砂石骨料是混凝土最基本的組成成分，每立方米混凝土中約需要1.5立方米的骨料。人工砂石骨料級配和質量都比較好，在基礎設施建設中應用廣泛。本文詳細介紹人工砂石骨料加工系統(tǒng)及其選型設計。

人工砂石骨料加工系統(tǒng)主要有以下幾個環(huán)節(jié)組成：毛料開采及運輸、粗碎加工、中細碎加工、制砂加工、篩分與沖洗等。

一、料場的開采

(1)開采方案

通常情況下，料場都采取梯段作業(yè)，開采方案中需根據料場地形地質條件和擬采用的開挖設備類型和型號確定梯段高度、邊坡坡比、馬道寬度、支護防護形式等。

料場運輸方案?？紤]公路運輸、豎(斜)井運輸等形式。

公路運輸要求地形和場地條件適合布置公路，一般運輸線路長，生產運行期需投入的裝運設備多，但生產管理簡單，地質風險小，易于穩(wěn)定生產。

豎(斜)井運輸要求地質條件適合布置豎(斜)井，可減小運距，需投入的裝運設備少，但應充分考慮豎(斜)井及相連接的平洞的防護措施和出現(xiàn)坍塌或石渣堵塞的處理措施，考慮爆破作業(yè)對其穩(wěn)定的影響，必要時需降低爆破規(guī)模，生產管理復雜，地質風險大。

(2)爆破作業(yè)

料場爆破作業(yè)主要有：①毛料的大面積爆破作業(yè)，常采用鉆孔爆破作業(yè)形式，但為了大規(guī)模生產，有時采用洞室爆破作業(yè)。為降低單響藥量、從而降低地震波、空氣沖擊波等常采用排間(孔間)微差梯段爆破作業(yè)；②邊坡處理爆破作業(yè)，常采用預裂爆破(大面積、大孔徑)、光面爆破(局部、小孔徑)等爆破作業(yè)形式，以降低對永久(臨時)邊坡的影響，利于邊坡的安全穩(wěn)定；③工作面(路面)平整作業(yè)，常采用手風鉆鉆孔爆破修整。

(3)邊坡處理

邊坡坡面施工前常在開挖范圍外設頂部截排水溝，預裂爆破及小范圍的光面爆破已成為料場邊坡開挖中保持巖面平整、減小對基巖影響，從而利于邊坡安全穩(wěn)定的常用措施。聚能爆破等新爆破工藝因效果好、成本低等優(yōu)勢在預裂爆破中不斷得到應用。高邊坡設置馬道(含安全、清掃馬道)。坡面上局部松動體采用機械或人工除撬，根據地質情況確定土質邊坡的植草、噴植、巖質邊坡的錨索、錨筋樁、錨桿、(掛網)噴混凝土、漿砌石或混凝土回填等防護措施的應用。

二、破碎加工段

破碎加工是人工砂石骨料生產中最關鍵的一環(huán)，破碎的原理有擠壓(層壓)、扭曲(剪切)、沖擊(打擊、撞擊)、研磨等多種力的作用或組合作用形式。破碎工藝的選擇和破碎設備的選型與配置對人工砂石料系統(tǒng)的成敗起著決定性的作用。采用粗碎、中碎、細碎三段破碎，根據設備加工情況和骨料的需求情況，有的破碎環(huán)節(jié)形成閉路循環(huán)加工，用于調整砂石料級配。

(1)粗碎加工

粗碎用于處理料場開采出來的毛料。廣泛應用于粗碎的設備有旋回破碎機、顎式破碎機等。

旋回破碎機的優(yōu)點是適用各種巖石類型，無需振動給料機給料，處理能力大，允許進料粒徑大，破碎料粒徑分布均勻粒形好，設備運行平穩(wěn)可靠等。缺點是土建工程量大，機體高大、重量大，設備構造復雜，檢修復雜、檢修周期長，一般需配備起重設備配合檢修，總體投資大等。

顎式破碎機的優(yōu)點是設備結構簡單、外型尺寸小，運行可靠、排料口調整方便，維修方便，土建工程量小，顎式破碎機運行一般配置振動給料機篩分給料，避免物料過破碎，但易卡料，生產穩(wěn)定性可靠性差，處理能力較小，破碎產品粒形較差。

(2)中、細碎加工

中細碎加工設備常選用反擊式破碎機、圓錐破碎機等，較少情況下也有采用顎式破碎機生產制砂原料。圓錐破碎機根據工作原理分有偏心式和慣性式破碎機，前者應用較廣泛，根據液壓缸數量分有單缸和多缸圓錐破碎機，后者應用較多。圓錐破碎機處理能力高，破碎比大，產品粒度均勻，適合于堅硬巖石破碎，但設備體積大、重量大，襯板消耗量大，設備價格高。

一般來講，破碎工藝有如下幾種形式：a．粗碎和中碎開路生產；b．粗碎和中碎開路生產，細碎采用閉路生產；c．粗碎開路，中細碎均閉路生產。

第一種工藝的優(yōu)點是無循環(huán)負荷，土建量小，設備配置相對較少，缺點是生產控制困難；

第二種工藝的優(yōu)點是循環(huán)負荷輕，缺點是系統(tǒng)布置較為復雜，生產控制較為困難；

第三種工藝的優(yōu)點是系統(tǒng)生產控制簡單，中細碎協(xié)調作業(yè)可滿足工程建設各個時期不同級配骨料的生產要求，系統(tǒng)布置靈活，缺點是系統(tǒng)土建量大、設備配置相對較多，部分物料需返回篩分破碎，循環(huán)負荷高。

(3)機制砂加工

常用機制砂加工設備有沖擊式破碎機、棒磨機，工程應用中還有超細碎圓錐破碎機，如GPY系列單缸圓錐破碎機和多缸圓錐破碎機。棒磨機最為常用，設備結構簡單、操作方便、工作可靠，但機體龐大、重量大。沖擊式破碎機體積小、重量小，根據腔型常分為石打石、石打鐵兩類，石打石常用于硬巖制砂、石打鐵常用于軟巖制砂，石打鐵產粉率高于石打石腔型（制砂機“石打石”和“石打鐵”還分不清？選不對破碎方式，直接影響生產?。?/p>

目前常用的制砂工藝有：a．沖擊式破碎機加棒磨機聯(lián)合制砂；b．棒磨機單獨制砂；c．沖擊式破碎機物料不分級單獨制砂；d．沖擊式破碎機物料分級制砂等。

三、篩分和沖洗

由于人工砂石加工需要分級加工破碎，同時由于料源巖石含泥和雜質的影響，人工砂石加工系統(tǒng)一般都需要設計篩分和沖洗工藝。主要設備有：篩分給料類(常用設備為粗碎用重型振動給料機)及篩分分級類。篩分分級設備有圓振篩、直線篩、水平三軸篩等，廣泛應用于粗細骨料分級，一般均可實施干濕篩分作業(yè)。三軸振動篩在近年得到推廣應用，采用三軸強迫同步的振動方式，可以實施圓振動、直線振動或橢圓振動的轉換，不易堵塞，篩分效率較高

環(huán)境保護

人工砂石加工系統(tǒng)在生產過程中一般都會產生較多的廢水、廢渣、粉塵，需要進行有效的處理才能滿足環(huán)境保護的要求，目前有的工程已基本實現(xiàn)零排放。

(1)用水工藝

目前水電工程實踐中的用水工藝有干式生產、濕式生產和半干式生產。干式生產由于對料源含泥和其它雜質要求程度高，需配合完善的高效除塵系統(tǒng)，因而產品質量不易保證，環(huán)境保護(主要是空氣污染、不符合職業(yè)健康要求方面)壓力大。

濕式生產由于有去泥、降塵、提高篩分效率等優(yōu)點，在常態(tài)混凝土工程中廣泛應用，但也帶來了砂的水力分級過程中小粒徑粒級物料的流失、含水物料破碎作業(yè)時成品率降低、成品砂的脫水困難、綜合成品率低和生產廢水處理復雜等弊端。

半干式生產由于有用水點靈活、可綜合干式生產、濕式生產的優(yōu)點等特點，近年來被各工程廣泛應用。

（河道采砂遭禁止，機制砂迎來新機遇。干法制砂VS濕法制砂，誰優(yōu)誰劣？如何選擇？

(2) 除塵裝置

目前在水利水電工程中應用的除塵設備和工藝主要為密閉除塵、布袋除塵器、脈沖除塵器、靜電除塵器等，結合系統(tǒng)工藝，分別有各自的應用范圍，一般除塵效果均能滿足要求，若能將成本控制在工程承受范圍內，均有不錯的應用前景。另外，利用干化池進行重力沉淀作污泥或細砂的分離處理，由于投資省、運行管理簡單、成本低，在地形條件較好的工程中仍然廣泛應用。在成品砂含泥質量指標滿足質量要求的情況下，工程實踐中干化池回收料，刮泥機、壓濾機、除塵裝置回收料添加進入系統(tǒng)生產環(huán)節(jié)成為成品砂的組成部分，達到改善砂的級配組成、提高石粉含量的目的的做法在各工程也有較多應用。

電氣控制

在系統(tǒng)電氣控制方面，PLC控制、工業(yè)電視和計算機自動控制方面，近年來都得到了長足發(fā)展，尤其是計算機自動控制技術，可有效提高設備的生產能力，減少設備事故，減輕工人的勞動強度，實現(xiàn)資源的合理化配置，降低生產運行成本。

在保證骨料產品質量的前提下，人工砂石料加工系統(tǒng)具有較強的成品料級配調節(jié)能力，保證不同施工時段骨料耗用級配的平衡；同時降低加工成本。