某人工砂石系统采用半干式制砂工艺进行生产,系统生产使用的毛石料为粗粒花岗岩,其物理力学性能为：比重2.7；抗压强度为 145MPa；弹性模量为 3.98E(GPa);生产的成品砂石骨料品种有砂(5mm)、喷锚砂(15mm)、小石(5-20mm)、中石(20-40mm)、大石(40-80mm)、大坝垫层料等(80mm);其齐全的成品人工砂石料品种,经过近一年的成功生产运行及供应,合格率达100%。标志着半干式制砂工艺在硬岩领域中得以成功应用,半干式制砂工艺对于各种岩石具有广泛的适应性。
本工程所需生产的混凝土骨料、石粉总量及质量技术要求见表1 表 2
工艺流程设计本着合理、可靠、可调、保证产品质量为原则,根据破碎的岩石为较难破碎的花岗岩,将工艺流程设计为三段破碎。即粗碎、中碎、细碎。粗碎、细碎为开路生产。中碎为闭路循环,以适应混凝土用骨料需求量的变化要求。本工艺过程流畅、简洁,设备负荷较低。从根本上来保证骨料产品的质量。
工艺流程说明
1)破碎工艺
破碎采用粗、中、细碎三段破碎。粗碎、细碎采用开路；中碎采用与相应的筛分车间形成闭路循环生产工艺。中碎采用调整排料口的开度,细碎采用调整速度等方法适应各种粒径级配的生产要求。
（1）粗碎车间
粗碎车间设计处理能力为660t/h。矿山石料开采粒径≤700mm时的破碎特性,
大于150mm 骨料的含量为70%,即粗碎需破碎骨料量为462t/h。车间设置两台PE750×1060颚式破碎机，据正常运行,现场取样检测数据,排料口为125mm时,单台设备的生产能力达180t/h，粗碎车间颚式破碎机负荷率为78%。棒条给料机棒条间距为150mm ,大于150mm的石料进颚式破碎机进行破碎。破碎机破碎后的石料,进入半成品料仓。
(2)中碎车间
进口粗碎PE750×1060颚式破碎机排料口为125mm时的破碎特性,破碎后的骨料中大于80mm的骨料含量为45%,中碎车间设计处理能力为 350t/h。中碎车间设置一台WLCC1380复合圆锥破碎机, 排料口为 38mm时，单台设备处理能力为 310t/h，设备负荷率为80%；另一台为PF1315反击式破碎机，排料口为60mm时,单台设备处理能力为180t/h,设备负荷率为80%。
处理预筛分分级的大于80mm 或多余的40-80mm的石料,在系统生产运行时可根据骨料需求调整圆锥破碎机和反击式破碎机的排料口开度;确保了产品粒形和针片状含量。
（3）细碎车间
细碎车间,处理能力为240t/h。车间内设置两台国产的PCL1000立式破碎机,主要用于调节垫层料中砂及小石的级配和含量
（4）筛分车间
本工艺有预筛车间、一筛车间、二筛车间共三座骨料筛分车间。
① 预筛分车间
预筛分车间处理能力为660t/h ,设置一座3YK2460圆振动筛,上层筛网孔径80mm×80mm,中层筛网孔径40mm×40mm,下层筛网孔径 20mm×20mm,上层筛网处理能力可达1500t/h,中层筛网处理能力可达800t/h,下层筛网处理能力可达400t/h,设备能力富余。主要筛分分级半成品骨料,并分级成品大石骨料。大于80mm、多余的40-80mm骨料进入中碎破碎,部分40-80mm骨料进入成品大石仓。
②一筛分车间设备
一筛分车间处理能力为560t/h,设置两座2YK2060圆振筛,上层筛网孔径40mm×40mm,下层筛网孔径20mm×20mm；两座筛分设备上层筛网处理能力可达900t/h,下层筛网处理能力可达600t/h,设备能力足够。
主要筛分分级中碎车间破碎后的骨料,并分级成品中石骨料。大于40mm及多余的20-40mm骨料返回转料仓或送回中碎进行循环破碎,调节中、小石用量,部分20-40mm骨料进入成品中石仓,小于20mm骨料进入二筛车间。
③二筛分车间处理能力为500t/h，选用一座2YK2460圆振筛，上层筛网孔径15mm×15mm,
下层筛网孔径5mm×5mmm,上层筛网处理能力可达500t/h,下层筛网处理能力可达200t/h,设备能力富余。
主要分级一筛车间分级出来的小于20mm的骨料,并分级成品小石骨料和喷锚砂。
2)料仓设置
为满足系统生产的连续性,调节各车间设备生产的均衡性,以及调节料场开采的不均匀性,
满足混凝土浇筑强度及大坝垫填料填筑强度对骨料储备的需要,加工系统中设置了半成品料场、转料仓、成品骨料仓及垫层料仓。
(1)半成品仓
半成品仓采用定点堆料方式,堆料高度33m,堆料容积为15000m3 。底部设有廊道和给料机。廊道出口的胶带机上设除铁器。
(2)转料仓
为使细碎车间立式破碎机的给料连续、均衡,设容量为1000m3转料仓。转料仓顶部
设防雨棚。
(3)成品料仓
成品料仓设在成品骨料运输道路旁,按堆存的骨料粒级分为五个料仓,即大石(80-40mm)、中石仓(40-20mm)、小石仓(20-5mm)、喷锚骨料仓(15-5mm)、垫层料仓(<80mm),仓与仓区间设置有浆砌石挡墙隔断,避免各级骨料混杂,料仓底板作硬化处理。大石仓、喷锚骨料仓堆高10m,其容积为1500m3垫层料仓堆高17m,其容积为8000m3;中石仓、小石仓堆高15m, 其容积为7000m3。可供混凝土及大坝垫层料高峰强度生产7d的骨料用量。在垫层料(<80mm)的骨料抛落处设置金属结构缓降装置,防止垫层料发生分离,以确保级配 曲线符合包线要求。
本系统设计特点
(1)充分利用地形,布置加工系统,调整胶带机长度,减小运距和建安工程量,降低成本。
(2)考虑到硬岩特性,借鉴国内成熟的生产经验,配置先进的破碎设备,并由粗级破碎、中碎破碎、细碎采用双线布置,增强运行可靠性。
(3)反滤料、喷锚料、砂石料生产设备,可相互使用,互为备用。
(4)生产污水处理:结合利用天然水资源,采用较成熟的水处理工艺及设施,使其成本降到,排放达到标准。
破碎设备的选型及耐磨件的使用
系统粗碎设备选型过小(进料口开口过小),为了满足进料粒径要求,采石场开采成本都会提高约15-20%,系统粗碎颚破动颚及静颚单位耗钢量上升10-15%,处于不经济状态。
调整领破进料口安装尺寸,有效加大进料粒径；改变耐磨件的质量等级,延长其寿命；同时在中碎车间配置一台小石产量高的备用破碎设备。
由于岩石特性、设计及安装问题,系统预筛分下料口经常堵料,停机率高；并且梭槽耗钢量极大,严重影响系统的正常生产,并造成生产成本增加。
我部采取改变梭槽的设计结构和下料方式,在无法回避长期冲击的部位,采用特种钢抗冲磨,并将梭槽改为自磨式梭槽,取得了一定的效果,还在进一步改进中。
系统粗碎输送料为两条胶带机 由于受地形限制 胶带机设计坡度较陡（15°）、较长，1
胶带机长160m,遇到雨天,驱动滚筒很快粘满淤泥,造成胶带跑偏,极易损伤胶带,并且胶带机还容易打滑,生产运行无法持续,严重影响合同的履约。
采取加设保护胶带装置及冲洗装置,一定程度上缓解了跑偏、打滑现象。
经调研后发现,采用干式制砂工艺,粉尘大,扬尘严重,只有实行封闭式生产才能避免粉尘污染,而且石粉含量超标;用湿式制砂工艺的脱水周期长,会影响成品砂的产量,需要的仓容较大,且砂的石粉流失量大,有资料表明流失量达50%以上，对环境造成的污染较大；同时传统的干法湿法生产工艺因采用棒磨机制砂,其耗钢量较大,生产成本高。
该人工砂石加工系统,是在干式制砂工艺基础上,结合花岗岩的各种物理力学性能,选择合适的生产设备,并在总结国内其他硬岩制砂的基础上,采用 ‘全程半干式’自动化工艺生产大坝反滤料及常态混凝土用料,结合砂、水的充分回收利用、场地的充分绿化、采用工厂化管理,是一个现代化的环保型砂石加工系统；经过近一年的生产运行和改进,现系统运行稳定、可靠,成功的将半干式制砂工艺应用到了硬岩领域中。