原始地貌覆蓋層較厚，剝離巖石進(jìn)入移動破碎站導(dǎo)致了骨料含泥量過高，粉塵污染嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了環(huán)境和工人身體健康。如將含土骨料再進(jìn)入固定式粗破系統(tǒng)破篩分，將增加轉(zhuǎn)運(yùn)工序、提高固定破負(fù)荷并降低總體的破碎效率。針對生產(chǎn)線粉塵污染，和移動破碎站的含泥量大的問題進(jìn)行技術(shù)研究，選擇合理方案，改善了勞動環(huán)境、提高移動式破碎站的生產(chǎn)效率。

1工程概況

天水市麥積區(qū)南集鎮(zhèn)砂石骨料采石場為麥積區(qū)周邊建設(shè)提供建筑石料，礦山開采量約為200～300萬噸/年。礦區(qū)主要由巖漿巖及變質(zhì)巖組成，裂隙較發(fā)育，礦山上部表土層較厚，部分巖層風(fēng)化嚴(yán)重。又因礦區(qū)內(nèi)年降水量分配不均，長期處于缺水狀態(tài)，骨料含泥量與粉塵的問題突出。

該工程現(xiàn)有一套固定式粗破系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)量為70萬噸/年，和一套120萬噸/年移動破碎站。該砂石骨料工程要求粗破后成品骨料規(guī)格控制在5-200mm之間，且骨料含泥量在0.5%以下。

2固定式粗破系統(tǒng)

圖1 固定式粗破系統(tǒng)工藝流程圖

該固定式粗破系統(tǒng)采用干式工藝，原礦經(jīng)C型顎式破碎機(jī)破碎后，通過4層振動篩篩分成3類骨料半成品（粒徑5～10mm、10～25mm、25mm～200mm）和廢料（粒徑5mm以下）。

2.1問題分析

固定式粗破系統(tǒng)運(yùn)行時，粉塵污染嚴(yán)重，主要產(chǎn)生在進(jìn)料口和各碎石落料點，例如圖2中的自卸車卸料點、顎破卸料皮帶。

圖2 固定式粗破系統(tǒng)粉塵污染

2.2解決方案

目前干式生產(chǎn)主要采用的除塵技術(shù)有以下幾種方式，見表1。

表1 常見干式生產(chǎn)除塵技術(shù)對比

由于該固定式破碎系統(tǒng)采用袋式除塵造價過高，難以完全密閉，且受長期缺水的困擾，因此采用生物納膜抑塵技術(shù)。經(jīng)調(diào)研，生物納膜抑塵技術(shù)目前逐步成熟應(yīng)用在各地污染嚴(yán)重的礦山破碎系統(tǒng)中。

生物納膜抑塵系統(tǒng)通過純生物納膜抑塵劑和水進(jìn)行配比融合，再經(jīng)由高倍發(fā)泡系統(tǒng)打出抑塵泡沫，噴灑至礦石表面。高倍抑塵泡沫將礦石進(jìn)行包裹、黏附，形成致密抑塵阻塵膜，能有效阻止礦石在破碎過程中的粉塵產(chǎn)生及擴(kuò)散。

通過在固定式破碎進(jìn)料口設(shè)置雙發(fā)泡系統(tǒng)，從破碎前的根源上抑制粉塵產(chǎn)生。并在各碎石落料點設(shè)置超聲波干霧抑塵系統(tǒng)，對粉塵進(jìn)行捕捉沉降，集中解決生產(chǎn)過程中的沖擊粉塵問題，可有效地抑制了粉塵的擴(kuò)散。相對于傳統(tǒng)的除塵方式，該方式效果更加明顯，除塵效率高達(dá)90%以上；且耗水量較低，適合現(xiàn)場缺水的情況；同時增加骨料平均含水量約2‰，消除了因物料過濕，導(dǎo)致堵塞篩孔造成篩分效率低下等問題。

3移動式粗破系統(tǒng)

移動破碎站選用KE1100-1型輪胎式顎破移動站，主要配置為棒條給料機(jī)和PEW1100顎式破碎機(jī)。該破碎站提升了礦區(qū)骨料的產(chǎn)量，并可隨著原礦開采面的推進(jìn)而移動，大大降低了運(yùn)輸費用。由于該移動破碎站僅配置預(yù)篩分和粗破，無法將原礦中含泥量較高的碎石完全篩分出，導(dǎo)致骨料含泥量高。且該移動破碎站未采取任何除塵工藝，粉塵污染嚴(yán)重影響了環(huán)境和操作人員的身體健康。

粉塵問題可參照固定式粗破系統(tǒng)進(jìn)行解決，下面重點介紹含泥量的解決方案。

3.1問題分析

在國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中含泥量都有嚴(yán)格的限制，如《GB/T 14684-2011 建設(shè)用砂》規(guī)定天然砂的含泥量應(yīng)不大于5%，《GB/T 14685-2011 建設(shè)用卵石、碎石》規(guī)定石子的含泥量應(yīng)不大于1.5%。含泥量過大會降低水泥石與骨料間以及水泥石本身的的黏結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低；導(dǎo)致氯離子擴(kuò)散系數(shù)增大，混凝土抗?jié)B性變差，從而影響混凝土的耐久性。

經(jīng)檢測，該移動破碎站生產(chǎn)的骨料含泥量約為10%，遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。其骨料中的泥土顆粒為黏土礦物，主要成分為蒙脫土。蒙脫土具有強(qiáng)烈的吸水性和膨脹性，易造成混凝土結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)裂隙、裂紋和裂縫的現(xiàn)象。因此必須在破碎后將骨料中的泥土清洗干凈，目前骨料清洗設(shè)備主要采用螺旋洗石機(jī)，耗水量較大，生產(chǎn)能力在200萬噸/年左右的洗石機(jī)，耗水量約為200～250t/h左右，現(xiàn)場缺水情況嚴(yán)重，只能通過篩分的形式去除泥土，確保該骨料含泥量滿足產(chǎn)品需求。

3.2解決方案

方案1：在移動破前再增加棒條振動給料機(jī)

該方案在移動破碎站前增加棒條振動給料機(jī)，對進(jìn)入移動破碎站的原礦進(jìn)行預(yù)篩分。為了提高篩分率，設(shè)置兩段棒條并將棒條加長，且棒條開口設(shè)置為40mm～80mm，見圖3。預(yù)計可篩分出85%左右含泥原礦。

圖3 移動破增加重型篩分機(jī)方案

采用這種方案優(yōu)點在于安裝布置方便，并可降低移動破碎機(jī)的負(fù)荷。但是棒條振動給料機(jī)主要功能是給料，篩分是次要功能，篩分效果較差，還需要再經(jīng)固定破篩分后才能將含泥的細(xì)骨料完全篩出，增加了轉(zhuǎn)運(yùn)成本和固定破碎系統(tǒng)的功耗，該方案不宜采用。

方案2：在移動破后增加一臺重型篩分機(jī)

該方案在移動破碎站后增加一臺重型篩分機(jī)，設(shè)置2層篩網(wǎng)，第一層篩網(wǎng)篩孔直徑為80mm，第二層篩孔直徑為20mm，再通過試驗篩分的效果后，可將第二層篩網(wǎng)篩孔直徑更換至15mm或10mm，見圖4。

圖4 移動破增加重型篩分機(jī)方案

采用該方案可將可將原料中較高的泥土的廢料全部剝離出來，篩分效率可達(dá)到95%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于方案1，可使骨料含泥量滿足使用要求，故選擇方案2，僅僅需要多增皮帶一條。

4結(jié)論

（1）采用生物納膜抑塵技術(shù)可有效減少砂石骨料粗破系統(tǒng)生產(chǎn)線的粉塵，除塵效率高，能有效改善礦區(qū)的工作環(huán)境；用水量大幅度減少，適合礦區(qū)缺水環(huán)境；投資較低且后期維護(hù)方便。

（2）為移動破碎站后序工藝增加重型篩分機(jī)可有效篩分含泥廢料，使骨料含泥量滿足產(chǎn)品要求。

本文通過對降低粉塵和含泥量問題進(jìn)行的技術(shù)研究，為解決砂石骨料粗碎系統(tǒng)的實際問題提供了較好的技術(shù)方案，為進(jìn)一步實施和應(yīng)用推廣奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。