新疆地区碎石加工厂的设计、建设与生产

时间：2015-01-14作者：上海巍立路桥设备有限公司浏览：11

沥青混合料的集料、沥青和孔隙率的变化是造成混合料变异性较大的主要原因。粗集料的平均棱角性，对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有不同程度的影响。沥青混合料骨架中针片状含量的增加，压碎值也随之增大。
 
       目前新疆地区碎石加工生产厂家普遍规模偏小，加工工艺落后，设备匹配性不高，生产出的碎石粒径、颗粒组成变异性较大，针片状含量**标等问题较为普遍，现场 无试验室控制生产过程和产品质量，多是靠路面碎石采购方的不定期检测及进场前的目测。同时施工单位大多数不会对碎石生产事宜提前筹划，大多是在路面开始摊 铺前几个月开始对进料做一些储备，施工以后大量进料。施工单位闲时不进料，碎石加工生产厂受资金和堆放场地的影响就不能开足马力生产储备，到大家都进料时 其加工生产能力是有限的，势必会出现路面施工单位抢料现象，这就会加剧碎石加工生产厂为多生产而减少设备维护、调试的时间，这又势必会造成碎石质量失控。
 
       碎石管理应从集料加工生产涉及到的管理和技术两个方面去抓。加工生产管理水平不高，表现在设备、工艺、管理等不匹配和相对落后，没有碎石加工、管理方面的 技术指南、检验规定，缺乏加工、管理和监督，对石料开采、加工生产缺乏规划和计划指导，造成市场波动大，不同程度影响路面的质量和进度。
 

 
      1 碎石场勘察与规划设计
      路面碎石加工场规划设计中加工场地的规划、生产线设备的选型、破碎设备的工艺布局固然很重要，但首先要的是先期的料场勘察和规划设计。
 
      1. 1 料场的勘察
      资料查阅与初步勘察: (1) 是根据公路设计单位的设计料场资料到当地国土资源部门调阅料场周边相应的矿脉资料; (2) 是对照所了解的料场矿脉资料进行初步现场勘察，勘察母料山体的现状; (3)料场储料估算。
 
      1. 2 办理采矿证
      根据地质勘探机构提交的路面碎石料场的岩矿地质普查报告，决断料场的准确地址与开采范围，然后按隶属关系和相关规定到当地国土资源部门办理料场岩矿的《采矿许可证》。
 
      1. 3 路面碎石加工场的规划设计
      路面碎石加工场的规划设计应委托有资质的咨询机构进行整体规划设计，重点是根据地形、岩矿材质等确定爆破开采工艺布局、碎石加工工艺布局，凿岩、开采、运输、碎石加工设备选型与匹配，安全生产如何**及依据料场的运输规划和道路布局开展料场布局的整体规划设计，主要包括以下8 个系统设计: 安全管理系统、开采系统、开拓及总图运输系统、电气系统、防排水和消防系统、矿山采矿机械、通讯系统、碎石破碎加工系统。
 
      1. 4 安全预评价及验收评价
      路用碎石母料岩矿露天开采初步设计完成后，应委托有资质安监部门认可的咨询机构对路用碎石料场加工进行安全预评价，并出具安全预评价报告。路用碎石料料加 工场基础设施、“三通一平”完成、生产线安装调试结束、设备进场后，在开采生产和碎石加工生产前应委托当地安监局认可的有资质的机构对路用碎石料加工场进 行安全验收评价。在收集整理了相关资料，对料场进行了现场调查、核实、检查后，验收评价已形成的开采生产系统、辅助生产系统及地面工业广场、建筑设施等， 在矿山现场对矿山存在的问题提出整改意见，经过整改和复查，通过安全验收，出具安全验收评价报告。
 
     2 加工路面碎石母料的开采
     2. 1 母料开采
      母料开采一般有立采和平采2 种。当土层较厚，**含水量接近填筑含水量，石料层次较多，各层土质差异较大时，宜采用立面开采法; 规划中应确定开采方向、掌子面尺寸、成员槽位置、采料条带布置和开采顺序。在土层较薄，石料层次少且相对均质、**含水量偏高需翻晒减水的情况下，宜采用 平面开采方法。规划中应根据供料要求、开采和处理工艺，将料场划分成数区，形成多工作面流水作业方式，进行流水作业。采剥工艺技术参数如下:
 
     (1) 台阶高度: 因为矿山规模小，根据《新编矿山采矿设计手册》给出的参考值，在采用装载机和炮孔直径100mm 条件下，阶段高度推荐值为≯16m。
     (2) 台阶坡面角: 《新编矿山采矿设计手册》中对于岩石硬度f = 20 时矿块的台阶，经计算工作坡面角度为60°～75°。考虑到路用碎石矿山技术水平低，为便于作业，将其取为与较终台阶坡面角一致，因此工作台阶坡面角定位70°。
     (3) 较小工作平台宽度: 《新编矿山采矿设计手册》中对较小工作平台宽度有如表1 推荐值。
    (4) 工作线的推进方向: 工作面平行矿体布置，工作线的推进方向为垂直矿体，从**板向底板推进。
    (5) 较小工作线的长度: 《有色金属矿山采矿设计规范》*5. 6. 4 条规定: 汽车运输较小工作线长度不少于50m。具体应根据设计矿体长度确定。
    (6) 堑沟掘进: 开段沟和入车沟底宽，一般按照扩帮爆破不埋运输线路确定，采用汽车运输时，《新编矿山采矿设计手册》中给出的推荐值如表2。
 
       2. 2 大块母料改小或**径料的处理
       大块母料或**径块石料的处理方法，主要有浅孔爆破法和机械破碎法2 种。浅孔爆破法是指采用手持式风动凿岩机对**径石进行钻孔爆破。机械破碎法是指采用风动和振动破石、锤击破碎**径块石，也可利用吊车起吊重锤，重锤自由下 落破碎**径块石。规范规定非特殊情况，一般不宜采用浅孔爆破法。
 
       2. 3 母料装车与运输
       为了控制产品质量，防止杂质及软石含量**标，石料开采前的山皮剥离要彻底，石料开采爆破后应用挖掘机配合装载机的翻推多次，精挑打堆过滤，使泥沙和细碎岩 块漏掉。将挖掘机的挖斗改为抓斗，采用挖掘机抓斗配合装载机装车，配合10t 左右自卸汽车转运倒料至毛料或母料堆放场。
 
       2. 4 毛料或母料的堆放
       堆放场址应选在地形平缓处，地基坡度在10°～15°以内。碎石堆放场一般采用2 阶段，阶段高度4. 5m，总高度不大于9m。边帮角一般应该小于等于岩土的自然安息角，根据《新编矿山采矿设计手册》给出的参考值，坚硬岩石的安息角一般在32°～ 35°之间。因为碎石堆放场形状一般不规则，无法用通用公式计算排土场的容积，但应根据实际地形，两侧排土场的容积均要满足排弃需要。
 
       3 路面碎石加工级配质量控制
       3. 1 碎石加工质量的控制措施
       在石料生产线中，除正常的产品质量控制措施外，生产工艺设计与设备选型匹配时还应考虑必要的控制措施包括:
       (1) 碎石的针片状控制;
       (2) 碎石的粒径、粒型与级配;
       (3) 碎石的含泥量;
       (4) 碎石中石粉的含量;
       (5) 碎石的二次污染和含水量;
       (6) 玄武岩的密度、气孔率。
       3. 2 碎石加工质量控制的关键
       (1) 集料加工生产水平低、“规格集料不规格”是一个主要因素路面碎石集料是目前沥青路面施工中较不稳定、较难控制、影响较大的焦点问题。较终使得长期以来沥青 路面配合比设计总是迁就集料加工，配合比优化没有保证，施工与试验室结果拟合性差，路面离析、达到理想的设计状态。造成这种现状主要原因是路面集料加工管 理落后，《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004)规定了14 种粗集料规格和2 种细集料规格，但没有明确用1 组什么样的筛子组合才能准确加工出这些规格的集料。虽然规范对每种规格集料规定了公称粒径范围，但实践证明，除了其中个别规格可以按照表示公称粒径范围的 2 个筛孔加工该档集料以外，其余规格均不能这样做。用不合理的筛组加工的集料，不合格率是很高的。路面集料生产厂一般是按照《公路沥青路面施工技术规范》 (JTGF40－2004) 规定的14个规格集料的公称粒径范围的2 ～ 4 个筛孔加工集料。筛孔选的不合适，碎石肯定就不合格了。有的集料加工采用了标准筛，将振动筛和标准筛混淆，这是不合理的。有些集料加工场在筛孔组的选用上 处于较混乱状态，有很大的随意性和盲目性。
      
       (2) 关键控制技术分析
        以沥青面层AC－25 和AC－20 配合比要求分析，预定的目标级配线上有12 个筛孔，而加工的集料通常只有4～5 档，故只能选4～5 筛孔来控制。在标准筛系列筛孔尺寸( 1. 18mm 及其以下的不计)2. 36mm、4. 75mm、9. 5mm、13. 2mm、16mm、19mm、26. 5mm、31. 5mm、37. 5mm 中， 2. 36mm、4. 75mm、9. 5mm、19mm、37. 5mm 这五个筛孔从小到大符合按2 倍逐级递增的规律，这是制定筛孔系列的本意，故应从中选定要控制的筛孔。19mm 是中面层的标准较大粒径，是关键的筛孔。因13. 2mm 和16mm 是上面层2 种混合料的标准较大粒径; 26. 5mm 和31. 5mm 是下面层2 种混合料的标准较大粒径。应根据上面层混合料类型在13. 2mm 和16mm 中选择其一; 根据下面层混合料类型在26. 5mm 和31. 5mm 中选择其一。在中、下面层用料结合起来加工时，应控制的标准筛筛孔有2. 36mm、4. 75mm、9. 5mm、19mm、26. 5mm ( 或31. 5mm) 。集料加工时，用22mm 和30mm、11mm 和22mm、6mm 和11mm、3mm 和6mm、0mm 和3mm 组成的套筛进行筛分，集料在26. 5mm、19mm、9. 5mm、4. 75mm、2. 36mm 筛孔的通过量分别为90%～95%、90%～95%、90%～95%、75%～80%、90%～95%。因此，中下面层集料联合加工所用振动筛筛孔宜为 3mm、6mm、11mm、22mm、30mm、( 或35mm) 。用这组筛加工集料时，当下面层所需的22mm 和30mm ( 或22mm 和35mm)料备足后卸下30mm 或35mm 筛板，继续加工其他挡料。实践经验证明了22mm 筛孔的正确性和合理性。凡是用22mm 筛孔加工的集料，在配置种下面层混合料时就不必加入22mm 和30mm 规格的集料，这对保证中面层的均匀性有重要意义。AC－13 的均匀性优于SMA－16，原因是用S10(或S11) 、S12、S14 和S16 4 种规格集料直接控制着连续相邻13. 2mm、9. 5mm、4. 75mm 和2. 36mm4 个关键筛孔的通过率，使AC－13 混合料的级配得到有效控制; 而AC－16 混合料用于S9、S12、S14 和S16这4 种规格集料， 直接控制16mm、9. 5mm、4. 75mm、2. 36mm 这4 个筛孔，其中13. 2mm 筛孔仅靠间接控制，使级配控制效果减弱了。因此，可以通过集料加工方案的调整来改善AC－16 混合料的均匀性，即先加工S9、S12、S14 和S16 4 种规格，当S9数量足够了以后，将筛孔e 改为d，及将S9 改为S10继续生产，这样AC－16 混合料就可以有5 种规格集料，试13. 2mm 筛孔的通过率也得到直接控制。推荐配筛的有点有: ①6mm 的振动筛对应于4. 75mm 标准筛，它是粗、细集料的分界线; ②3mm的振动筛对应2. 36mm 的标准筛，这是控制细集料级配的关键筛孔之一; ③使沥青拌合楼2 # 仓的料在2. 36mm、1. 18mm、0. 6mm、0. 3mm 筛孔的通过率不致太少，从而能与1#仓的料及矿粉( 和水泥) 一起参与调整细集料的级配，保证该范围级配曲线的连续性和光滑性，有利于保证混合料的密水性和表面纹理的均匀性; ④使下面的2 层或3 层筛固定，缩短换筛时间。
 
       对拌合楼而言，上述筛孔组在中、下面层交替施工时使用，施工中面层时，不输入22mm、30mm 规格的集料。当下面层施工完毕，单独施工中面层时，可将35mm 筛板卸下，并将22mm 筛板换成30mm 筛板。上述筛孔组配置，要求拌合楼有5 个热料仓和5个冷料仓( 用砂时，则要6 个拌合仓) 。当冷料仓只有5 个时，若要用砂，只好将集料加工用的3mm 和6mm 2 个筛换为5mm 筛，拌合楼上配置的35mm 筛孔比30mm 大，是为了让它加快出料，也考虑上述换算关系可能有些误差。合理配筛对上面层的意义比对中、下面层更为重要，因为配筛对它的密水性、抗滑性及表面纹理的均 匀性影响较大。应注意，较小的2 个筛孔的选定至关重要。沥青路面集料加工场配筛与拌合楼配筛合理化对应，生产过程中减少了集料加工场材料损耗和拌合楼溢料损耗，能节约2%碎石材料，对材 料用量巨大的路面工程，费用节约客观。振动筛是沥青混凝土搅拌设备保证混合料级配的重要装置，一般分为4 种或5 种筛网规格，为了确保将集料按不同规格要求充分筛分，筛网应有足够面积，而且每层的筛子容量应与烘干筒中的该规格集料相适应。但是由于结构和技术的原因， 振动筛很难满足所有类型混合料的要求，而且其筛分效率不可能达到**，当送到筛网上的材料过量时，振动筛的效率会下降，甚至堵塞筛网，许多理应透过筛 孔的颗粒透不过去，而落入相邻的料斗产生窜仓，窜仓率过大会引起混合料中的细集料增加，使沥青混合料的级配和沥青含量发生变化，严重影响沥青混合料的性 能。为了保证振动筛进行高效筛分，在额定工况下都设置有合理的频率( 如17 ～ 25Hz) 和振幅( 如4 ～8mm) 。

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