环保式骨料干法生产工艺研究

环保式骨料干法生产工艺研究

陈志翔,詹建桦

福建恒欣建设有限公司 

摘要：本文针对水利工程项目中大方量骨料生产施工对环境影响较大的症结，研制了全封闭下沉式骨料破碎系统、施工现场骨料废水综合利用系统、隧洞石渣资源化利用与现场信息管控、软件技术系统等多项综合控制技术，对骨料生产过程如何降低噪音、减少粉尘和废水污染进行了系统研究。结果表明综合全面实施骨料生产工艺技术能实现节约资源、保护环境的目标，实施好绿色施工。

关键词：环保式骨料；干法生产；控制技术；绿色施工

1 研究背景

绿色施工是目前实现建筑工程领域资源节约和节能减排的重要环节，随着骨料生产工艺的快速发展，骨料生产对环境的影响日趋显著，主要包括骨料破碎筛分过程中产生的粉尘、噪音影响着大气质量和人类日常生活环境，骨料清洗筛分过程中产生的废水、废渣影响着自然环境状况等。

为了解决这些问题，本文对水利工程大方量骨料生产工艺进行了技术研究并改进优化了机制骨料的生产工艺流程，最终形成了环保式骨料干法生产工艺，减少了骨料生产加工产生的噪音、粉尘和废水，能够确保骨料的加工质量，生态效益、经济效益和社会效益显著提高。能够最大限度节约资源并减少对环境负面影响的施工活动，实现节约资源、保护环境的目标，实施好绿色施工。

2 骨料生产工艺

骨料的生产工艺系统主要由石料输送系统、破碎系统、筛分系统和制砂系统构成。确保在安全、环保和经济的条件下，生产出高质量的砂石骨料一方面应依据所在地区矿石性质和水资源状况，另一方面也要选择合适的石料、高效的工艺和设备，确保在加工过程中系统可靠且优异。目前根据产出地的自然条件和水源情况砂石骨料的工艺可以分为干法、湿法和干湿结合三种工艺。我国南方地区水资源丰富多采用湿法生产工艺，而北方地区常年干旱多采用干法生产工艺。表1为骨料三种生产工艺的优缺点情况对比。

表1 骨料三种生产工艺情况对比

3 环保式骨料生产工艺

本次环保式骨料干法生产工艺控制技术研究主要包括：全封闭下沉式骨料破碎系统的开发、施工现场骨料废水综合利用系统的开发、隧洞石渣资源化利用与现场信息管控、软件技术系统开发。通过这些关键技术措施的应用，以期能实现节约资源、保护环境的目标，实施好绿色施工。

3.1 全封闭下沉式骨料破碎系统的开发

研发了一种全封闭下沉式骨料破碎系统，采用下沉式骨料破碎系统固定装置，将固定装置埋入地下，有效控制破碎装置的运行稳定性，结合现有的骨料多层筛分系统技术，能够有效控制扬尘的产生，解决了骨料生产噪声大，粉尘多的难题。具体工艺流程如下：

（1）场地布置及破碎系统安装

骨料破碎系统布置在隧洞口旁的空地上，方便渣石运输，提高运输效率，将破碎系统的固定装置埋入地下，减少破碎振动，降低噪声传播同时增加基础的稳定性能。

（2）骨料破碎

破碎系统由颚式破碎机和反击式破碎机组成，有用料从喂料机进料，先经颚式破碎机进行一级破碎，再通过皮带机送往反击式破碎机进行二级破碎。反击式破碎机能够做到层压破碎，即骨料颗粒之间相互挤压摩擦使得扁平和长条状颗粒顺着较薄处断面破裂，并且在破碎腔内进行重复多次破碎。因此产品粒度较好，片状成分较少，满足规范要求。反击式破碎机和制砂机加工作业中会产生大量粉尘，所以增加防尘设备进行处理。在反击式破碎机上增加鼓风机，通过两台大功率鼓风机，将粉尘吸入30t的水泥灌内，利用自有沉淀原理处理大颗粒粉尘悬浮在上部的小颗粒粉尘则再利用风机原理，抽入水池进行沉淀。

（3）骨料筛分

骨料经两级破碎后，通过传输带将混合料送往振动筛进行三级筛分（0-5mm砂、5-20mm豆石、20-40mm中石），分级后的大、中、小石料经输送带输送到各自的成品堆料仓。筛分车间设置组合筛网，从而达到调整细度模数的目的，通过调整筛孔直径控制骨料的超逊径的含量。骨料运输过程中，采用喷枪喷水进行抑尘、固尘，减少损失，保护周围环境。

（4）成品骨料的堆放

生产出来的成品砂和成品骨料，沿着料石加工场周围分区堆放，既解决了成品骨料对方的难题，又能对噪声的传播起到一个再次阻隔的作用，防止了噪声传播对人类生活环境的影响。解决了骨料生产噪声大，扬尘多的难题。

3.2 施工现场骨料废水综合利用系统的开发

建立了施工现场水收集综合利用技术，研制了一种适用于骨料生产的污水处理系统，实现将废水中有用物质有效回收，废水可循环利用，解决骨料生长过程中废水难处理的问题。骨料生产过程中需要经过水洗筛分，系统加工石粉脱水过程中存在随水流失的细颗粒，主要成分为石粉。最大程度回收废水中的石粉，可作为细骨料回掺，进而提高成品砂的质量，提高经济效益，同时为在下一阶段废水处理中能够降低细颗粒含量，避免了后续处理过程中工程量和设备的重复投入。如何将废水中有用物质回收再利用是本技术一大难点。具体措施如下：

（1）采用振动筛进行三级筛分替代二次水洗筛分，解决了骨料超逊径问题。分级后的大、中、小骨料经传输带传送到各自的成品堆料仓，节约了用水、减少了废水，加快了施工进度，降低了废水处理的施工成本。

（2）设置机制骨料废水处理再利用系统，使用压滤机固液分离废水，过滤开始时，料浆在进料泵的推动下，经止推板上的进料口进入各滤室内，并借进料泵产生的压力进行过滤。通过滤布的过滤作用使固体留在滤室内累积形成滤饼，滤液经过水嘴或出液阀排出，压滤后残留的污泥通过外运处理，依靠清水池对液体进行循环利用，操作简便，节能环保。

（3）由于机制砂废水存在大量的细沙（沙和泥的质量比例约为9：1），同时，由于废水中的细沙含量过高，将增加压滤机的负荷，增加了药剂的投入量，通过对机制砂废水回收处理后进行压滤，增加细砂骨料，减轻压滤机的工作负荷，减少设备的运行费用，提高经济效益。

（4）机制砂废水处理中的悬浮物主要是无机物，以石英、硅酸盐和粘土等为主，但由于各地原砂来源不同，废水中的悬浮物性质差异也比较大，在机制砂废水压滤处理前，投加絮凝药剂，沉淀浓缩水中的悬浮物，减少固液分离的时间，压滤机的工作效益显著提升，解决了废水难处理的症结。

3.3 隧洞石渣资源化利用与现场信息管控、软件技术系统开发

隧洞石渣资源化利用技术是指在施工过程中运用绿色施工、精细化施工和标准化施工等措施，减少建筑垃圾的产生；建筑垃圾资源化利用是指建筑垃圾就近处理、回收利用或加工处理后再利用。本工程利用隧洞石渣资源化利用技术，工程隧洞开挖产生的石渣，就近回填或运至石料填筑等，隧洞石渣利用率达到了60%以上，减少了弃渣排放，减少场地占用。

利用隧洞石渣资源化利用技术，隧洞开挖产生的石渣，就近回填或运至砂石骨料加工场，经过破碎、筛分后制成成品骨料，进行隧洞内混凝土衬砌或石料填筑等，隧洞石渣利用率达到了60%以上，减少了弃渣排放，减少场地占用。通过利用隧洞爆破开挖出来的块石进行骨料的生产，生产出来的可直接用于隧洞内支护及混凝土衬砌的使用，实现就地取材，形成良性循环，经济效益显著。

基于如何将隧洞开挖石渣进行合理利用，本次研究建立了施工现场信息管控、软件技术的开发与应用，为现场骨料管理处置和废水处理有效性方面提供了重要依据。

骨料生产、废水处理过程中，为提高生产效率、节约成本、保证安全，在本技术研发过程中，积极推广软件技术开发应用，提高了数据处理的及时性、全面性和准确度，提升了现场信息管控水平，优化了各个过程中的技术数据的合理性，从而对整体研发水平的提高产生了极大的推进作用。通过与软件开发公司合作，以千岛湖工程现场为基础，进行了“水利工程结构仿真模拟分析软件”、“水利工程安全动态监控管理系统”、“水利工程安全施工视频监控系统”、“水利工程安防管理平台”四项软件的研发应用。

首先收集相应数据层资料，再结合现场情况，对软件进行调试，主要应用在骨料管控和废水处理两个方面。在骨料管控的技术合理性方面进行应用，形成了适用于骨料堆放的合理数据，既减少了运输成本，又保证了堆放安全，同时又起到了有效阻隔噪音的作用；在水处理的技术数据优化方面进行应用，依据相关专业的技术要求，进行多行业的技术协调，从设备、过程、数量、时间、工艺设计等方面优化，节约了用水、减少了废水，加快了施工进度，降低了废水处理的施工成本。依据软件数据的研发，实时对隧道石渣资源和骨料进行管控。通过骨料管控的技术合理性方面进行应用，形成了适用于骨料堆放的合理数据，减少了运输成本，保证了堆放安全，同时又起到了有效阻隔噪音的作用，整个生产过程体现了绿色环保的理念，降低了对周边环境的影响成功解决了骨料堆放及处理的难题。

4 结语

本文针对水利工程项目中大方量骨料生产施工对环境影响较大的症结，研制了多项综合控制技术，对骨料生产过程如何降低噪音、减少粉尘和废水污染进行了系统研究，取得成果如下：

（1）采用全封闭下沉式骨料破碎系统，同时增加防尘设备进行处理，并用彩钢瓦全封闭围护，降低骨料破碎产生的噪音，减少粉尘污染；

（2）施工现场水收集再利用系统，采用泥浆固化技术，在废水中投加絮凝药剂后利用压滤机固液分离废水，高效的处理废弃泥浆，绿色环保；

（3）通过隧洞石渣资源化利用技术，采用振动筛进行三级筛分替代二次水洗筛分，节约了生产用水，减少了施工污水；并通过调整筛孔直径，解决骨料的超逊径含量，提高骨料的利用率，加快了施工进度，降低了施工成本；通过信息化管控技术的应用，确保了骨料堆放的安全性和合理性，同时也节约了用水，减少了废水的产生。

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