一、课题研究基本情况
在我国水利水电工程建设中，由于天然砂石料的储量、运输距离、运输方式、质量等往往难以满足要求，混凝土生产普遍采用人工砂石骨料。这方面技术的研究与大规模应用以上世纪70年代建设的贵州乌江渡水电站为标志，该工程建成了500t/h的大型人工砂石系统，以石灰岩为料源，首次全部采用人工砂石料，成为我国人工砂石生产技术发展的里程碑。
上世纪90年代以后,特别是进入本世纪以来，我国水利水电工程建设得以迅猛发展,一大批世界级的大型、特大型工程陆续开工建设。这些大型、特大型工程的建设，由于工程规模大、强度高、施工质量标准严、地形地质条件复杂，以及环境保护与节能减排要求越来越高等原因，传统人工砂石料生产技术已难以满足工程的发展需要。针对工程建设的发展要求，中国水利水电建设集团公司（简称水电建设集团）设立企业科技攻关项目，依托在建工程，开展了特大型人工砂石系统系列技术的研究。
课题研究开始于上世纪九十年代二滩、五强溪水电站的建设中，历经三峡、构皮滩、小湾、彭水、光照、金安桥、官地、向家坝、溪洛渡、龙开口等众多大型、特大型水利水电工程的研究与应用，边研究、边总结、边应用，在不断改进提高的同时，不断扩大研究范围和丰富研究内容，2009年完成了课题验收、鉴定，课题成果被院士、专家鉴定为国际领先水平，在业已公示完毕的2009年中国电力科学技术奖评选结果中，被评为一等奖。
二、课题主要成果
课题研究针对我国大型、特大型水利水电工程规模巨大，人工砂石料需求量大、质量要求高的特点，结合工程实际，从料场开采、工艺流程、设备选型、系统布置、骨料运输、质量控制、环境保护等方面进行系统研究，开发了针对不同地形地质条件、岩性、生产规模的大型人工砂石生产成套技术。课题成果形成了企业工法，获得国家专利5项，有关成果纳入行业技术标准，发表论文数十篇，并获得中国企业新纪录，成果十分丰富。
课题成果的主要创新点有：
1、研究采用控制爆破技术，有效地将毛料大块率控制在1.5％左右，提高了毛料开采质量；首次研究应用双聚能预裂与光面爆破技术，节能降耗效果显著，推动了水利水电工程预裂爆破技术的进步，双聚能预裂与光面爆破技术获得中国电力科技奖二等奖、中国爆破工程协会科技进步奖二等奖。
2、首次研究采用深溜渣竖井垂直运输与大型地下洞室破碎厂组合的粗碎加工、地下竖井式成品料仓群方案，成功解决了高陡边坡、狭窄场地砂石系统布置的难题。在大型人工砂石料加工系统总体规划与布置上有所突破。
3、首次研究采用了立轴冲击破碎机与棒磨机联合制砂工艺，并首创了立轴破碎机制砂与粗砂整形工艺，有效地控制了细度模数，提高了人工砂品质，解决了大规模人工制砂关键技术。
4、通过耐磨件技术攻关，改进加工设备，优化生产工艺，解决了石英砂岩、流纹岩、玄武岩等强磨蚀性岩石制砂技术难题，拓宽了人工砂石料的料源范围。
5、首次采用分级、脱水一体化新工艺；自行研制成品砂专用脱水筛，脱水效果良好。
6、率先采取刮砂机、旋流器、压滤机的联合回收细砂、石粉工艺，采用废渣分级处理、固液机械分离技术，实现了废水处理达标和废渣零排放；采用尾渣库方案实现了废水循环利用和零排放。
7、为防止粉尘污染，在干法生产工艺上，首次采用风选、除尘成套设备进行粉尘控制，生产环境显著改善，并实现了成品砂石粉含量的动态控制。
8、开发了大型破碎加工设备锌合金填充材料的现场浇灌技术，有效地缩短了设备维修时间，提高了设备利用率，降低了运行成本。
三、课题成果推广应用与经济、社会效益
课题研究历时长，采用滚动研究开发应用的方式，先后成功应用于三峡、小湾、光照、构皮滩、向家坝、溪洛渡等十数个大型、特大型水利水电工程的特大型人工砂石系统，并在火电、核电等行业的工程中推广应用，具有广泛的市场应用前景。
课题成果应用于各项目的经济效益显著，三峡水利枢纽下岸溪特大型人工砂石系统采用立轴破与棒磨机联合制砂，比传统制砂方案节约成本3702.66万元；将毛料原大块率由6%降低到1.5%范围节约资金约266.41万元。小湾水电站砂石生产系统利用竖井运输毛料，节约生产成本4812.61万元。向家坝水电站砂石系统利用尾渣库进行废水处理，废水全部回收利用，较常规处理方案可节约直接成本1741.87万元。
通过课题研究，成功解决了特大型人工砂石系统众多关键技术难题，为我国大型、特大型水利水电工程高质量的快速建设奠定了重要基础，同时也有效促进了砂石料生产安全管理、环境保护和节能降耗水平的提高，使得我国人工砂石料生产技术位于国际领先水平，为我国水利水电建造技术跻身国际先进水平做出贡献，具有重要的社会效益。
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