砂石筛分系统在绰勒水利枢纽工程施工中的应用

勒水利枢纽工程施工，其防渗墙和溢洪道等砼施工所需骨料约13万立方米，通过料场调查，选用自采筛分，为此施工单位设计、自制了一套机械筛分系统，其应用效果非常理想。

1砂石筛分系统的构造形式及技术参数

砂石筛分系统由振动筛、上料系统、分料系统、清洗系统等部分组成，全套设备造价为177,281.00元，总功率为49.1KW，工作时由一台ZL40装载机配合装料。

1.1振动筛

振动筛是把各种规格混杂的砂砾料和泥土进行分离、筛选作业的专用设备。该振动筛选用鞍山矿山机械厂生产的3ZD1540型单轴振动筛。它是一种做圆运动的振动筛，可供黑色、有色以及非金属矿山的辅助或独立作业中等粒度的分级之用，具有结构简单、运转平稳、工作可靠等优点。

振动筛的性能参数为（表一）：

参数名称 数据 参数名称 数据

筛面规格（mm） 1500×4000 工作面积（m2） 6

入料粒度（mm） ≤100 筛面层数 3

振动频率（r/min） 850 双振幅（mm） 6~7

筛面倾角 15~25° 处理能力（t/h） 90~270

电机功率（KW） 7.5 电机转（r/min） 1450

筛孔尺寸(mm) 5、8、10、16、20、30、40、50、60、80、90 处形尺寸（mm） 4200×2600×2660

筛孔尺寸在表内规格中任选。

安装形式为座式，其下方是用Φ160钢管制作的支架，以保证足够的

刚度。支架上方与振动筛通过减振弹簧联结，下方用地脚螺栓固定在砼基础上。

根据施工需要，经筛选后的骨料应分成粒径为0.5~2cm、2~4cm、4~8cm和8cm以上四种规格，而原筛只有三层筛网，只能筛出三种规格的骨料，因此在最下方又加了一层筛网，达到分选四种规格骨料的要求。本系统根据砼配比需要，选用0.5、2、4、8cm四种规格的筛网，可筛分出满足上述要求的四种规格骨料。筛片从上到下按孔径大小排列布置，即最上面第一层孔径为8cm，第二层孔径为4cm，第三、四层分别为2、0.5cm。

1.2上料系统

其性能参数为（表二）：

输送机长度（m） 22 输送带宽度（m） 0.8

皮带倾角 11°12′ 送料速度（m/s） 1.1

输送能力（m3/h） 150 主动滚筒直径（mm） 5.50

功率（KW） 10 减速机速比 23.24

主动滚筒用电动机匹配三级减速机驱动。上料斗布置于上料皮带机的底部上方，其高度≯3m，以适应于装载机卸料，其斗容为3.5m3。

1.3分料系统

分料系统由四台分料皮带输送机和相应的集料斗组成，其中每台的性能参数为（表三）：

输送机长度（m） 19 输送带宽度（m） 0.5

皮带倾角 11°23′ 送料速度（m/s） 1

输送能力（m3/h） 50 电动滚筒直径（mm） 400

改向滚筒直径(mm) 320 包角滚筒直径（mm） 250

分料皮带输送机钢架是用∠63×6角钢焊接成的桁架形式，分三节用螺栓联接。其上安装有皮带托辊、电动滚筒、改向滚筒和包角滚筒等。主传动机构采用TDY75型油冷式电动滚筒，功率为5.5KW/台。

皮带输送机桁架下方用∠63×6角钢焊接成的支架支撑。当分出的骨料堆高接近输送机高度时，用装载机清料。

每个分料皮带机的集料斗均安装在皮带机下部的上方，通过各自的分料漏斗将相应筛片筛出的石料接送到相对应的分料皮带输送机上，然后由输送机运送出去。

1.4清洗系统

清洗系统由上下两层喷水管路、三台2英寸潜水泵、一台2英寸离心泵和连接管路组成，总功率为9.6KW。

上面一层喷水管路布置在第一层筛片上方，与筛体安装在一起。它由一个“干”字形喷水管路和两根侧喷水管组成。喷水管路用2英寸钢管制作，下方有三排若干个Φ4mm的喷水孔。“干”字形管路由1台2英寸潜水泵供水，两根侧喷水管由一台2英寸离心式水泵供水，以保证足够的压力和供水量。加压后水流经喷水孔冲向筛面上的砂砾料，将其冲洗干净。在振动力的作用下小的砂砾石漏到下层筛片上，大的砾石沿上面的筛面向下部移动，集中在筛片上部的砂砾石混合料较多，需要较集中的水流冲刷才能清洗干净，故在筛片的上部做成了“干”字型喷水管路。两根横向管路布置在振动筛的上部，以相对集中的水流冲洗掉混合料中的大部分泥砂，然后经侧喷水管再一次喷水清洗，筛面上的砾石将被冲洗的干干净净，最后漏入分料皮带的集料斗 ，由分料皮带运送到指定场地。较小的砾石连同泥砂漏到下面的筛网上，使用下面的泥沙量相对集中，因此越往下面泥沙越集中，而且水流的冲刷力也越小，泥砂越不易被洗干净。实践证明，若只凭上面一层喷水装置，只能清洗干净最上面两层筛片上的物料，而下面两层筛片上的物料则含泥量较大，不能清洗干净，所以在第二与第三层筛片之间又加装了两根喷水管路专门对三、四层筛片上的物料进行清洗，其形式与第一层上面的两根侧喷水管路相同，每条管路各有一台2英寸潜水泵供水。它们均被固定在第二层筛片下方的支架上，随振动筛一起运动。所有管路与水泵之间均用钢丝软管连接，以消除运动干涉。这样第三、四层筛片上的泥沙经下面一层喷水装置的冲刷就被彻底清洗干净了。最后泥砂在压力水注的冲刷下连同水一起从筛体最下方排出。为使大量的泥砂顺畅排出，在振动筛的下方增设了一个侧流漏斗，漏斗下方又挖了一条供泥水排出的渠道，排出的泥砂随着水流经渠道排向低洼集水地带。原来含泥土的砂石混合料经振动筛的筛选和冲刷，各种规格的骨料分类和清洗一次完成。经现场检验，所筛出的骨料，粒径均匀、干净整洁、而且各聚其堆，互不掺杂，效果十分理想。经检验各种规格骨料的含泥量结果为（表四）：

粒径 允许含泥量 实测含泥量

8cm以上 <0.5% <0.3%

4~8cm

2~4cm <1% <0.8%

0.5~2cm

均小于允许数值，而且无超逊径现象。

2生产效率和经济效益的对比分析

使用该筛分系统，在二00三年的施工中共筛洗出各种规格的成品骨料约55000m3，整套设备只运行了746小时，按每天工作8小时计算，累计工作了93.25天，若按10%含泥量测算，共筛砂石混合原料约为61000m3，所用设备除筛分系统外，作业时另配一台ZL40装载机进行上料和清料，作业人员为4~5人，一人控制筛分系统，一人操作装载机，其余几人协助工作。

2.1生产效率的分析与对比（表五）：

人工筛洗 筛分系统筛洗 备注

工作日 27830工日 93.25台日 ①定额标准：每筛100m3需人工26.3工日，每洗100m3需人工24.3工日；②筛分系统每工作日按8小时计。

生产率 1.98m3工日 589.84 m3/工日

对比值 1 298

上表对比数值表明，该筛分系统的生产效率相当于约300人进行三个月满负荷工作的筛洗量。若用100人作业，则需进行9个月才能完成。

2.2经济效益的分析与对比

人工筛洗 筛分系统洗 备注

人工费（元） 695,750.00 132,000.00 ①人工筛分按25.00元/工日计算；②机械筛分作业中人工费实行单价承包(内容包括人工费、燃料费、修理配件费、辅助材料费等)，承包单价为2.40元/m3；③机械折旧费、装载机使用费、电费为实际发生额。

机械折旧费（元/年） 0 43,446.00

装载机使用费（元） 0 22,545.00

电费（元） 0 29,302.88

合计（元） 695,750.00 227,293.88

成本（元/ m3） 12.65 4.13.

使用筛分系统作业比人工作业每立方米可降低成本12.56-4.13=8.52元/m3；共节约资金468,456.12元。

倘若再算上人工筛选骨料所需用的机器具，生活设施建设等费用，则至少节约资金60万元以上。

3结论

使用机械化筛分系统，可极大的提高生产效率，大幅度降低工程成本，提高经济效益，而且可使筛分、清洗作业一次完成，筛分质量得到了保证，是一种非常成功的技术措施，值得在大批量砂砾石或碎石筛分作业中推广应用。