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關鍵詞:智能圖像 懸臂澆筑 掛藍 施工 平衡 監控
中圖分類號:[TU997]文獻標識碼:A文章編號:
前言
隨著橋梁技術的發展,橋梁懸臂掛藍施工在城市軌道交通建設中得到廣泛的應用。目前在成都地鐵2號線東延伸土建1標施工過程中將涉及三處大跨徑(48+88+48)懸臂澆筑掛藍施工。在施工過程中對懸臂澆筑的梁體荷載不平衡和撓度的監控是保證施工質量及安全的重要措施。現將智能圖像處理技術與傳統監測相融合對橋梁進行實時監控。
1正確識別梁體載荷不平衡和撓度偏差
在以往的施工過程中對T梁進行監控采用全站儀和經緯儀,但由于施工周期較長,施工過程處于24小時,監測人員不可能24小時處于實時監控狀態,如果在監測人員疏忽時間出現梁體不平衡或撓度偏差過大情況下繼續施工,將會存在巨大的安全隱患。圖像智能處理技術將彌補這一缺陷,實現智能化網絡管理系統遠程化控制管理視頻自動識別和監控報警后相當于有了安全生產的“電子警察”。測量部門和安質部門可隨時掌握施工現場的安全狀況,一旦梁體平衡和撓度出現超出設計設定值,圖像智能處理系統將出現報警。管理人員將第一時間得到提醒,發現安全隱患,及時加以消除,保證施工安全。
進行施工監控的示意圖:
圖中,線AB是T梁上部所定的一根水平測量線,A、B兩點是該水平線上的控制點,也是要跟蹤監控的關鍵點。T梁兩臂荷載平衡時,AB線是處于水平狀態的。隨著施工的進行,兩臂施工進度不一樣,會出現T梁兩臂荷載不平衡現象,反映到AB線上就表現為,線的水平狀態被打破,AB線繞O點偏移。荷載不平衡程度越大,AB線偏移程度就越大。當荷載不平衡達到某個臨界狀態,如基礎底部一側應力為零是,AB線會相應偏轉到某個位置。或者可以說,A點或B點上升或下降到某個位置。這樣,我們可以通過跟蹤監控AB線,來對懸臂澆筑施工進行實時監控。
需要說明的是,T梁兩懸臂由于自重作用,會產生向下的撓曲變形,AB線隨著向下彎曲,從而影響到監控的精確性。減少誤差的方法是,在施工過程中預拱度的設置要盡可能合理。
下面我們具體探討這種監控技術的理論和方法:
如圖為施工中荷載幾個狀態的受力分析。由于這方面的內容前面第二章已有論述,這里不再重復,我們只給出結果。
(1)施工處于荷載平衡狀態
此時有,
對應有,
結合參照靶,全站儀上顯示如圖3-4。
(2)施工處于不平衡狀態
此時有,即:
(圖3-4)
解得
根據梁在簡單荷載作用下的變形公式,此時
B點的撓曲線方程
對應有,
式中,A、W分別為基礎底面的截面積(圖3-5)
和抗彎截面系數。 E為彈性模量,I為截面慣性矩。
結合參照靶,全站儀上顯示如圖3-5。
(3)當基底時,有
即時,
B點的撓曲線方程為
對應有,結合參照靶,全站儀上顯如圖3-6。(圖3-6)
經過討論分析,我們可以利用全站儀對掛籃施工進行有效控制:
(1)當或的變動范圍為
或時,施工處于安全狀態。
(2)當或的變動范圍為或時,施工處于謹慎施工狀態。
(3)當 或 時,施工處于危險狀態。此時應停止較長段懸臂的施工。下面我們具體探討這種監控技術的理論和方法:
如圖為施工中荷載幾個狀態的受力分析。由于這方面的內容前面第二章已有論述,這里不再重復,我們只給出結果。
(1)施工處于荷載平衡狀態
此時有,
對應有,
結合參照靶,全站儀上顯示如圖3-4。
(2)施工處于不平衡狀態
此時有,即:
(圖3-4)
解得
根據梁在簡單荷載作用下的變形公式,此時
B點的撓曲線方程
對應有,
式中,A、W分別為基礎底面的截面積(圖3-5)
和抗彎截面系數。 E為彈性模量,I為截面慣性矩。
結合參照靶,全站儀上顯示如圖3-5。
(3)當基底時,有
即時,
B點的撓曲線方程為
對應有,結合參照靶,全站儀上顯示如圖3-6。(圖3-6)
經過討論分析,我們可以利用全站儀對掛籃施工進行有效控制:
(1)當或的變動范圍為
或時,施工處于安全狀態。
(2)當或的變動范圍為或時,施工處于謹慎施工狀態。
(3)當 或 時,施工處于危險狀態。此時應停止較長段懸臂的施工
2語言編寫及原理
計算機視覺庫OpenCV(Intel Open Source Computer Vision Library)是由一些C函數和C++類所組成,相當于為圖像處理及計算機視覺在實際工程中的應用而設計的一個類庫。
OpenCV常用來實現對圖像的一些高級處理,比如特征檢測與跟蹤、運動分析、目標分割與識別以及3D重建等。與其它計算機視覺工具相比,OpenCV的優點有:開放的C和C++源碼;基于Intel處理器指令集開發的優化代碼;統一的結構和功能定義;強大的圖像和矩陣運算能力;方便靈活的用戶接口;同時支持MS-Windows,Linux平臺;在速度上OpenCV還有Intel公司的mmx和ssl優化。
2.1OpenCV的數據結構
OpenCV基本的數據類型包括:圖像類IplImage,矩陣類CvMat,可變集合類CvSeq,CvSet,CvGraph以及多維柱狀圖混合類CvHistogram。輔助的數據類型包括:二維點坐標CvPoint,圖像的寬和高CvSize等。
2.2OpenCV的函數體系
OpenCV中每個函數名稱都以“cv”開始,然后是該函數的行為及目標。例如用來創建圖像的函數cvCreateImage,載入圖像的函數cvLoadImage。
OpenCV中所有函數根據其所實現的功能劃分函數類型,主要有:
2.2.1基本的圖像處理分析函數。例如圖像平滑函數cvSmooth,Sobel算子cvSobel,Canny邊緣分割函數cvCanny等。
2.2.2結構分析函數。例如輪廓處理函數,幾何學函數以及平面細分函數等。
2.2.3運動分析與目標跟蹤函數。例如背景重建函數cvAcc,用光流法和動態輪廓模型來實現目標跟蹤的函數cvCal-cOpticalFlowBM和cvSnakeImage以及卡爾曼濾波函數CvKalman等。
2.2.4攝像機標定和3D重建函數。
2.2.5 GUI與視頻處理函數。實現圖像的載入、顯示、保存和視頻的輸入輸出。
3背景差分法原理
背景差分法是利用當前視頻幀與背景圖像做減法來提取運動目標的方法,其工作流程如圖1所示。
圖1 背景差分法工作流程
首先,對輸入幀圖像進行圖像預處理:
3.1灰度轉換
由于人眼對于彩色圖像細節的分辨能力比黑白圖像低的多,以及對灰度圖像進行圖像處理的效率高,故在圖像處理之前先將彩色圖像轉換成灰度圖像。根據R、G、B顏色分量和YUV色彩系統中亮度信號 Y之間的關系式Y= 0.299R+0.587G+0.114B可以計算出亮度Y,從而得到轉換后的灰度圖像。
3.2高斯去噪
高斯濾波器是根據高斯函數的形狀來選擇權值的線性平滑濾波器,其可以去除服從正態分布的噪聲。對圖像來說,常用二維零均值離散高斯函數作平滑濾波器 。
然后,將圖像預處理之后的圖像與背景圖像差分,得到差分圖像,并對其進行二值化,即當差分圖像中某一像素的值大于某一給定閾值T時,該像素為目標像素,反之則認為是背景像素,在對二值化后的圖像進行濾波去噪、連通性分析處理之后,就能提取較為完整準確的目標。
4實驗結果與分析
實驗是在Microsoft Visual C++6.O環境下,基于OpenCV,使用C語言編程實現的。視頻序列圖像選自實際拍攝的監控錄像,提出的靜態背景下基于OpenCV的目標跨線行為檢測方法,經實驗驗證,當 或 時,施工處于危險狀態。能夠實時準確地自動檢測出T梁處于危險狀態,自動發出警報,幫助施工人員及時有效地做出處理。
5智能化系統配置
智能化網絡遠程控制管理系統由前端施工現場管理中心遠程控制管理中心構成,主要由攝像機、傳輸線、纜視頻服務器、硬盤錄像機、控制鍵盤、畫面處理器、網絡設備、計算機服務端軟件、顯示屏服務器、交換機、視頻解碼器等設備和軟件構成。建筑工地前端設備是布置于塔吊、 井字架、施工電梯、中小型施工機械設備的攝像機因考慮到塔吊、井字架、施工電梯、中小型施工機械設備的振動幅度非常大安裝普通攝像機不能長時間在此惡劣條件下工作,必須有針對性采用防震攝像機。建筑工地管理中心現場與遠程控制管理中心連接開通寬帶遠程控制主機通過internet網并保證一定的帶寬運行就可以將T梁的信息、數據、圖像接受。
參考文獻:
劉碧珍應用智能化網絡系統監控對建筑工程安全進行遠程控制管理建筑安全 2010年第4期
王均利 于克萍 大跨度橋梁懸臂澆筑綜合控制研究 工程力學 2002增刊
郭萍 論森林防火智能化監控系統的構建 安防科技 200704
一、進展情況
在“互聯網+”大形勢下,我局建筑工程實名制網絡化管理工作穩步推進,建立動態反映施工現場一線作業人員實際情況的花名冊、考勤冊和工資冊等實名管理臺賬,做到施工現場勞動用工基本情況清、出勤記錄清、工資發放記錄清、進出項目施工現場時間清。及時掌握項目部管理人員在崗情況,落實優先支付民工工資情況,實現清欠工作動態管理。
目前,已進入務工人員信息采集輸入階段,我局管轄范圍內的25家在建工程中已有16家建筑施工企業安裝并網使用網絡考勤系統,完成對3398名務工人員的個人基本信息采集工作。
二、相關做法
建筑工程實名制管理系統利用現代信息技術和網絡技術,以構建建筑企業實名制管理網絡平臺為重點,以建設施工現場一線作業人員信息數據庫為支撐,實施建筑工程實名制網絡化管理。
自我局推進建筑工程實名制網絡化管理工作以來,量較往年有了明顯減少。今年中秋、國慶兩節期間,我局農民工工資件僅為4件,較往年有很大下降,且無群訪、集訪事件發生。春節前,由亙盛建設工程有限公司承建的縣金鼎華府人防地下室、C1-3、5-6#樓工程2015年春節期間因現場管理不規范導致出現較為嚴重的問題。我局立即要求該項目為網絡實名制管理試點單位,在施工現場安裝考勤機,實現建筑工地人員管理智能化,并匯總出勤狀況與信用平臺無縫對接,嚴格落實實名制網絡化管理規定,上報主管部門,為工人工資發放提供依據,取得了良好的效果。
三、存在問題
關鍵詞:輸電線路運行;維護;智能化
中圖分類號: TM7 文獻標識碼: A
電,又或者是電力,作為一種能源,在人們的生活和生產中發揮著重大的意義和作用,它是一個國家經濟發展重要依靠的力量,它是一個民族起步的重要推動力量。
伴隨著我國經濟建設的發展騰飛,對于用電量的日益增加,使得高壓輸電線路在我國得到了普遍的推廣與應用。因高壓線路的自身特點,所需要的環境與普通的配網線路有著根本的區別,所以就必須建立一套有效的體制,來保證輸電線路的運行和維護問題。
一、國內電網項目管理的現狀
隨著中國經濟的高速發展,國內電網建設項目管理進入了黃金時期。以南方為例,過去八年來,在廣東省的大力支持下,累計完成電網工程建設投資超過2000億元,500千伏、220千伏和110千伏新建輸變電項目從可研批復到竣工的建設周期分別為37個月、36個月和30個月,受益于社會主義體制集中精力辦大事的管理體制,國內電網建設周期明顯比國際水平短,建設周期僅為國際平均水平的一半左右。
傳統項目管理的方法,在高速建設的工程時期,暴露出不少問題,工程項目管理面臨的形勢不容樂觀,隨著國家法制建設深入推進,相關法律法規逐步完善,執法力度日益加大,對項目管理提出更高的要求。涉及到土地、環評等與各方利益關系密切的方面,市政規劃經常變動,征地拆遷及青苗賠償協調難度大,項目管理的復雜性隨之提高;以征地青苗賠償、電磁輻射等各種理由阻止工程建設的事件逐漸增多,影響工程進度。電網建設投資大、任務重、工期緊,工程安全質量控制面臨新的考驗。
二、輸電線路中常見的故障
1)由于輸電線路之間的線路是水平排列的,而且之間是間距也不是太大,而有時線路過于松弛,這就有可能導致線路碰撞而導致短路現象的發生,所以在施工中要嚴格把關,而巡檢人員也要加大巡檢力度。
2)受地理環境及線路走廊通道的限制,我國一些輸電線路的建設是很不合理的,有的建設在綠化帶內,當遇到大風的時候,樹枝很容易折斷,并且掉落到線路之上,造成線路的故障跳閘現象發生。而有的一些人則是向導線上拋一些導電物體,這也有可能造成線路的短路。對于一些的跨越路段,一些大型的運輸車,因其自身車廂裝貨超高的原因,有可能致使線路的短路或者是斷線的問題的發生。一些建筑工地作業的吊車,也有可能會給輸電線路的安全運行造成破壞。
3)輸電線路,是長期在野外環境下作業的,因季節的不同,受到的自然劣化程度也不相同,但是輸電導線在長期的暴露之下,因雷、雨、雪、霧、大風等的原因,再加上大氣中一些有害化學物質的侵襲,易造成輸電線路導線的自然災害,和絕緣子絕緣強度降低等等問題,都會給輸電線路的安全運行帶來很大的負面影響。所以相關的巡檢人員在巡檢時,這些問題應該著重的重視。
4)絕緣緣子的損壞,絕緣緣子的問題是不忽視的重要的問題,絕緣是為了安全,如果說絕緣緣子損壞了,那么勢必會造成電力的流失以及對巡檢人員生命的威脅。
三、輸電線路運行、維護智能化的必要性
輸電線路是長期在野外環境下運行的,所以輸電線路的安全問題,很容易受到自然環境和人為破壞因素的影響。而在輸電線路的運行和維護過程中,可能會出現各種可能,而這些都是能夠對輸電線路的安全有效運行,有著很大的影響。為了提高輸電線路的安全水平,就必須建立健全一套專門的線路安全保障制度,這套制度的建立,是依靠先進的科學技術和手法,來對輸電線路的運行,進行科學的有效的檢測,通過各種信息和處理方案,來保證輸電線路運行、維護智能化。
3.1增加輸電線路的安全性
由于輸電線路是在野外環境下工作的,由于線路的自身的能有有限,當面對極其惡劣的天氣的時候,很有可能會發生故障,不能使輸電線路有效的工作,所以建立輸電線路運行、維護智能化的體系,就可以根據事故進行診斷、預警、定位。通過這些方法才能夠保證電力的有效的不間斷的供應。
3.2提高輸電線路實用性
通過現代化的科學技術,綜合大量的信息和數據,進行整理和分析。用來總結出提高輸電線路運行效率的方法,通過對線路的大修、技改等種種有益的方法,來減少輸電途中電力的損耗和輸電線路的造價。
3.3加強輸電線路的信息建設
輸電線路信息化的建設,是以后能否保證輸電系統正常運行的必備的條件。輸電系統的智能化建設,可以通過定位系統的研發、通信技術的改進、傳感信息的增強等來對輸電線路進行有效的改革。從而確保輸電線路能夠持續的供電。
3.4對環境保護可以起到有利的作用
輸電線路運行的智能化建設,可以使得輸電線路能夠更安全更有效的進行。同時,一些輸電線路問題上的改進,可以大大的提高輸電系統的輸電效率,使得輸電線路輸電時的損失減少,這樣就可以減少輸電網絡的建設,對建筑的材料可以減少,同時對土地的征用也會變少。有利于環境的保護。
四、輸電線路運行、維護智能化方法
4.1建立輸電線路智能化管理系統
輸電線路智能化管理系統,可以把線路的有關信息有效的結合起來,通過不斷優化運行中的信息和參數,來保證輸電線路運行的正常化。
4.2建立輸電線路智能化的信息處理平臺
輸電線路智能化信息處理平臺,實現實輸電線路運行、維護智能化的基礎和保證。這樣的一個信息化的平臺的建立,可以實現網絡信息的共享,便于實現輸電線路動態監控,用以更好的來提高和保證輸電線路運行和維修的智能化水平。
4.3建立快速的應急體制
輸電線路是長期暴露在野外的環境中的,由于在野外的環境中的運行,要受到周邊環境的影響、和氣候等多方面的原因,隨時隨地都有可能發生突發性的事件。所以建立一套快速的應急體制,來預防、處理各種情況引發的突發的事件所帶來的危害,及時的保證輸電線路供應的安全,來保證電力的供應。在應用各種科技手段管理輸電線路的同時,有效的應急方案體制的建立,也是輸電線路運行、維修智能化的一個重要體現。
4.4建立輸電線路的有效監控系統
輸電線路的監控系統,可以說是各個監控系統的統一的結合,它所包括的監控對象是五花八門的,只有這一系統的有效的應用,才能夠及時的處理各種信息,通過對這些信息的綜合的有效的處理,來獲得各方面的重要信息,用來實現災害的提前預警,及時的決策等等來提供有力的依據和有效的分析,為制定輸電線路、維護智能化提供技術支持和幫助。
4.5建立有效的巡檢系統
輸電線路的智能巡檢系統,就是研發專業的GPS應用軟件和GIS應用軟件,通過GPS定位系統的的自動定位,來實現巡檢的預警與監控,通過對線路的巡檢與管理,來保證輸電線路的有效的安全運行。
五、結語
輸電線路的安全有效的運行,供電系統的最主要的任務與職責。電力不僅僅是工業發展的最大需求因素,也是一個國家能否更好發展的最大的外因。因此,電力的正常供應問題,就是一項重點。能否保證電力的正常供應,如何保證電力的正常供應,這是供電部門值得探討的問題。輸電線路除了要正常的運行供電以外,還要有相關的維護,沒有故障是的檢巡,對事故的處理措施等等問題都是我們值得去考慮的。如何通過現代化的技術手段,來改進和完善輸電線路運行、維修智能化的這一問題,是我們今后的工作重點。通過自主研發和吸取國外的先進的經驗與技術,力爭使我國的線路運行、維修智能化水平達到領先成果。
參考文獻:
[1]鄭福斌,輸電線路設備檔案動態管理系統應用與探究[M].2009(5).
我們對整個系統進行了詳細的分析,系統具有可升級性和可擴容性;系統具有可設置性,管理人員可根據需要對系統進行設置;可實現24小時不間斷監視;系統基于B/S體系構成;視頻碼率連續可調,幀率連續可調,音頻碼率可調;系統支持多種協議(TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP,PPPOE,DNS,組播);中心可進行實時視頻預覽、配置、控制;能實時疊加建筑工地相關信息,工人工作狀態,以及與其他設備的連接。通過建立數字化視頻系統同網絡相聯系可以清楚了解現場的情況實施全方位的監管,這樣給投資方減少投入資本,節省人力物力。監管部門可以通過INTERNET網絡客戶端看見公路施工情況和實時畫面,對工地進行有效的安全管理,保證監控圖像實時回傳并且保存在監管部門服務器上,公路工地監控復雜性要求必須使用移動3G網絡,攝像機使用三星600線30倍變焦寬動態低照度的高速球,要能夠根據現場情況實時推進(需要移動樹桿)全部供電通過太陽能供電。
控制中心一般既可以采用公網接入,也可以采用虛擬專網接入。兩者具有明顯的區別。無論采用哪種接入方式,一般均建議采用2M-10M專線接入。采用虛擬專網接入明顯優于公網接入,因為公網接入就要求控制中心的服務器必須有公網地址,采用虛擬專網接入,相對較靈活但是需要有由申請專門的SIM卡撥入用戶名和密碼采用這種接入方式系統較安全保密性好。相關監管部門對公路建設現場進行監管,因公路工地所處位置偏遠面積較大,相關部分要是派工作人員親自去現場考察要花費大量的人力物力,通過移動網絡與工地總部連接可以清楚的監控現場情況;系統對系統內部設備及用戶信息進行綜合管理。將整個系統的管理、維護工作集中到一臺服務器。通過該系統工作人員利用遠程監控時刻控制設備的運行狀況,及時出現故障,也不用親臨現場,通過網絡修改相關參數即可完成維修工作,這樣與傳統的人工檢測節省大量的時間和資金投入。
2系統應用分析
為應用的實時動態顯示各種信號源的畫面在將以上基于3G網絡的交互式監控體系應用于項目日常質量、進度工作,取得了良好的效果。項目比預計工期提前2個月,通過交互式監控體系發現質量隱患20余處,均進行了整改,質量驗收合格率達到100%。更值得指出的是,和同省近似路段相比,該項目管理人員節約30%,且項目資料完整。而利用3G建設交互式監控體系僅投入50余萬元。這充分說明了基于3G網絡的交互式監控體系高效、便捷、少投入的特點。
3結論
關鍵詞:半干式制砂技術;高品質環保砂石;深化研究
中圖分類號:C29 文獻標識碼:A 文章編號:
1綠色環保及建筑市場的需要
綠色建造技術被列入了國家“十一五”的發展綱要中,國家重視綠色經濟和循環經濟的發展,綠色建造涵蓋了產品生命周期從產品的規劃、設計、施工生產、使用運行、廢棄處置全過程各個環節的環境及資源所涉及的內容,主要包括綠色選址、綠色資源、綠色生產、綠色產品。所以在設計及施工階段就必須從礦山開采、資源利用、能源消耗、粉塵、噪音、廢水處理回收利用等多方面全方位進行綠色建造。
我國因環保與生態建設的需要,《中華人民共和國環境影響評價法》于2003年9月1日起施行,隨著國家限制天然砂石料的開采使用,可供合法開采的天然砂越來越少,建筑業用砂需求有較大缺口,基本是靠小砂石加工廠生產,除水電、核電有專業的施工隊伍負責設計、采購、建設、運行外,其他行業還沒有形成專業化生產,而鐵路、機場的主要結構部分的砼還依然采用天然砂石料,因受建筑工地及天然砂石開采的限制,往往1t天然砂運到建筑工地時,運費已是砂價的6~12倍。而我國天然砂的再生資源已遠遠不能滿足于當地建筑市場的需求量,因供大于求,價格的快速增長,大大加重了建筑業生產成本。
而航空機場跑道、鐵路及高速鐵路工程、公路重要橋梁高性能砼的技術規范標準還沒有放開對人工砂石的使用,就其原因是市場上缺乏高品質的人工砂石料,特別是對高品質砼的人工砂石需求更是建筑業界普遍關注的問題。
高品質的人工制砂綠色環保技術是指在提高生產效率或優化產品效果的同時,又能減少資源和能源消耗率,減輕污染環境質量,促進可持續發展的技術。
2水電與建筑業對人工砂石的品質要求
2.1 水電建設工程對人工砂石骨料的質量要求
水電工程用量較大的砼有大壩常態砼、大壩碾壓砼、大壩反濾料、水工建筑物抗沖磨防空蝕砼等。其中大壩常態的碾壓砼強度雖然不高,按建筑業用砂分屬Ⅲ類,但因其水工建筑物的特性,即混凝土的和易性、保水性、密實性、抗滲性、防裂性、溫度收縮、耐久性等力學指標,而大壩碾壓砼中的石粉含量要求是沒有一個天然砂場能滿足要求的,大壩反濾料的連續級配Ⅰ反、Ⅱ反對砂的不同需要量等,都對人工砂提出了較高的品質要求,水電砼用細骨料(砂)試驗指標與規范質量指標對比見表1。
2.2 建筑工程對高品質人工砂的質量需求
航空機場跑道、鐵路及高速鐵路工程、公路重要橋梁高性能砼是在原GB/T 14684-2001《建筑用砂規范》的基礎上根據各行業設計要求的不同而調整了其中的指標。
表1水電砼用細骨料(砂)試驗指標與規范質量指標對比表
2.3建筑工程對高品質人工骨料的需求
表2粗骨料的有害物質含量限值
粗骨料應采用二級或多級級配,其松散堆積密度應大于1500kg/m3,緊密空隙率宜(應)小于40%,吸水率應小于2%(用于干濕交替或凍融破壞環境條件下的混凝土應小于1%)。
不同行業對人工砂石骨料的技術質量要求也是不同的,主要表現在以下幾個方面:①骨料分級不同;②對骨料中針片狀含量的要求不同;③骨料中連續級配監測控制點不同。
3半干式制砂工藝的特點
半干式制砂技術是在整個工藝流程的生產過程中全面的考慮節能降耗、綠色環保、智能優質的設計理念。
3.1 以破代磨、多破少磨
半干式制砂工藝技術主張以破代磨,多破少磨的設計思路。通過應用半干式制砂工藝技術,在達到或優于人工制砂骨料質量要求的同時,摒棄或部分摒棄一些傳統且高能耗的制砂設備。
對于巖石的磨蝕性偏低,功指數Wi適中的巖石,常采用三段破碎工藝。粗碎采用開路生產,常用的一次破碎設備有:旋回破碎機、反擊式破碎機,采用開路生產。中碎采用閉路生產,常用的二次破碎設備有:反擊式破碎機、圓錐破碎機;制砂三次破碎設備有石打鐵立軸式破碎機,制砂環節配高頻雙層篩分機將3-5mm的粗粒料進入調整石打鐵立軸式破碎機形成開路生產便可獲得優質的成品砂。
3.2前濕后干、干濕混合
毛料含泥量大于2%的巖石,在中碎前的半成品料源須充分沖洗,使骨料中不含泥或其它有害物質,在中碎、細碎過程中采用半干式生產。
3.3智能節能
自動化控制是將其工藝流程控制與生產性試驗調整修正的參數輸入中控系統,中國水電九局研發的“半干式制砂智能化控制技術”,不僅可以使破碎設備處于最佳運行和自我保護狀態,而且還可以和給料設備、給水、高頻篩分連鎖,使工藝流程中的設備總是處于滿負荷運行。嚴格控制生產過程中各環節的用水需求,加入適量水可控制破碎過程中粉塵揚棄到大氣中,節能重點是:水、電、磨耗件,設備滿負荷運行及利用率。
實踐經驗表明,加和不加自動化控制系統,可以使破碎機的效率相差20%~30%。
3.4 綠色環保
砂石加工系統的綠色環保工程,根據不同巖性,在充分了解國際國內破碎加工設備的性能和優缺點及適應性后,采用較先進的優質設備配置,降低原材料的耗損量,保護生態環境。
從設計開始遵照“環境安全”的原則,從設計總圖布置,單體造型,平面布置,給水排水,降噪、除塵、噪音小于80db,空氣中粉塵全是小于30mg/m3,開發使用節能和環境友好的生產設備和生產工藝流程,工廠化生產、綠化空地、硬化通道,骨料和人工砂不需要二次脫水,便為合格產品,砂石含水率控制在3%~4%之間,骨料含水率小于1%,不產生粉塵,實現綠色的制造過程。
4半干式制砂工藝技術在國內水電市場的應用
4.1 半干式制砂技術建設的人工砂石系統統計表
半干式制砂技術建設的人工砂石系統統計表見表3。
4.2在建的沙沱水電站人工砂石系統
沙沱水電站是烏江干流梯級開發方案中的第九級,總裝機容量1120MW;沙沱水電站大壩屬碾壓混凝土重力壩,工程總計有混凝土270.8萬m3,其中常態混凝土119.73萬m3,碾壓混凝土151.07萬m3,砂石加工系統設計規模為粗碎處理能力1500t/h,成品骨料生產能力為1150t/h,共需制備砂石骨料約595.76×104t,其中碎石(特大石、大石、中石、小石)387.24×104t,砂208.52×104t。滿足沙沱水電站高峰月澆筑強度15萬m³萬混凝土所需的砂石骨料。
表3半干式制砂技術建設的人工砂石系統統計表
礦山巖石結構:茅口組O1h厚層、中厚層灰巖,含少量燧石結核和條帶;O1t 地層中厚白云質灰巖,含少量燧石團塊;巖石濕抗壓強度為90~110MPa。巖層產狀N50°E,NW∠7°~N30°W,NE∠10°。采料范圍內包括f1、f2兩條斷層;夾層主要有J4,瘤狀泥灰巖夾泥巖,厚1.8m;裂隙兩組,以方解石脈膠結為主。溶蝕深度約8m,弱風化深度與強溶蝕底界相當。
4.2.1沙沱水電站砂石加工系統流程
沙沱水電站砂石加工系統工藝流程簡圖見圖1。
圖1沙沱水電站砂石加工系統流程簡圖
4.2.2沙沱砂石系統的成品砂石質量指標
沙沱水電站砂石加工系統2007年4月投產,現正利用壩肩開挖料進行生產,經過多次調試,系統成品骨料質量已趨于穩定,主要技術指標見表4。
表4成品粗骨料主要技術指標
4.2.7綠色環保、節能降耗的實測指標
沙沱水電站砂石系統采用的是半干式制砂工藝,生產廢水的排放指標SS≤150mg/L,回收率≥85%,生產噪音≤85dB,空氣中的粉塵含量≤28mg/m3。
5結語
防止施工用水污染原河流勢在必行。濕法制砂沿用棒磨機制砂所排放的大量粉泥會導致河流的嚴重環境污染,要解決粉泥污染投入的費用很大;而干法制砂,當系統規模大于200t/h時,粉塵污染環境的治理費用往往將大于制砂成本。故砂石系統需要對制砂工藝進行研究,采用先進的制砂工藝解決砂石骨料加工中的資源利用、能源消耗、粉塵、噪音、人工砂分級、細度模數及石粉含量問題;粉砂、廢水的回收利用及粉砂的脫水問題;砂石生產的粉塵控制問題;同時,進一步研究新的石粉回收工藝,提高石粉的回收率,既要改善碾壓混凝土性能,達到節能降耗,又要解決環境保護問題,
半干式制砂技術應用于石灰巖、玄武巖、砂巖已有成功事例,說明應用范圍較廣,近幾年來我公司結合工程實例作了大量的工藝試驗與砂石品質試驗研究工作,認為要實現節能降耗、綠色環保應首選半干式制砂工藝技術,特別是在沙沱水電站曾對石灰巖進行的“半干式制砂智能化控制技術”的深化研究取得實效性成果,為高品質人工砂石生產提供了較充分的理論基礎依據。