1.3 混凝土骨料生产的现状和发展
(1)混凝土骨料的生产历程。随着我国公路、铁路等基础设施建设,特别是水电工程建设的快速发展,混凝土砂石骨料生产也得到了迅猛扩张。2010年我国水泥产量约为18亿t,砂石产量超过110亿t。虽然天然砂石料还占较大的比例,但天然砂石是一种短时内不可再生的资源,我国不少地区出现可采天然砂资源逐步减少、甚至无资源的情况,河道开采还会影响到堤岸安全、河势稳定、防汛排洪、河道通航等。为改变这种情况,从中央到地方政府都给予高度重视和积极的治理。2001年10月25日,国务院颁布了《长江河道采砂管理条例》;随后,各地方政府相继出台了河道采砂管理办法;采取采砂许可制度,限时、限量、限区域开采。
在早期的水电工程中多采用天然砂石骨料拌制混凝土,如新安江、三门峡、刘家峡、丹江口、葛洲坝以及龙羊峡等水电站工程。但天然砂石料存在储量有限,且分布不集中,开采受季节影响等诸多缺点。随着社会的不断进步,工程施工技术取得快速发展,国家各项基础设施建设全面展开,使得天然混凝土骨料的生产量和生产强度远不能满足工程建设的需要,于是人工混凝土骨料生产得到迅速发展,特别是在水电工程建设中,充分地体现了人工混凝土骨料料源单一,生产不受地域和季节影响,满足了量大、施工强度高且集中等优点。从20世纪70年代乌江渡水电站开创大规模生产人工混凝土骨料的先河以来,人工混凝土骨料生产技术不断地发展和完善,特别是到了20世纪90年代以后,二滩、三峡、小湾、龙滩、构皮滩、光照、金安桥、锦屏、官地、百色、溪洛渡、向家坝等一批大型、特大型水电站工程相继开工建设,使人工混凝土骨料生产技术得到空前发展,无论是在破碎设备选型、加工工艺选择,还是在系统控制等方面均取得了突飞猛进的发展。特别是近20年,通过国际间广泛的技术交流,先进破碎加工设备的引进使得我国的人工混凝土骨料生产技术已达到或超过世界先进水平,主要体现在如下几个方面:生产规模不断扩大,料源岩石品种多样化;高性能破碎设备广泛应用,生产工艺多样化;制砂工艺推陈出新,科技成果显著;环保节能技术日趋成熟。
(2)移动式或半移动式破碎站将得到广泛应用。不论是在水电、公路、还是铁路工程建设中,混凝土骨料生产系统都是辅助工程,其为工程服务的时间并不长,固定混凝土骨料工厂前期建设、安装及调试工期较长,且混凝土骨料生产系统基础设施建设投资相对较大,待工程完工之后,混凝土骨料系统一般都会拆除,大量的钢筋混凝土设备基础、廊道等基建设施不仅没有重复利用的价值,还会因为环境、复耕等问题成为负担。而移动式破碎站就能弥补这些不足,移动式破碎站将受料、破碎、筛分等工艺环节组合成为一体,其组合灵活方便,机动性强,可节省大量基建及迁址费用,缩短混凝土骨料生产系统的建设、安装工期,并能够随料源开采面的推进而移动进行现场破碎,缩短了各流程间的运输距离,运行管理简洁方便,从而降低混凝土骨料生产成本,因此,在中小型混凝土骨料生产系统中,移动破碎站会得到越来越广泛的运用。
(3)环保、低能耗的工艺及设备将得到更加广泛的应用。保护环境是国家的一项基本国策。保护环境、科学有序的开展各项工程建设,也是水电工程开发所必须遵循的原则。
1)料场开采方面。随着工程爆破技术的不断发展,岩石爆破的炸药单耗呈逐渐降低的趋势,特别是“聚能预裂爆破”、“现场快速混装炸药”等一系列科研成果的广泛应用,大幅度地降低了岩石爆破的能耗和成本。工程结束后,料场在复耕和岩石边坡绿化方面的技术也逐渐成熟,要求也越来越规范。
2)物料运输方面。不论是毛料运输还是半成品和成品运输,以前多采用公路汽车运输。近几年由于一些工程料场的地形条件不适用公路运输,开始采用竖(斜)井运输方式。在龙滩、小湾和锦屏一级等水电站的混凝土骨料系统均采用竖井运输毛料,这都是巧妙地运用天然地势利用重力做功解决物料垂直运输的成功工程实例。向家坝水电站人工骨料生产系统采用洞内长距离带式输送机运输太平料场的半成品骨料,也较公路汽车运输更为环保和经济。
竖(斜)井运输方式和洞内带式输送机的运输方式均避免了大规模的地表植被破坏,同时,也避免了汽车运输时带来的大气污染,既环保又经济。
3)生产工艺方面。高效低能耗的破碎设备和加工工艺在砂石生产系统中得到越来越广泛的应用,先进破碎设备的成功应用,使得砂石生产的能耗大为降低。同时,半干法和全干法制砂工艺越来越成熟。
4)废水处理方面。近年来,其他行业和领域一些先进的水处理设备和工艺广泛地应用到了骨料生产系统的废水处理当中,使得废水处理技术和效果均得到明显提高。高效澄清器、旋流器、板框式压滤机、陶瓷过滤机和带式过滤机等在水电工程中得到了广泛应用。