人工砂石料加工技術的發展

　　制砂機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勢.近年來，人工沙石料加工得到了日益廣泛的應用.我國人工砂石技術的發展大致可分為三個階段：摸索階段、成熟階段和不斷創新的廣泛應用階段。

　　1.1 人工砂石料加工技術的摸索階段

　　我國的人工砂石料應用早開始于上世紀60年代初建設的貴州貓跳河水電站，采用性能落后的錘式破碎機生產人工砂，且規模較小。65年映秀灣工程建成了生產能力為160t/h的人工砂石系統(以下簡稱“人工砂石系統”)，自此拉開了我國人工砂石技術研究、應用的序幕。 當時，人工砂石料在國內的生產及應用還處于一片空白，如何進行人工砂石系統的工藝流程設計、制砂設備選型及如何提高產品質量和降低生產成本等，都是要在實踐中探索的問題，人工砂石技術的研究進入了一個漫長的探索階段，這一階段一直延續至上世紀80年代末。在此期間，大型的人工砂石系統主要有烏江渡、漫灣及五強溪砂石系統等。

　　烏江渡右岸砂石系統設計生產能力500t/h，加工原料為石灰巖，共生產成品骨料420余萬m3。烏江渡開創了國內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修建水電站提供了經驗。漫灣砂石系統，以灰綠色流紋巖為料源，毛料處理能力500t/h，總計生產成品骨料280余萬m3。五強溪砂石系統是截至當時國內大的人工砂石系統，設計生產能力1150t/h，后經過增容改造，實際綜合加工能力達1200t/h，共計生產成品料585萬m3。這一時期，經過近20年的探索，人工砂石技術雖然取得了一定的成就，但還很不成熟，尤其是系統設計仍然存在著許多缺陷，如工藝設計上采用了單一不變的模式：旋回式破碎機作粗碎;中、細碎主要采用圓錐破碎機;棒磨機濕式制砂等，成品料級配調節能力不強。另一方面，經過這一時期的生產實踐，進行了多方面的嘗試，逐步解決了實際中遇到的很多技術難題，如花崗巖、石英巖等高SiO2含量巖石對設備的超常磨損的研究等，為我國更大規模地應用人工砂石料奠定了技術基礎，積累了經驗。

　　1.2 人工砂石料加工技術的成熟階段

　　進入90年代以后，水電開發的步伐加快，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，為人工砂石技術的成熟提供了千載難逢的機遇。尤其是二灘、小浪底工程，主體工程均采用國際招標，外商的直接參與，帶來了包括人工砂石技術在內的許多國際先進的設備及技術，這對于我國人工砂石技術的成熟起到了積極的促進作用。

　　二灘砂石系統加工規模為1000t/h(實際生產能力達1200t/h)，設備先進配套，設計布局合理，其多級破碎+制砂的多重閉路循環工藝及依據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輸，無干擾，經濟，同時利于骨料的保溫及砼溫控。小浪底工程連地砂石系統，設計處理能力700t/h(后經增容達1000t/h)，料源為石英砂巖河卵石，SiO2平均含量為76%，高抗壓強度達351MPa，是截止目前國內已建工程砂石料加工原料中堅硬的，對加工設備的磨蝕嚴重。但由于系統采用了國際有名廠商專門針對小浪底這種堅硬河卵石設計的破磨設備，針對不同的粒度采用不同的破碎設備進行多級破碎，并采用任意循環的靈活生產工藝，不但了系統的正常運行，并且創造了高峰期平均月運行時間595h的高記錄。

　　萬家寨人工砂石系統是我國西北地區的大型人工砂石系統，設計處理能力800t/h。該系統針對人工砂含粉量高、含水量大，易板結、凍結、廊道卸料口上方起拱等問題，采取用推土機配合送料、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，為我國在嚴寒地區進行人工砂石系統的生產、管理提供了寶貴經驗。三峽古樹嶺及下岸溪人工砂石系統，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處理能力2650t/h，下岸溪人工砂生產系統處理能力2400t/h。三峽人工砂石系統不僅規模巨大，而且其設計吸取了我國30余年人工砂石技術的經驗，大量引進了國際上先進的加工設備，利用HP圓錐破碎機作細碎，并創新地采用了棒磨機與Barmac聯合制砂的生產工藝，代表了當時我國人工砂石系統設計的高水平。系統至今,經過9年的運行，滿足了工程連續21個月澆筑強度大于40萬m3的高強度用料要求，并多次刷新了砂石料生產供應的世界記錄。上世紀90年代，是我國由計劃經濟向市場經濟轉軌的關鍵時期，水電建設市場的業主負責制、招標投標制、建設監理制、合同管理制的推行和我國改革開放的全面深入，促進了水電施工技術的飛速發展，我國的人工砂石技術正是依托這些舉世矚目的工程取得了的成就，并日益發展成熟。

　　1.3 人工砂石料加工技術的不斷創新及廣泛應用階段

　　進入21世紀，百色、龍灘、小灣、構皮灘、溪落渡等特大型水電站陸續開工，標志著我國的水電建設進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多年的生產實踐和取得的技術成果為基礎，我國的人工砂石技術由此進入了快速創新的時代并得以廣泛的應用。國際先進技術與我國豐富實踐經驗的有機結合，使我國的人工砂石技術達到了、甚至在有些方面創造了世界良好水平。

　　粗、中、細三段破碎+制砂機是我國沿用了幾十年的砂石生產工藝模式，至今，與時代發展相適應的新的砂石系統設計理念已經形成，并因其具有良好的技術性、經濟性而得以推廣應用。這種新的的設計理念概括起來就是：①砂石加工“多碎少磨，以破代磨，破磨結合”;②注重環保，營造“綠色糧倉”;③分部采用計算機集中控制、攝像監控，少人值班，系統高度自動化。通過多段破碎，減少骨料磨碎;以破碎代替棒磨，破碎制砂和棒磨制砂結合，不但可提高成品料質量，極大的減少單位產品的耗鋼量、降低加工成本，而且可簡化生產工藝，減少制砂耗水量及相應的廢水量的排放，有利于環保。