砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)是開采和加工混凝土粗、細(xì)骨科的生產(chǎn)企業(yè)，包括采料場、骨料加工廠、堆料場和內(nèi)部運(yùn)輸系統(tǒng)等。它的仟?jiǎng)?wù)是及時(shí)供應(yīng)混凝上拌和所需要的質(zhì)量合格、數(shù)量充足和成本低廉的粗細(xì)骨料。

骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有勘探和選擇料場．確定料源、開采相運(yùn)輸方法骨料加工廠位置，確定其生產(chǎn)能力祁工藝流程；進(jìn)行骨料堆存設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制等。

一、砂石骨科開采

1．料場選擇的原則

料場選擇應(yīng)根據(jù)料場勘探成果、開采和運(yùn)輸條件、混凝十骨料需要星以及各階段的施工特點(diǎn)進(jìn)行通盤考慮。盡可能選用儲(chǔ)量集中、質(zhì)地優(yōu)良、級(jí)配適宜、運(yùn)距較近、場地開闊、開采季節(jié)長的料場，以便于集戶管理相機(jī)械化施工，并減少毛料的運(yùn)輸量。

料場選擇應(yīng)滿足水工混凝土對(duì)骨料質(zhì)量的要求．包括骨科的強(qiáng)度、抗陳性、化學(xué)穩(wěn)定件、顆粒形狀、級(jí)配和雜質(zhì)含量等。水工混凝土的粗骨料多用四級(jí)配，即小石、中石、大石、特大石。砂子稱為細(xì)骨科，其細(xì)度模數(shù)為2.4-2.8。

在確定骨料來源時(shí)，應(yīng)以就地取材為土，優(yōu)先考慮采用天然骨料。當(dāng)主體工程10km范圍內(nèi)，無足夠天然骨料時(shí)、應(yīng)研究開采人工骨料的可能性和合理性。

2．開采量的確定

當(dāng)采用天然骨料時(shí)，應(yīng)確定砂礫料的開采量。由于砂礫料的天然級(jí)配(即各級(jí)骨料篩分后的百分比含量，由料場篩分試驗(yàn)測定)與混凝土骨料需要的級(jí)配(由配合比設(shè)計(jì)確定)往往不一致，因此，不僅砂礫料開采總量要滿足要求，而且每一級(jí)骨料的開采量也要滿足相應(yīng)的要求。

砂礫料的開采總量可按下式計(jì)算，即

式中  V——根據(jù)某級(jí)骨科需要量確定的砂礫料開采總量，按自然方計(jì);

         VO——某級(jí)骨料的需要量，校松方計(jì)；

         AO——該級(jí)骨料的天然級(jí)配含量；

        ΣK損——砂礫料在開采、運(yùn)輸、加工儲(chǔ)存過程中的總損失系數(shù)，可參照概算指標(biāo)或類似工程資料確定；

        K松——可松件系數(shù)，可取1.3。

按照式(14—1)的計(jì)算方法，應(yīng)分別計(jì)算每一級(jí)骨料相應(yīng)的開采總量，并取其中最大值作為計(jì)劃的開采總量。

在實(shí)際開采中，砂礫料的大石含量通常過多，而中、小石含量不足，如按中、小石需要量開采，大石將過剩，造成浪費(fèi)。解決的措施是增設(shè)破碎設(shè)備、將大石或超徑石破碎為中、小石，以彌補(bǔ)短缺骨料的不足，可減少開采總量。此外，還可以在許可范圍內(nèi)，適當(dāng)調(diào)整混凝土的設(shè)汁配合比，以減少短缺骨料的需要量。

當(dāng)采用人工砂石骨料時(shí)，應(yīng)計(jì)算塊石的開采量。塊石開采量主要按塊石開采的成品獲得率(如大于0.6應(yīng)優(yōu)先考慮)和混凝土骨料需要量計(jì)算。人工骨料的級(jí)配可通過碎石機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

天然骨料成人工骨料的開采強(qiáng)度，可根據(jù)計(jì)劃規(guī)定的混凝土澆筑強(qiáng)度，結(jié)合料場開采的有效工期和堆料場容量確定。

3. 開采與運(yùn)輸

砂礫料有陸地開采和水下開采兩種。陸地開采主要采用l一4立方米正向鏟開挖，90一320馬力推土機(jī)集料，常配60t準(zhǔn)軌礦車、窄軌礦車或10一20t自卸汽車運(yùn)輸。水下開采主要采用鏈斗式采砂船。在江心采料時(shí)，由于采砂船拋錨定位，不能自航．故需用50—180立方米的駁船裝料，由200一570馬力的拖輪拖至碼頭卸料、再由上岸皮帶機(jī)運(yùn)到毛料堆場堆存。采用采砂船水下開采，生產(chǎn)率高，但細(xì)砂容易流失，應(yīng)盡量創(chuàng)造靜水開挖的條件。

索鏟適用于灘地和淺水開采，但水深”’般不超過2m。由于索鏟直接裝車對(duì)準(zhǔn)車箱比較困難，故常卸于臨時(shí)料堆，再用正向鏟裝車。

加工人工骨料的塊石，應(yīng)充分利用工地開挖的石渣，如質(zhì)量符合要求，應(yīng)優(yōu)先選用。塊石開采，主要采用深孔梯級(jí)爆破法。淺孔爆破的塊石比較均勻，但鉆孔工作量大，單位耗藥量多，故只適于小型工程采石或輔助性作業(yè)。洞室爆破的塊石，塊度較大，往往需要二次改炮，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且單位耗藥量大。因此，  —般只在開采初期，創(chuàng)造采石場梯級(jí)開采條件時(shí)才采用洞室爆破。

骨料運(yùn)輸，可采用準(zhǔn)軌礦車、窄軌礦車、自卸汽車、機(jī)動(dòng)翻斗車、拖拉機(jī)等運(yùn)輸工具，視實(shí)際施工條件而定。在運(yùn)量大、運(yùn)距不長的情況下，采用皮帶機(jī)運(yùn)輸最適宜。

二、砂石骨料加工

骨料加工包括破碎、篩分、沖洗等加工過程，一般在專門的骨料加工廠加工。

骨料加工廠一般設(shè)在采料場附近，以減少毛料運(yùn)輸量。廠址附近應(yīng)有足夠的堆料場地，高徑適合，地基穩(wěn)固，進(jìn)料和出料運(yùn)輸方便，不受洪水威脅。選擇的廠址還應(yīng)少占農(nóng)田，并距離居民區(qū)300m以上，以減輕噪音和粉塵的影響。

確定骨料加工廠的生產(chǎn)能力有以下兩種方法。

1. 按混凝土最高月澆筑強(qiáng)度計(jì)算

其計(jì)算公式為

式中π——骨料加工廠的生產(chǎn)能力；

    Q——混凝土最高月澆筑強(qiáng)度；

    α——混凝土所需砂石料數(shù)量；

    M—一每月工作天數(shù)，按25天計(jì)；

    m——每日工作時(shí)數(shù)，正常情況下按二班制14h計(jì)算；如采用三班制，可按20h計(jì)算；

    k——生產(chǎn)不均勻系數(shù)，對(duì)天然骨料為1.2—1.7；對(duì)人工骨料為1.2一1.3。

這種計(jì)算方法，沒有考慮骨料堆場的調(diào)節(jié)作用，所以計(jì)算出來的生產(chǎn)能力偏大。

2．按骨料需要量累計(jì)曲線確定

先根據(jù)混凝土澆筑計(jì)劃，繪出骨料需要量累計(jì)曲線，然后繪出骨料生產(chǎn)量累計(jì)曲線，圖14—2所示。

在編制生產(chǎn)量累計(jì)曲線時(shí)，應(yīng)注意骨料生產(chǎn)量、樹堆儲(chǔ)存量和骨料需要量三者之間的關(guān)系。

(1)生產(chǎn)量累計(jì)曲線總是在需要量累計(jì)曲線的上方。它們之間的垂直距離，表示骨料成品料堆的儲(chǔ)存員，此儲(chǔ)量應(yīng)大于最小安全儲(chǔ)量，但不能超過堆場的容量。

(2)生產(chǎn)量累計(jì)曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，應(yīng)比需要量累計(jì)曲線提前一定時(shí)問。起點(diǎn)提前時(shí)間T。通常為10—15天，終點(diǎn)提前時(shí)間 由施工計(jì)劃確定，但不能少于10—15天。

生產(chǎn)量累計(jì)曲線的各段斜率，代表加工廠各時(shí)段的生產(chǎn)強(qiáng)度。其中，斜率最大值可確定為加工廠的生產(chǎn)能力，相應(yīng)斜率最大的時(shí)段，即為骨料加工的高峰期。

骨料加工廠的生產(chǎn)能力為

式中 π——骨料加工廠的生產(chǎn)能力；

     V——骨料加工高峰期的總產(chǎn)量，包括損失在內(nèi);

     T——高峰期延續(xù)時(shí)間，月；

     K1——高峰期生產(chǎn)不均勻系數(shù)．約為1.0-1.4；

     K2——時(shí)間利用系數(shù)，約為0.8；

     m、n的意義同式(14—2)。

三、砂石骨料的儲(chǔ)存

1. 骨科堆場的任務(wù)和種類

骨料堆場的作用在于儲(chǔ)存一定數(shù)量的砂石料，以解決骨科生產(chǎn)與需求之間的不平衡。骨料儲(chǔ)存分毛料堆存、半成品料堆存和成品料堆存三種。毛料堆存在于解決骨料開采與加工之間的不平衡；半成品料(經(jīng)過預(yù)篩分的砂石混合料)塔存在于解決骨料加工各工序之間的不平衡；成品料堆存在于保證混凝土連續(xù)生產(chǎn)的用料要求，并起到降低和穩(wěn)定骨料含水量(持別是砂料脫水)、降低或穩(wěn)定骨料溫度的作用。

砂石料的總儲(chǔ)量，一般可按高峰時(shí)段月平均值的50％一80％考慮時(shí)須按停采期骨料需要量外加20％裕度校核。

成品堆場容量，尚應(yīng)滿足砂石料自然脫水要求。

2．骨料堆場的型式

(1)臺(tái)階式料倉。如圖14—3所示，利用高差地形，將料倉布置在進(jìn)料線路下方，出汽車或鐵路礦車直接卸料。料倉底部設(shè)有出料廊道(又稱地弄)，砂石料通過卸料弧形閥門卸在皮帶機(jī)上運(yùn)出。為了擴(kuò)大堆料容積，可用推土機(jī)集料或散料。這種料倉設(shè)備簡單，但須有合適的地形條件。

(2)棧橋式料倉。圖14—4所示，地面亡架設(shè)棧橋．棧橋頂部安裝有皮帶機(jī)，經(jīng)卸料小車向兩側(cè)卸料。料堆里長條形，中廊道內(nèi)的皮帶價(jià)出料。這種利用棧橋堆料的方式，可以增大堆料高度(可達(dá)9一15m)，減少料堆占地面積。但骨科跌落高度大，易造成遜徑和分離，間且料堆自卸容積(位十骨料自然休止泊斜線中間的容積)小。

(3)堆料式料倉。堆料機(jī)是可以沿軌道移動(dòng)，有懸臂擴(kuò)大堆料范圍的專用機(jī)械。雙懇臂堆料機(jī)如圖14—5所示。動(dòng)臂堆料機(jī)如圖14—6所示，動(dòng)臂可以旋轉(zhuǎn)和仰俯(變幅范圍在土16°之間)，能適應(yīng)準(zhǔn)料位置和堆料高度的變化，避免骨料躍落過高，產(chǎn)生遜徑。

堆料機(jī)是一種較先進(jìn)的設(shè)備，其準(zhǔn)料能力可達(dá)600t／h。為了增大堆料高度，常將其軌道安裝在土堤頂部，出料廊道則設(shè)于土堤兩側(cè)。

3．骨科堆存中的質(zhì)量控制

設(shè)計(jì)料倉時(shí)，料倉的位置和高程應(yīng)選擇在洪水位之上，周圍應(yīng)有良好的排水、排污設(shè)施，地下廊道內(nèi)應(yīng)布置集水并、排水溝和沖洗皮帶機(jī)污泥的水管。料倉有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要符合安全、經(jīng)濟(jì)和維修方便的要求，盡量減少骨料轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，防止棧橋排架變形和廊道不均勻沉陷。

要防止粗骨料跌碎和分離，應(yīng)將跌落高差控制在3m以下，皮帶機(jī)接頭處高差控制在1.5m以下。堆料時(shí)，應(yīng)分層進(jìn)行，逐層上升。要重視細(xì)骨料脫水，并保持潔凈和一定濕度。細(xì)骨料在進(jìn)入拌和機(jī)前，其表面含水率應(yīng)控制在5％以內(nèi)，濕度以3％一8％為宜，過干容易分離。

成品料倉各級(jí)骨料的堆存，必須設(shè)置可靠的隔墻，以防止骨料混級(jí)。隔增高度按骨料自然休止角(34°—27°)確定．并超高0.8m以上。