂机进行分级，合格的砂进入ZKR1230直线脱水筛进行预脱水，经C12、C13、C14、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存。

具体工艺过程详见《系统工艺流程图》(GLT/SG009A-XTGY-01)。 3.4.5 堆场及料仓

为满足系统生产的连续性，调节各车间设备生产的均衡性，以及料场开采的不均匀性，满足混凝土浇筑强度的骨料储备的需要，人工砂石料加工厂中设计了半成品骨料堆场、1#料仓、2#料仓以及成品骨料堆场等。 （1） 半成品堆场

半成品堆场设于粗碎车间下方，采用胶带机定点堆料方式，堆场底部下设钢筋混凝土廊道，廊道下设振动给料机，通过胶带机给预筛分与洗石车间供料。半成品堆场设计堆高18m，堆料容积为20000m3，其中活容积为8000m3。若按预筛分车间处理量为900t/h计，则毛料堆场活容量可满足生产16h的堆存量。 （2） 1号分料仓

采用胶带机定点堆料方式，底部下设钢筋混凝土廊道，廊道下设振动给料机，通过胶带机给立轴制砂车间供料。1号分料仓设计堆高7.5m，1号分料仓容积为

800m3，其中活容积为350m3。若按立轴制砂车间处理能力225t/h计，则1号分料仓活容量可满足生产2.5h的堆存量。防雨棚，保证成混合料的含水量,以确保后续的立轴破及检查筛分正常运行。 （3） 2号分料仓

采用胶带机定点堆料方式，2号分料仓为钢筋混凝土料仓，尺寸为10.5×5m仓下设振动给料机，通过胶带机给棒磨制砂车间供料。2号分料仓容积为240m3，其中活容积为150m3。若按棒磨制砂车间处理能力80t/h计，则2号分料仓活容量可满足生产3h的堆存量。 （4） 成品粗骨料堆场

各粒级骨料均采用胶带机定点堆料方式，骨料堆存按粒级分为4个区，区间以浆砌石挡墙隔断，以避免各级骨料混杂。下部设钢筋混凝土结构廊道，廊道下设振动给料机，通过胶带机向装车仓供料。碎石按堆高16m设计，各级料径成品碎石容积为7800m3，其中活容积为3200m3。可供混凝土拌和生产3天的骨料用量。在80~40和40~20碎石抛落处设置金属结构缓降装置。成品骨料廊道底板按1.5％的纵坡设计，两端及两廊道之间设有安全与通风出口。防雨棚，保证成品骨料的含水量。

（5） 成品砂堆场

常态混凝土用砂和碾压混凝土用砂的技术要求有所差别。特别是石粉含量要求不同，因此，常态混凝土用砂和碾压混凝土按用砂情况分2个仓位堆存。砂堆场按堆高15m设计，总容积17500m3，其中活容积7800m3。可满足5天的拌和砂用量。成品砂廊道底板按1.5％的纵坡设计，两端及两廊道之间设有安全与通风出口。

砂堆场为钢筋砼廊道结构形式，底部有排水盲沟，周围有排水沟。上部设有防雨棚，保证砂脱水的效果，确保成品砂的含水量。 3.4.6 成品骨料供应

成品骨料供应采用装车仓装车。

成品料销售在系统出口处设地磅称计量，以计量成品砂石料的供料量。地磅选用SCS-80全电子静态汽车衡，配置一台台式电脑，可实现分组计量、分组累控，该机型在三峡、水布垭工程使用情况表明，具有计量精度高、稳定性好等特

点。

3.4.7 工艺特点

本系统加工筛洗流程设计，结合清江隔河岩、三峡、龙滩等人工砂石料加工系统的运行经验，综合考虑了戈兰滩整个工程混凝土施工所需砂石料的各种要求，既要满足高峰生产强度的需要，又考虑了低峰时期生产运行的经济性，并且重点对系统长期运行的可靠性及经济性在工艺设计和设备选用配置上给予了充分的考虑。本系统工艺具有如下特点：

（1）白石岩采石场开采

（2）粗碎车间的2台液压旋回破碎机分开布置，既可单台生产以适应低峰混凝土施工，又可同时生产以适应高峰混凝土施工。降低生产运行成本

（3）半成品堆场设二个定落料点，解决堆场容积小的难题。

（4） 预筛分与洗石车间设置专门的洗泥装置，解决了料场有一定含泥量的难题。

（5）立破、检查筛分为闭路干法生产，在检查筛分车间设置除粉装置，解决常态混凝土和碾压混凝土用砂石粉含量指标不同的难题。

（6）粗骨料采取装车仓装车，杜绝生产运行中发生飞石伤人，砸坏装载设备的安全隐患，降低系统生产运行管理费。

（7）成品砂分常态混凝土用砂和碾压混凝土用砂两种，解决常态混凝土用砂和碾压混凝土用砂的石粉含量及混仓的问题。

（8）成品骨料按品种分仓堆存，其中常态混凝土用砂仓设置1个，碾压混凝土用砂仓设置1个，有利于砂在仓中脱水，稳定砂的产品质量，成品粗骨料 80~40m大石、40~20m中石仓设置缓降器，防止骨料的再次破碎，保证产品质量。整个成品骨料堆设防雨棚，防止雨水对成品砂及粗骨料含水量的影响。

（9）在设备配置和选型时，考虑了本工程的进度和高峰时段的不均匀性，设备配置能力有节余；另外，系统设计计算按二班考虑，还具有一班生产的余地，因此本系统在高峰期实际产量比设计产量大。

3.4.8 成品砂石料质量指标

在本系统的工艺设计中，通过对关键生产工艺的研究，采用了合理的破碎、筛洗、干法制砂等生产工艺，并对生产过程中影响产品质量的环节采取了相应的改善措施，根据我公司在清江隔河岩、三峡工程、龙滩大法坪的施工经验和试验情况，本系统生产的成品砂石料将质地坚硬、清洁、级配良好，产品质量可满足部颁标准《水工混凝土施工规范》《DL/T5144-2001》和招标文件要求。

试验仪器设备的配备见表3-9。

表3-9 砂石料试验室仪器设备表

序号 1 2 3 试验筛网 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 标准筛 摇筛机 砂石量斗 烘干盘 烘干炉 烘箱 容积量筒 捣棒 针片状规准仪 混凝土试模 混凝土抗折试模 砂浆试模 石子压碎值仪 光电分析天平 架盘天平 案秤 B5～0mm 0.074-100 250L ZP 1003mm 150×150×550mm 70.73mm φ150 TG328A HC-TP11-5 AGT-10 套 套 个 个 个 台 套 个 套 台 台 台 台 12 4 4 12 若干 2 2 2 2 2 若干 若干 若干 2 2 2 2 名 称 取样盒，料斗及铲等 分样器 A150～5mm 规 格 单位 个 套 数量 若干 6 6 备注

序号 21 22 23 24 25 台称 机械式秒表 箱式电阻炉 砂子标准漏斗 石子标准漏斗 名 称 TGT-100 503 4-13 规 格 单位 台 台 台 个 个 数量 2 2 2 2 2 备注

3.5 系统总布置

3.5.1 设计规划的区域

砂石加工厂位于林石河左岸岸坡中上部，该地为一狭窄山梁，宽度50～100m，两侧沟谷发育，地面坡度较陡。高程750m以上地面坡度约为20°～30°，拟在此布置砂石加工厂。 3.5.2 布置原则

（1）在招标文件的指定范围内布置系统，并尽量减少占地面积；

（2）充分利用场地条件，尽可能减少毛料中转环节，缩短工艺流程线路。 （3）为了施工、运行管理的方便，各车间之间均考虑有道路相联； （4）生产附属设备施工相应车间就近布置，以便于生产运行管理。 3.5.3 系统组成

戈兰滩水电站人工砂石加工系统由白石岩采石场、人工砂石料加工厂二部分组成。

人工砂石料加工厂由粗碎车间、半成品堆场、预筛分与洗石车间、中碎车间、筛分车间、1号分料仓、2号分料仓、立轴制砂车间、棒磨制砂车间、成品骨料堆场、装车仓、供配电系统、供排水系统及相应的临时设施等组成。各车间之间用胶带机连接。 3.5.4 车间布置 （1） 粗碎车间

粗碎车间布置在823~830m高程平台上，开采料由自卸汽车运输卸入车间汽

车受料坑，车间设置2台PXZ0913液压旋回破碎机。破碎后的产品分别由A1、A2胶带机送入半成品堆场。破碎机基础为钢筋混凝土。

详见《粗碎车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-01)。 （2） 半成品堆场

半成品堆场布置在805高程平台上，堆场下设1条钢筋混凝土地弄断面净空尺寸为2.8m×3.0m（宽×高）。地弄内设带宽为1200mm的B1胶带机和10台GZG1253振动给料机。

详见《半成品堆场工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-02)。 （3） 预筛分与洗石车间

预筛分与洗石车间布置于805m高程平台，设置圆振动筛2台，筛孔尺寸分别为80×80mm和40×40mm。半成品经振动给料机均匀给料，由B1、B2胶带机输送至预筛分与洗石车间进行分级后，＞80mm由B3胶带机送至中碎车间；80~40mm由振动筛出料斗控制，一部分满足成品用料由B6、B7胶带机输送到80~40成品料仓中堆存，另一部分由B3胶带机送到中碎车间，≤40mm的筛下料进入洗石机，将≤40mm的混合料搓洗，除去泥碴后，由B5、B8胶带机送入筛洗分级车间。

洗石机车间为钢筋混凝土结构，设置2台洗石机。洗石机的出料口处设有B5胶带机。预筛分与洗石车间生产废水自流进入污水沉淀池处理。

详见《预筛分与洗石车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-03)。 （4） 中碎车间

中碎车间布置于805m高程平台，设PFQ1212反击式破碎机3台，通过控制PFQ1212反击式破碎机的排料口尺寸，确保破碎机排料最大粒径≤40mm，破碎加工混合料经B4、B5和B8胶带机送往筛洗分级车间。

料仓为钢筋混凝土框架结构，破碎机基础为钢筋混凝土地弄结构。 详见《中碎车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-04)。 （4） 筛洗分级车间

筛洗分级车间布置在805m高程平台，布置3YKR2460圆振动筛2台和FG-15高堰沉埋式螺旋洗砂机，筛孔尺寸分别为20×20mm、5×5mm和3×3mm。≤40mm混合料经筛分车间进行分级后，40~20mm由B9胶带机头部分料斗控制，一部分满足成品用料由B13胶带输送至40~20mm成品料仓中堆存；多余部分由B12胶带机

送至1#分料仓；20~5mm由B10胶带机头部分料斗控制，一部分满足成品用料由B14胶带输送至20~5mm成品料仓中堆存；多余部分由B12胶带机送至1#分料仓；5~3mm由B11和B12胶带机送至1#分料仓；筛分分级后产生的≤3mm经沉砂箱预浓缩沉淀处理后，进入FG-15高堰沉埋式螺旋洗砂机，除去泥碴，进入ZKR1230直线脱水筛预脱水，合格的砂由B15、B16、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存。

筛分车间生产废水自流进入污水沉淀池处理。

详见《筛洗分级车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-05)。 （5） 立轴破制砂（超细碎）车间

制砂车间布置在800m高程平台，车间内设PL9000立轴冲击式破碎机2台，由1#分料仓取料，经C1、C2胶带机分别向单台破碎机供料，破碎后的混合料分别由C3、C4胶带机进入检查筛分车间。

详见《立破制砂车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-06)。 （6） 检查筛分车间

检查筛分车间布置在800m高程平台，车间内设ZSGB2-20×60高效振动筛2台，筛孔尺寸分别为5×5mm和3×3mm。混合料经检查筛分车间进行分级后，＞5mm由C5、C6和B12胶带机送至1#分料仓，与立轴制砂（超细碎）车间形成半路生产； 5~3mm由振动筛出料分料斗控制，一部分满足成品砂细度模数需要，进入C14和≤3mm掺和后经C14、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存，多余部份由C7、C8和C9胶带机送至2#分料仓，供棒磨机制砂用。

详见《检查筛分车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-07)。 （7） 棒磨制砂车间

由2号分料仓取料，分别经C10和C11胶带机进入BMZ2136棒磨机破碎加工后，混合料流入XL762螺旋洗砂机进行分级，合格的砂进入ZKR1230直线脱水筛进行预脱水，经C12、C13、C14、C15和C16胶带机输送到成品砂堆场堆存

详见《棒磨车间工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-08)。。 （8） 成品骨料堆场

各粒级粗骨料均采用胶带机定点堆料方式，骨料堆存按粒级分为4个区，区间以浆砌石挡墙隔断，以避免各级骨料混杂。下部设钢筋混凝土结构廊道，廊道下设振动给料机，通过胶带机向装车仓供料。碎石按堆高16m设计，各级料径成

品碎石容积为7800m3，其中活容积为3200m3。可供混凝土拌和生产3天的骨料用量。在80~40和40~20碎石抛落处设置金属结构缓降装置。

成品砂因常态混凝土用砂和碾压混凝土用砂的技术要求有所差别。特别是石粉含量要求不同，因此，常态混凝土用砂和碾压混凝土按用砂情况分2个仓位堆存。砂堆场按堆高15m设计，总容积17500m3，其中活容积7800m3。可满足5天的拌和砂用量。成品骨料廊道底板按1.5％的纵坡设计，两端及两廊道之间设有安全与通风出口。

成品骨料堆场为钢筋砼廊道结构形式，底部有排水盲沟，周围有排水沟。上部设有防雨棚，保证砂脱水的效果，确保成品砂的含水量。

详见《成品骨料堆场工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-09)。 （9） 汽车装车仓

为确保施工安全，避免因筛分楼生产时出料胶带机卸料产生飞石伤及装载机和人，于805m高程平台设置了骨料装车仓，骨料仓下安装700×700电动弧门，装车仓按20t汽车装料的要求进行设计。

详见《汽车装车仓工艺布置图》(GLT/SG009A-CJGY-10)。 （9） 供排水系统

（10）供配电系统

具体布置详见《系统总平面布置图》（JH/C3-Z-02-02）。

3.5.5 布置特点

（1）粗碎车间紧靠白石岩采石场方向进场道路傍布置，减少石料运距，2台液压旋回破碎机分开布置，既可单台生产以适应低峰混凝土施工，又可同时生产以适应高峰混凝土施工。降低生产运行成本

（2）半成品堆场设二个定落料点，解决堆场容积小的难题。

（3） 成品骨料采取装车仓装车，解决成品堆场与进场施工道路高差大，修路难的，工程造价高的问题。并杜绝生产运行中发生飞石伤人，砸坏装载设备的安全隐患，降低系统生产运行管理费。

（4）利用地形，分台阶布置，缩短胶带机运输线长度，减少中转环节，确保系统生产的连续性，降低运行管理费用。

3.6 系统场平、支护及基础处理设计

3.6.1 场平

人工砂石料加工系统，布置于招标文件规定的《人工砂石料加工布置场地》范围内。砂石料加工系统布置高程为790.00m~830.00m。

根据人工砂石料加工系统总平面布置，系统场平拟将划分为5个作业区进行开挖与回填，分别为A、B、C、D、E区。

A区：粗破车间，地面高程850~810m，平整后的高程为830～820m； B区：半成品堆场、预筛分车间、中碎车间、筛洗分级车间、1#分料仓、2#分料仓，地面高程830~800m，平整后的高程为805m；

C区：超细碎车间、检查筛分车间、棒磨车间，地面高程820~795m，平整后的高程为800m；

D区：平流沉淀池，地面高程815~780m，平整后的高程为795m； E区：成品堆场，地面高程810~775m，平整后的高程为793m。

人工砂石料加工系统场地平整风《系统一期场平布置图》，场平工程主要工程量见表3-3。

表3-3 场平工程主要工程量 序 号 1 2 3 4 5 6

3.6.2 开挖回填边坡支护

砂石加工系统位于林石河左岸岸坡中上部，该地为一狭窄山梁，宽度50～100m，两侧沟谷发育，地面坡度较陡。高程750m以上地面坡度约为20°～30°。除部分成品堆场平台和净水厂平台处于回填部位外，其余各系统车间均布置于开挖形成的平台上。开挖中主要是边坡支护。

（1）边坡坡比

项 目 土方开挖 石方开挖 土石方回填 场内道路 浆砌石 喷混凝土 单 位 m3 m3 m3 m m3 m2 数 量 75852 32508 84090 995 2656.5 2000 备 注 宽4.5～8 m 挡土墙、排水沟 厚10cm

边坡开挖坡比初拟采用1∶0.5和1∶1.0两种开挖坡比。其中粗破车间平台到中碎车间平台开挖坡坡比为1∶0.5，其余地段开挖边坡坡比为1∶1.0。回填区挡土墙采用重力式挡墙，高度根据地形确定。

边坡根据地质情况，全、强风化层开挖形成的边坡采用喷混凝土支护。 （2）支护工程量

支护工程量为：M7.5浆砌石挡土墙1200m3，挂网喷混凝土护坡2000 m2。

3.6.3 基础处理

（1）砂石系统工程地质概况

砂石加工系统位于林石河左岸岸坡中上部，该地为一狭窄山梁，宽度50～100m，两侧沟谷发育，地面坡度较陡。高程750m以上地面坡度约为20°～30°，拟在此布置砂石加工厂。

场区松散堆积层广泛分布。二叠系上统龙潭组（P2l）按照岩性可划分为泥岩、砂岩（粉砂岩），裂隙不发育，风化强烈。测区覆盖层和全风化层厚度大于9 m，建筑场地地类型为Ⅱ类，混凝土与全风化基岩土的磨擦系数为0.33。

（2）基础处理的原则及设计

基础处理目的是提高建筑构造物地基的承载能力，减少地基沉降量，减少基础承载的不均匀性。保证边坡的稳定性。

系统各车间基础开挖，对坡积体尽量减少开挖坡脚，对回区填采取分层碾压，压实度不少于95%，以提高地基承载能力。根据各车间对地基承载力的要求，必要时采取扩大基础处理，加强配筋、加大基础开挖深度后回填大块石、换填石渣分层碾压及加强排水等措施。

在系统的周围设置截水沟。系统场内各建筑物周围设有排水沟，挡土墙中下部设有排水孔以加强排水。

施工中，将根据实际的地质情况，作出详细的基础处理设计图，报业主和监理认可批准。

各种骨料堆场，下部设有廊道，骨料堆积对廊道有较大的压力，要求廊道基础承载力能适应要求。设计廊道的回填区，采取分薄层碾压至设计高程。同时廊道设计为段长为12~15m的整体廊道。在廊道周围的填实区，用蛙式打夯机或手扶振动碾进行压（夯）实。

3.7 电气与控制系统设计

3.7.1 电气一次 3.7.1.1 设计项目

⑴ 10kV供电线路工程 ⑵ 配电所设计 ⑶ 低压电线电缆 ⑷ 照明工程 ⑸ 防雷与接地 ⑹ 消防与通风

3.7.1.2 设计依据

⑴砂石加工系统建设及运行管理招标文件。 ⑵ 砂石加工系统平面布置及工艺流程设计资料。 ⑶ 有关行业规范。

3.7.1.3 系统负荷与供电电源

砂石加工系统总装机容量为4105kW。根据系统负荷的分布情况，整个系统共设3座配电所，在业主指定的10KV线路终端竿引2回线路，其中1回线路分别至1#配电所的1# 、2#变压器和3#配电所的1#变压器，1回线路至2#配电所的1# 、2#变压器。根据多年砂石运行的经验, 砂石加工系统功率因素不到0.7。功率因素偏低不仅增加了线路电能的损耗，而且造成大面积地区的电压偏低，我们在各配电所低压侧母线上增设电容补偿柜进行无功补偿，使补偿后总平均功率因素达到0.9以上。

另外，本系还配备了一台50kW柴油发电机组，作为廊道的应急备用电源。

3.7.1.4 10kV供电线路

根据砂石加工系统的地形及设备布置情况，10kV供电线路除到变压器采用电缆外，其余均采用架空裸线线路。架空线路总长1km，电缆线路总长0.2km。

⑴ 电缆选型

电缆选型是本次供电设计的重要内容之一，其合理与否直接影响到线路的投

资，以及电力网的安全经济运行。10kV电力电缆型号选用YJV22型，截面按发热条件来选择，按允许电压损失加以校验。

⑵ 电缆敷设方式

在敷设电缆线路时我们尽可能选择距离最短的线路,同时应顾及已有的和拟建的房屋建筑位置,尽量减少穿越各种管道、道路和弱电电缆的次数。在电缆线路经过的地方尽可能保证电缆不致受到各种损伤（机械的损伤、化学的损伤、地下电流的电腐蚀等）。

电缆的敷设根据具体情况采用以下几种方式。

① 在电缆沟内敷设：用于电缆数量多，且适合开电缆沟的的地方。是本系统供电线路电缆敷设的主要方式。

② 穿管或在排管中敷设：用于电缆与道路交叉，电缆从电缆沟引出到电杆，距地面2m高以下及埋入地下0.25m的深度的一段，电缆引入引出构筑物。

③ 架空敷设：根据具体情况，有些部位我们采用沿墙、梁或柱用支吊架架空敷设。

④ 直接埋地敷设：用于根数不多，且不宜受机械损伤和化学腐蚀、电腐蚀的地方。

⑶ 电缆头的选用

电缆在敷设过程中需要连接和封头,需采用接头盒与封端盒。 电缆终端接头选用RSYN-2，RSYW-2，电缆中间接头选用RSYJ-2。

3.7.1.5 配电所的设计

配电所的设计由三个部分组成：低压室、变压器室。其设计是在电气主接线设计的基础上进行的，在设计中遵循以下原则：

⑴ 工作可靠：设备的规格合乎技术要求，在设计时，除了在一切情况下均能保持带电部分至接地部分或带电部分之间的最小安全距离外，同时还考虑到各种可能的意外情况而给一定的裕量，有防止灰尘和小动物入侵的措施，为防止运行人员在维护和检修中意外接触带电部分，配电装置设有固定或可拆卸的围栏。

⑵ 维护、检修方便：配电装置的布置考虑到运行人员操作和设备检查的方便，对各种通道考虑到最小的宽度，并留有适当数量的开关柜发展位置。

⑶ 经济合理：在保证安全和可靠的条件下尽量降低造价，尽可能节省设备和

材料，节省占地面积和建筑工程量。

砂石加工系统各个配电所的具体情况分述如下：

⑴1#配电所：电源取自业主指定的10KV线路终端竿，供电范围包括半成品廊道、粗碎车间、中碎车间、预筛分洗石车间、筛洗分级车间及临近部位的照明。低压用电设备有液压旋回破碎机、反击式破碎机、洗石机、圆振动筛、洗砂机、电机振动给料机以及胶带机等共75台套，总装机容量1818.1kW。计算后低压母线取无功补偿520kVar。供配电设备包括S9-1000/10/0.4kV变压器和S9-800/10/0.4kV变压器各1台， GGD型低压开关柜14面，GGJ型电容补偿柜2面。

1#配电所设有中控室，用来布置PLC上位机（工控机），实现对整个砂石加工系统的管理与实时监控。

⑵2#配电所：电源取自业主指定的10KV线路终端竿，供电范围为超细碎车间、制砂车间、检查筛分车间、成品堆场及相关部位的照明。低压用电设备有立轴冲击式破碎机、棒磨机、高效振动筛、除铁器、除尘器、洗砂机、电机振动给料机以及胶带机等共65台套，总容量1679kW。计算后低压母线取无功补偿420kVar。供配电设备包括S9-800/10/0.4kV变压器2台， GGD型低压开关柜14面，GGJ型电容补偿柜2面。

⑶3#配电所：电源取自业主指定的10KV线路终端竿。供电范围包括采石场设备及配电所临近部位的照明用电，用电设备有空压机等共12台套低压用电设备，总装机容量608kW，。计算后取无功补偿180kVar。配备S9-630/10/0.4kV变压器1台，GGD型低压开关柜3面，GGJ型电容补偿柜1面。

3.7.1.6 低压电线电缆

低压电力网络均采用交流380/220V、中性点接地的三相四线制配电系统。低压用电负荷分别从砂石加工系统1#配电所、2#配电所、3#配电所引出。

⑴ 导线、电缆的选择

低压电线选用BV型，低压动力电缆选用YC型，其截面的选择对线路比较长或线路不长但负荷电流比较大时按允许电压损失来选择，再根据发热条件来校验。同时要满足与保护装置整定值的配合关系。

表3.7 -1 保护装置整定值与配电线路允许持续电流I的配合关系

保护装置 熔断器的额定电流Ier 断路器的额定电流Ier 过负荷保护 Ier≤0.8I Ier≤0.8I 短路保护 Ier≤2.5I Ier≤1.1I

⑵ 导线、电缆的敷设

低压导线、电缆的敷设应结合环境条件来考虑，主要采用以下几种方式。 ① 敷设于电缆沟中 ② 沿墙或角钢支架明敷 ③ 穿钢管敷设于地面下

3.7.1.7 照明工程

合理的电气照明是保证安全生产、提高劳动生产率的必要措施。砂石加工系统运行期间照明涉及采石场开挖、石料堆场、廊道、人行道及弃渣道路、空压站、机械加工及机电修配车间、砂石加工车间、物资设备仓库、办公室、调度室、值班室、配电所和实验中心等项目。

⑴ 光源、灯具的选择

根据现场的实际情况，对于大面积露天堆场、生产作业区主要选用镝灯、卤钨灯；对人行道和弃渣运输道路，选用白炽灯或高压钠灯；物资设备仓库、办公室、调度室、值班室、配电所和实验中心选用日光灯；其余部位选用白炽灯。通过有针对性的选择，以满足本工程施工、生产的照明需要。

⑵ 照明度

序号 1 2 3 4 5 6 照 明 部 位 一般施工区、开挖和弃渣区、场内交通道路、运输装卸平台 混凝土浇筑区、加油站、现场保养厂 室内、仓库、走廊、门厅、出口过道 地弄和一般地下作业区 地下作业掌子面、施工辅助工厂 特殊的维修车间 照明度（Lx） 30 50 50 50 110 220 根据招标文件规定，各照明点最低照明度满足表3.7 -2规定数值。 表3.7-2 各照明点最低照明度规定数值表

⑶ 照明供电网络

照明网络采用380/220V中心点接地的三相四线制系统，电源取自各配电所照明回路，在平洞、廊道等处设有供安全通行用的事故照明。灯用电压以220V为主，部分采用380V（如镝灯），在潮湿和易触及带电体、危险而又不便于工作的狭长地点选用36V电压。

照明线路的敷设按环境条件、安装维护方便等来决定，一般来讲室内照明线路以沿墙穿管暗敷为主；廊道及砂石加工车间主要通过角钢支架明敷；其余部位采用电缆明缚。

所有正常不带电的电气设备金属外壳、所有金属构架按规程可靠接地。

3.7.1.8 防雷与接地

⑴ 防雷

砂石加工系统防雷装置包括避雷器、避雷网和消雷塔。

① 避雷器用于保护电力变压器和电动机，防止雷电侵入室内。其接地引下线与被保护设备的外壳及低压零线相连接后共同接地。为防止发生反击事故，配电所内全部室内外的接地装置连成一个整体，做成环状接地网，不允许出现开口，以降低跨步电压和接触电压。

② 避雷网用于建、构筑物的防雷。由于最可能受雷击的地方常常是山墙、屋脊、烟窗、通风管道，沿房屋边沿或屋顶敷设接地金属带构成避雷网，并充分利用钢筋混凝土屋面中的钢筋作接闪器。

③ 消雷塔：在采场面四周设三个消雷塔，塔高40m，每个消雷塔的接地用两根φ10的圆钢相互连接。

⑵ 接地

各配电所、各加工车间、各石料廊道以及水处理系统按规程规范都要有可靠的接地系统，并通过接地网干线互连。如果接地体和接地网干线安装在腐蚀性较强的场所，应根据腐蚀的性质采取热镀锌、热镀锡等防腐措施或适当加大截面。

对弱电系统当电气专业接地网接地电阻≤1Ω时，则可直接接至电气接地网，当电气专业接地网接地电阻较大时，应独立设置接地系，单独安排接地。弱电系统接地分保护地和屏蔽地，所有的操作员机柜、控制站机柜、端子柜等均应接保护地，而屏蔽地可以把信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，提高信号质量，保护地

和屏蔽地连线使用铜芯绝缘电线或电缆连接到电气专用接地网或弱电系统独立接地系。

3.7.1.9 消防与通风

配电所留有足够的安全通道和出入口，门向外开，相邻配电室之间的门能向两个方向开启，所有门、通风窗均采用非燃烧体或难燃烧体材料。每个配电所配有一定数量的消防设备和设施。

变压器选用油浸自冷式变压器，露天放置、抬高地平安装以利于通风散热，洞室内采用干式变压器。安装两台及两台以上变压器的配电所每台变压器单独设围栏，以防止一台变压器发生火灾时影响另一台变压器。

电缆沟的两端及分支处采用防火包封堵，在防火包两端各1.0m范围内的电缆上涂防火涂料。

穿越配电室地板的孔、洞处采用防火堵料，穿越墙壁处及电缆分支引接处采用防火隔板封堵。

用防火隔板封堵的部位、电缆贯穿的部位采用防火堵料局部封堵，并在两侧各1.0m范围内的电缆段涂高效膨胀防火涂料，防止电缆起火时窜火。

3.7.1.10 设备、材料、工程量

表3.7-3 主要电气设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 配电变压器 配电变压器 配电变压器 避雷器 跌落式熔断器 低压配电柜 低压配电柜 低压配电柜 低压配电柜 无功补偿柜 动力配电箱 规格型号 S9-1000/10 10/0.4KV S9-800/10 10/0.4KV S9-630/10 10/0.5KV Y5WS-12.7 RW10-10F/50A GGD3-02 GGD3-03 GGD3-11 GGD3-27(非标） GGJ1-01(非标） XL05-26 单位 台 台 台 组 组 台 台 台 台 台 台 数量 1 3 1 5 5 5 2 7 17 5 11 备注

12 13 14 15 16 17 18 减压起动柜 减压起动柜 减压起动柜 减压起动柜 减压起动柜 频敏变阻起动柜 频敏变阻起动柜 2×180KW JJ1B-220KW JJ1B-90KW JJ1B-75KW JJ1B-55KW GQP4-132KW GQP4-210KW 台 台 台 台 台 台 台 2 3 2 1 1 4 4

表3.7-4 主要电气材料表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 名称 砼杆 导线 导线 导线 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 动力电缆 铜母线 铜母线 铜母线 铁件制作 规格型号 φ190×12000 LGJ-95 LGJ-70 LGJ-35 YJV22 —10KV-3×35 YC —3×120+1×50 YC —3×95+1×50 YC —3×70+1×25 YC —3×50+1×25 YC —3×35+1×16 YC —3×25+1×16 YC —3×16+1×17 YC —3×10+1×6 YC —3×6+1×4 YC —3×4+1×2.5 YC —4×2.5 TMY —100×10 TMY —80×10 TMY —60×10 单位 根 米/相 米/相 米/相 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 吨 数量 12 250 500 250 200 160 1392 588 216 228 1786 510 1328 1572 1620 4680 35 90 50 2 备注

表3.7-5 主要土建工程量表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 称 砂石系统1#配电室 围栏 电缆沟 砂石系统2#配电室 围栏 电缆沟 砂石系统3#配电室 围栏 电缆沟 型号规格 20m×4.5m , H=3.5m （4+3×2）×2m,H=2.2m 800mm×600mm 16m×4.5m , H=3.5m （4+3×2）×2m,H=2.2m 800mm×600mm 8m×4.5m , H=3.6m 4+3×2m,H=2.3m 800mm×600mm 单位 平方米 米 米 平方米 米 米 平方米 米 米 数量 90 20 60 72 20 60 36 10 20 备注

表3.7-6 主要照明材料表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名 称 照明配电箱 照明电缆 照明电缆 导线 导线 导线 白炽灯 白炽灯 单管荧光灯 双管荧光灯 镝灯 卤钨灯 行灯变压器 现地控制箱 控制电缆 气密式组合开关 型 号 及 规 格 PXT-2-3×8/1M（改） YC-2×4mm2 1kV YC-2×2.5mm2 1kV BV 35mm2 BV 4mm2 BV 2.5mm2 36V 60W 220V 100W 220V 60W 220V 2×60W DDG-2000 LHW-220 1000W 380/36V 2kVA JXF3001 KVV22—4×1.5mm2 HZ10-10/2 单位 台 米 米 米 米 米 套 套 套 套 套 套 套 台 米 个 数量 5 2000 3000 800 500 500 60 200 20 10 4 6 3 64 3000 150 备注

17 18 电铃 护套线 VH4-150/220V BVVB2×2.5 只 米 20 2000

3.7.2 电气控制系统结构与组成

砂石加工系统为计算机监控综合自动化系统。

砂石加工生产计算机控制系统为分层分布式网络结构（DCS）。上位工控机中文对话，动态画面，界面友好，适应工艺流程变化的能力强, 钥匙开启、口令保护、分级管理、授权操作并能与外部计算机系统连网。

控制系统结构见附图。 3.7.2.1 计算机控制系统

上位计算机为台湾研华工业控制机ADVANTECH-610/PCA-6180/B Windows2000操作系统。组态软件为美国通用电器公司（即美国GE公司）的CIMPLICITY组态软件。彩色纯屏21″。PLC装置为美国通用电器公司（即美国GE公司）的LM90-30系列极其GE 编程软件。工业以太网，光纤通讯。上位计算机采用主备工作方式运行。

⑴ 系统分为三个控制层级，即：中央控制级（计算机管理和控制层）、操作站单元控制级（PLC控制层）、现地操作层（设备现地控制箱或启动柜）。单元控制级有2个。

⑵ 系统控制层级按优先级别实现操作闭锁，其优先级别为：设备就地操作第一、操作站操作第二、中控室操作第三。

⑶ 计算机监控系统主要由一个中央控制台、操作站程控台组成。每个控制单元都由该单元的程控台和现地操作箱或启动柜组成。

⑷ 中控室与各单元控制级，采用光纤通讯联系。

⑸ 计算机监控系统单元设备控制点数统计表（未计系统内部点数）。 表3.7-7 计算机监控系统单元设备控制点数统计表

序号 一 1 2 3

设备名称 总计 振动给料机 振动筛 螺旋洗砂机 单位 数量 DI DO AI 备注 台 台 台 174 174 15 点数：363（未计系统内部点数） 粗碎、中碎、筛分车间控制单元 9 18 18 0 5 10 10 0 2 4 4 0

4 5 6 7 8 二 1 2 3 4 5 6 7 洗石机 洗砂机 反击式破碎机 旋回破碎机 胶带机 合计 振动给料机 振动筛 螺旋洗砂机 立轴冲击式破碎机 棒磨机 除尘器 胶带机 合计 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 2 4 4 2 4 4 0 3 6 6 3 2 4 4 2 18 36 36 3 43 86 86 8 超细碎、制砂和检查筛分车间控制单元 12 24 24 0 3 6 6 0 4 8 8 0 2 4 4 4 2 4 4 2 2 4 4 19 38 38 1 44 88 88 7 点数：180 点数：183

3.7.2.1 控制电源与接地

⑴ 中控室操作电源取自1#配电所，采用双路互为备用方式AC220V，50Hz经隔离稳压供电，直流电源采用DC24V一体化直流稳压电源，配UPS不间断电源。

⑵ 下级操作站操作电源取自相应配电所AC220V，50Hz经隔离稳压供电，直流电源采用DC24V一体化直流稳压电源。

⑷ 中央控制台、操作站程控台、设备现地控制箱、电缆铠装层等均接保护地。控制设备的屏蔽及电缆屏蔽层也须接保护地。保护地连线使用铜芯绝缘电线或电缆连接到砂石系统的接地网且每个控制台与接地网的连接处不少于两处。系统采用单点接地。

⑸ 在AC220V，50Hz操作电源进入各控制台的接线板时装设避雷器防止过电压侵入。

3.7.3 电气控制系统布置 3.7.2.2 中控室

中控室作为砂石生产系统的集中控制中心，设在1# 配电室内。中控室布置一个中央控制台和一面程控屏。

一台上位工控机安放在中央控制台上并在台面上进行操作。

中央控制台台面布置有整个砂石加工系统的主要操作开关按钮及粗碎、中碎、筛分车间操作站开关按钮，通过系统按钮可进行上位机/下位机（PLC）工作切换、

中控室/操作站工作切换、控制各操作站控制单元的运行以及全系统运行振铃和各控制单元运行状况指示信号等。 3.7.2.2 操作站

控制单元按配电室划分，各控制单元的操作站以程控台/屏形式安放在相应的配电室内。操作站可以在脱离集控室控制的情况下，对所属车间生产设备实施自动控制和集中手动操作。

操作站程控台台面有单元操作开关按钮，如中控室/操作站工作切换、自动/手动运行切换开关、设备启动/停机切换开关、设备选择开关、工艺选择开关、该单元开机预告铃声按钮、系统紧急停机按钮、故障音响等。

马赛克模拟显示屏反应：该车间单元的工艺流程、设备实时运行状况、重要设备负荷电流、送料级配信号指示、故障指示等。 3.7.2.2 设备现地

根据需方要求设备现地控制设备由需方自行解决。这里仅提出参考意见以方便接入自控系统。设备现地附近设有就地控制箱，其上布置有启动设备、“远方/现地”切换开关、“启/停”按钮、指示灯、启动预告铃声按钮等。 3.7.4 电气控制系统主要功能特点 3.7.3.1 上位计算机工作方式

采用主备切换工作方式，上位机工作可靠。 3.7.3.2 控制层级和操作方式

系统具备三个控制层级五种操作方式，通过控制台台面开关可方便的选择并允许各个生产车间采用不同的控制层级及操作方式。设备现场调试安全，系统控制灵活、可靠。

三个控制层级：中控室上位机集中控制管理层、操作站PLC控制层和设备就地操作层。

五种控制方式：中控室上位机远程控制、中控室下位机远程控制、操作站远程自动、操作站远程手动、设备现场手动。

按照生产工艺和生产安全要求，在中控室可对各个车间（控制单元）实行远程自动操作控制；或选择下放控制权由各操作站对本控制单元设备实施远程自动/手动控制（中控室的操作被禁止）；或由操作站再下放控制权给就地控制箱（操作站的操作被禁止），在设备现地对设备进行启/停操作。

系统按工艺要求进行联锁启动与停机。破碎机、制砂机等大负荷设备应先行启动以降低电源启动容量，待启动完成后接入联动系统。

生产设备按逆料流方向顺序启动，顺料流方向顺序停机。设备的联锁启/停时间长度可在计算机上进行设定和修改，缩短启停时间和以利降耗节能，确保系统启动容量在容许范围，停机时保证胶带机上不过多积料，破碎机内不存料，棒磨机内留存适量的砂料。

PLC可编程序控制器将采集到的生产设备运行数据传送给上位计算机，同时接受上位机指令操作设备启动或停机。PLC可编程序控制器也可脱离上位机独立工作。

手动操作方式与PLC可编程控制器无关，最大限度地确保了控制系统的可靠性。在设备现地操作箱上有“远方/现地”模式选择开关。当选择“现地”模式，则远方操作无效。当选择“远方”模式，操作站程控台可对受控设备实施远方自动或手动操作，此时在设备就地控制箱上仍可对设备实施紧急停机操作。

在上位机和控制台上能根据工艺要求对投运设备和料流方向路径进行选定，控制程序将按所选设备和料流路径对相关设备进行自动控制。

开机前须先选定投运设备和料流的工艺方向。在运行过程中对不会破坏工艺环节的设备可进行投入和退出操作。在控制系统的硬件设计和软件编程上都有措施禁止错误的操作，确保不会应误操作而破坏工艺环节导致事故。

⑴ 中控室远程控制 ① 上位机（工控机）控制

在上位机上有各操作站的控制界面。当某个控制单元的操作控制权交给上位机后即可在控制界面用鼠标，点击该控制单元界面“启动/停机”软按钮系统自动启动或停止运行。

② 下位机（PLC）控制

当控制单元操作控制权在中控室时，中央控制台台面一个开关指令实现该控制单元按工艺流程启动或停机。

⑵ 操作站远程控制 ① 自动控制

当控制单元操作控制权在操作站时，操作站程控台台面一个开关指令实现该

控制单元按工艺流程启动或停机。

② 手动控制

当控制单元操作控制权在操作站时，依工艺顺序操作程控台台面各设备启/停开关，受控设备顺序启动或停机。

⑶ 设备就地控制

根据需方要求设备现地控制设备由需方自行解决。这里仅提出参考意见以方便接入自控系统。特殊操作方式。该方式独立于PLC系统，一般用于调试检修试车和现地紧急停机用。其独立性保证了整个砂石系统的高度可操作性。

⑷ 紧急停机

在中央控制台和各操作站程控台上设有紧急停机按钮使系统急停。 在设备现地控制箱上，将“远方/现地”方式选择开关置于“O”位或按下设在设备现地的启动柜“紧急停机”按钮，设备将紧急停机。

在皮带机上也装有一个或多个紧急停机开关，操作它皮带机将紧急停机。 系统运行过程中某台设备因故停机或应急停机时，来料方向所有生产运输设备即时停机，去料方向设备待物料输送完毕后，按正常方式停机。破碎机下方的受料胶带机故障停机时，破碎机上方的给料机立即停机，破碎机待物料破碎完后再停机。

在现场手动控制设备进行调试工作时，当存在设备故障本机立即停机。若该设备不在工艺环节内不会影响其它设备。 3.7.3.3 生产状况实时显示

砂石加工系统生产状况实时显示可以在上位计算机大屏幕显示器上得到实时动态仿真显示和在马赛克模拟屏上得到实时模拟显示。

⑴ 计算机显示器实时动态仿真显示

① 砂石加工系统工艺流程简图及各车间工艺流程图 ② 设备运转动画 ③ 重要设备的实时负荷 ④ 故障画面自动弹出

⑤ 产量、消耗、运转、故障等报表 ⑵ 马赛克模拟屏模拟显示 ① 车间工艺流程图

② 运行状态灯光指示 ③ 工作位置灯光指示 ④ 故障灯光指示 ⑤ 重要设备的实时负荷 3.7.3.4 保护与声光信号

⑴ 保护

① 在单机负荷大于90Kw的设备配置电量变送器，实现设备负荷时实显示与超限保护。

② 可接入皮带跑偏开关信号使皮带机轻跑偏报警，重跑偏停机。 ③ 可接入除铁报警装置使除铁未尽自动停机并报警。 ④ 保护动作后的系统复位在控制台进行。 ⑵ 声光信号

系统设有示警电铃和事故电笛音响以及灯光指示（工作电源、系统运行状态、故障等）。音响消音由控制台操作，故障音响消音后故障指示仍然保持直至故障消除系统复位。

在中控室和操作站设置示警电铃和事故电笛以及灯光指示。 在设备现地启动控制柜/箱内配置示警电铃以及灯光指示。 在有关部位也设有示警电铃。 ① 远方开机音响

开机预告：系统开机前，中控室或操作站统一向所属系统给出启动预告电铃铃声。

开机示警：开机前首先自动发出启动示警铃声，然后系统远方开机。 ② 现地开机音响

现地开机时，利用现地的预告按钮发出预告铃声。 ③ 故障声光信号

当发生故障停机时，中控室和操作站发出电笛音响同时在计算机显示器和马赛克模拟屏上相应故障设备指示灯闪烁。当操作错误发生时，上位机发出报警音并在界面弹出示警文字信息。

④ 在中控室能监视各车间的动力电源和控制电源，当有电源丢失将有故障声光信号报警。

3.7.3.5 运行记录与报表

通过事件记录、产量记录及消耗量记录，结合已有的工程管理经验，分析并找出提高效率和效益的有效管理途径。

⑴ 生产过程事件记录

按系统、车间、设备，记录并统计开/停机时间、运转时间、故障发生时间、故障设备及故障类型及故障次数。

⑵ 成品输送量记录、统计 送料时间、种类、数量。 ⑶ 消耗记录、统计

如果砂石系统设置有自动化元件和智能仪表，自控系统能对砂石加系统的水、电消耗进行自动记录统计。

⑷ 数据记录浏览

可按任意时间段对全系统、车间、设备、故障、产量进行查询、检索、报表生成。

⑸ 报表打印

定时打印、事故即时打印、召唤打印灵活选择。录像图片召唤打印。 3.7.3.6 光纤通讯

由于集中控制室设在1#配电所，距2#配电所距离较远，数据传递选用了光纤收发器和光缆组成的光纤通讯方式，保证了数据传递的可靠性和快速，避免了数据传输过程中的各种干扰及雷电侵入。 3.7.5电气控制系统主要设备、装置和器具

3.7.5.1 上位计算机

⑴ 系统性能指标 CPU的平均负载率≤25％； 内存的使用率≤40％；

根据系统实时响应要求，通信通道利用率≤25％； 画面响应时间＜2秒； 实时数据刷新时间＜0.5秒；

遥信变位传送时间＜1秒；

报警等输入点和控制输出点的配置有20％的裕量。

工作温度：-100C—600C ；贮存温度：-250C—700C ；湿度：≤97%（无凝结） 抗振动：3.5mm, 5—9Hz; 1.0G, 9—150Hz 抗冲击：15g,11ms

平均无故障时间：MTBF＞40000h；平均故障维修时间＜1h；可利用率＞99.99%

⑵ 工业控制机 台湾研华工业控制机。

型号：ADVANTECH-610/PCA-6180/B； CPU：Intel Pentium III ≥1GHz 内存：512MB 硬盘：60G

操作系统：Windows2000 数据传输：160MB/s ⑶ 显示器 彩色纯屏21″ 3.7.5.2 PLC装置

⑴ PLC装置

二次装置中最主要的装置是PLC，是质量要求最高的装置，也是二次设备中成本最高的。对于PLC的选择，我们主要考虑的是选用美国通用电器公司（即美国GE公司）的更适合于中型系统的控制要求的价廉物美的可方便扩展的LM90-30系列产品。

美国通用电气公司（GE公司）是目前世界上最早设计和生产可编程序控制器（PLC）的公司之一，其PLC产品始终保持着技术上的领先地位。

GE公司生产的PLC产品，能够在恶劣的环境下工作，易于配置和安装，它的CPU具有强大的功能，如内装PID，结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作。它还有功能很强的特殊模块，包括轴定位模块、高速计数模块、BASIC和C语言协处理模块及GENIUS通讯模块。有丰富的开关量I/O和模拟量I/O，简化起动和故障自诊，指令系统功能强大，有大范围的模块故障

诊断能力，它的兼容性好，结构开放，便于同别的厂家的不同型号的PLC、计算机集成一体进行联机工作。

GE公司还提供其它配套的工业设备和软件包，进一步扩大了90-30的能力，包括：热电偶，热电阻，步进电机模块，大电流继电器模块，Modbus RTU通讯模块等。

⑵ 特点与指标 ⑴ 基本特点

一台已被固化的在苛刻环境中运行的工业计算机 惯用的继电器梯形图程序设计 通过用户逻辑程序设计的I/O控制

特别为工业控制和过程环境设计的指令系统

与单元控制器，操作员接口终端，显示终端，个人计算机及模拟器之间的通讯

贯穿全部产品的系列兼容性

为便于排除故障的大范围模块诊断功能，提供了便于系统配置的配置软件包 报警处理器功能 插件板上不设跨接线

密码保护，以限制对PLC内容的存取 内装备用电池的日历时钟 ⑵ 基本指标 环境条件：0-600C 工作温度：-40—+850C 存放温度：5—95% 湿度：3.5mm5-9Hz 冲击：15G 11ms I/O开关量点：4096

I/O模拟量通道：2048IN/512OUT 寄存器字：9999 用户逻辑存储区：32K

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