利用廢棄場(chǎng)地建造大型水泥廠

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，土地資源的合理使用越來(lái)越被重視，保護(hù)耕地的任務(wù)更為艱巨。占用大面積農(nóng)田建水泥廠，特別是建造大型水泥廠，會(huì)造成土地資源的浪費(fèi)。所以越來(lái)越多的水泥廠選擇利用廢棄場(chǎng)地作為建設(shè)廠址。利用廢棄場(chǎng)地建廠會(huì)給工廠建設(shè)帶來(lái)許多的困難，可能增加投資和加大建設(shè)難度．但對(duì)節(jié)約土地資源，保護(hù)生態(tài)具有重大意義，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以下就中國(guó)水泥廠有限公司2×5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)，淺談一點(diǎn)在廢棄場(chǎng)地建廠的設(shè)計(jì)體會(huì)。

　　1 工廠歷史背景     

　　中國(guó)水泥廠有限公司，位于江蘇省南京市龍?zhí)舵?zhèn)東部。該廠始建于1921年，原有五條濕法回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)線(xiàn)，水泥最高生產(chǎn)能力曾達(dá)到50萬(wàn)t/a。1996年建成2000t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)，并在1999年先后廢除兩條濕法回轉(zhuǎn)窯，到2000年形成水泥年生產(chǎn)能力95萬(wàn)噸。2000年中國(guó)水泥廠由海螺集團(tuán)公司并購(gòu)，擬在廠區(qū)范圍內(nèi)建設(shè)兩條5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)和1 50萬(wàn)t/a水泥粉磨站，以替代原有高能耗的三條濕法回轉(zhuǎn)窯，建新廢舊后使水泥生產(chǎn)能力達(dá)到500萬(wàn)t/a以上，給80年老廠注入新的活力。由于新線(xiàn)規(guī)模較大，在老廠生產(chǎn)線(xiàn)區(qū)域內(nèi)布置將影響原有生產(chǎn)線(xiàn)的正常生產(chǎn)，所以選擇利用該廠一個(gè)曾在上世紀(jì)開(kāi)采了近50年廢棄的砂巖礦做建設(shè)場(chǎng)地，項(xiàng)目占地面積約19ha，區(qū)內(nèi)地貌為低山丘陵，地形地貌高低起伏大且土石方工程量較大，并存在著4條斷裂帶不良地質(zhì)構(gòu)造。復(fù)雜的地形地貌和工程地質(zhì)狀況給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了很大的困難。在設(shè)計(jì)開(kāi)始后，建設(shè)場(chǎng)地平整和地質(zhì)勘探并沒(méi)有一次完成，而是隨著設(shè)計(jì)進(jìn)展，原有面積不足，不斷根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行場(chǎng)地平整和補(bǔ)充勘探。

　　2  項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容及工藝要求     

　　該項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作內(nèi)容為2×5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)及150萬(wàn)t/a水泥粉磨系統(tǒng)n生產(chǎn)線(xiàn)的主要生產(chǎn)方案是：石灰石從礦山破碎后直接送至廠內(nèi)石灰石預(yù)均化庫(kù)內(nèi)均化及儲(chǔ)存．均化后送至原料調(diào)配庫(kù)。砂巖破碎后直接送至原料調(diào)配庫(kù)。其它輔助原料、混合材及燃煤來(lái)料．利用老廠原有的鐵路運(yùn)輸進(jìn)廠卸至鐵路旁堆場(chǎng)，然后通過(guò)長(zhǎng)膠帶輸送機(jī)送至原料調(diào)配庫(kù)、水泥調(diào)配庫(kù)及煤預(yù)均化庫(kù)n由于老廠沒(méi)有煤預(yù)均化設(shè)施．?dāng)M與2×5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)共用一個(gè)原煤預(yù)均化庫(kù)。因此，出煤預(yù)均化庫(kù)的原煤除供新生產(chǎn)線(xiàn)外，還需送回老廠，供2000t/d生產(chǎn)線(xiàn)使用，此外砂巖及鐵粉也需考慮預(yù)留至2000t/d生產(chǎn)線(xiàn)通道n原料粉磨采用輥式磨，經(jīng)原料調(diào)配站搭配好的原料送人磨內(nèi)，出磨物料經(jīng)匯風(fēng)箱及收塵器收集后送至生料均化庫(kù)n出均化庫(kù)生料經(jīng)五級(jí)預(yù)熱器、分解爐及西4.8mx72m回轉(zhuǎn)窯煅燒后成為熟料．然后經(jīng)篦式冷卻機(jī)冷卻后進(jìn)人熟料庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存。水泥粉磨為預(yù)粉磨系統(tǒng)，采用兩套咖4.2m×11 m水泥磨，配用RPl 20-80輥壓機(jī)。熟料除供水泥粉磨使用外，其余熟料通過(guò)膠帶輸送機(jī)送回老廠通過(guò)鐵路火車(chē)散裝出廠。成品水泥可經(jīng)汽車(chē)散裝出廠，也可送至包裝后袋裝出廠，水泥袋裝成品站臺(tái)利用老廠站臺(tái)。

　　3 場(chǎng)地條件及設(shè)計(jì)

　　3.1 場(chǎng)地條件復(fù)雜     

　　建設(shè)場(chǎng)地是一個(gè)廢棄的砂巖礦．北鄰已有的兩條鐵路專(zhuān)用線(xiàn)，南面到青龍山灰?guī)r礦北坡，東西長(zhǎng)300m～600m，南北寬約400m，形狀十分不規(guī)整。整個(gè)廠址南高北低、西高東低，基本是小山丘，且深坑高差很大．盡管很多的地方在砂巖礦山開(kāi)采過(guò)程中已回填，設(shè)計(jì)標(biāo)高還是從36cm到7.8m，高差達(dá)到28.20m。建設(shè)場(chǎng)地設(shè)計(jì)8個(gè)臺(tái)段。全廠除主生產(chǎn)線(xiàn)外，基本上是每個(gè)車(chē)間各自一個(gè)臺(tái)段。此外生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)場(chǎng)地的地基復(fù)雜，存在多條地質(zhì)斷裂。諸多的條件限制了生產(chǎn)線(xiàn)的布置，生產(chǎn)車(chē)間需根據(jù)場(chǎng)地及地質(zhì)情況進(jìn)行布置，且新建生產(chǎn)線(xiàn)與老廠關(guān)系緊密，因此車(chē)間布置受場(chǎng)地限制和老廠牽制，導(dǎo)致物料輸送也相當(dāng)繁亂。

　　3.2 輸送廊道設(shè)計(jì)     

　　物料的輸送既要滿(mǎn)足2×5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)要求，又要兼顧到送回2000t/d生產(chǎn)線(xiàn)。物料不僅需長(zhǎng)距離來(lái)回交叉輸送．還需跨過(guò)鐵路和穿過(guò)臺(tái)段，全廠僅膠帶輸送設(shè)備就46臺(tái)(套)，輸送設(shè)備長(zhǎng)度達(dá)4.45km以上，全廠輸送廊道設(shè)計(jì)十分復(fù)雜。為此設(shè)計(jì)時(shí)考慮盡量使輸送廊能相互兼顧采用廊道多層布置，并且在一層上平行布置多條膠帶輸送機(jī)，形成平行多層布置及平行交叉布置。進(jìn)出車(chē)間的輸送轉(zhuǎn)運(yùn)站盡可能上下重疊在一起。另外，在走向布置方面有條件處盡量順著臺(tái)段布置。且沿著低的臺(tái)段邊走，使輸送廊道看起來(lái)更緊湊整齊。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)建成后的輸送廊道無(wú)論從實(shí)用功能方面還是美觀方面，都取得了良好的效果。

　　3.3  生料均化庫(kù)設(shè)計(jì)     

　　生料均化庫(kù)通常設(shè)計(jì)是盡量靠近窯尾，目的是原料輸送和窯尾喂料更加便捷，開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)均化庫(kù)按正常布置靠近窯尾。但在施工中發(fā)現(xiàn)窯尾與均化庫(kù)之間正好有一條地質(zhì)裂縫，只能將均化庫(kù)與窯尾拉開(kāi)了一段距離，可拉開(kāi)距離后的均化庫(kù)位置正處在臺(tái)段半坡，另一半基礎(chǔ)已落在回填土上，對(duì)庫(kù)的安全及施工很不利，最終確定把均化庫(kù)基礎(chǔ)整體外移5.0m至下一個(gè)臺(tái)段。但為保證工藝的順暢，在基礎(chǔ)施工后回填至上一個(gè)臺(tái)段，使均化庫(kù)的出料部分仍布置在與窯尾同一個(gè)臺(tái)段。這樣生料均化庫(kù)基礎(chǔ)深近1 8m左右，盡管設(shè)計(jì)難度很大，最終確保了工藝流程通暢。

　　3.4  熟料庫(kù)設(shè)計(jì)     

　　熟料庫(kù)的設(shè)計(jì)曾是設(shè)計(jì)中一個(gè)爭(zhēng)論焦點(diǎn)，因?yàn)槭炝蠋?kù)所處位置是一個(gè)南北寬75.0m左右孤立的砂巖小山丘。曾經(jīng)設(shè)想直接利用天然山體做為熟料庫(kù)，在山頂上挖一個(gè)直徑西60m的深坑，坑壁做混凝土庫(kù)壁  及防水層，頂部加上防雨頂蓋，然后底部做3條出料隧  道，其形式相當(dāng)于一個(gè)加高的φ60m~40.5m熟料庫(kù)，由  于庫(kù)壁可以做高20m以上．熟料儲(chǔ)存量可以達(dá)到正常  φ60m熟料庫(kù)儲(chǔ)存量的1.5倍。為實(shí)施此方案，由地勘部門(mén)對(duì)小山丘再次進(jìn)行工程地質(zhì)勘探工作．其結(jié)論意見(jiàn)是：確定熟料庫(kù)位置正處于抗震不利地段，孤立的小山頭可能在今后甚至施工爆破過(guò)程中造成順層平面滑坡n地質(zhì)構(gòu)造屬于砂巖和頁(yè)巖交互成層，巖體破碎抗水平推力較差，不能成為庫(kù)壁，且泥質(zhì)頁(yè)巖層  滲水嚴(yán)重。最后從安全穩(wěn)定性考慮，放棄了此方案。只能將山丘從57.0m削平至36.0m建造一座熟料庫(kù)，分為上下兩部分，上部分為常規(guī)的西60m×40.5m熟料庫(kù)形式，下部借助山體優(yōu)勢(shì)，從36.0m平面往向下多挖6m深，然后再做3條出料隧道，這樣比常規(guī)咖60m熟  料庫(kù)增加儲(chǔ)量近15%。盡管本工程沒(méi)能實(shí)現(xiàn)利用天然山體做熟料庫(kù)的方案，但這是個(gè)大膽的開(kāi)闊思路的設(shè)想。如果能順利實(shí)施將在我國(guó)水泥熟料儲(chǔ)存庫(kù)形式方面首開(kāi)先河。在減少投資和工程量方面都不失為一個(gè)好的方案，可為今后的設(shè)計(jì)所借鑒。  

　　4 設(shè)計(jì)幾點(diǎn)體會(huì)

　　4.1 老廠改造盡量利用廢棄場(chǎng)地建新廠     

　　隨著水泥工業(yè)的不斷進(jìn)步，許多高能耗，低環(huán)保的老水泥廠需要技術(shù)升級(jí)改造，工廠往往有一些形狀不規(guī)整，沒(méi)有完整性的場(chǎng)地，因不好使用而一直被擱置，這是一種很大的資源浪費(fèi)，建造新廠時(shí)應(yīng)盡量考慮利用．盡管建設(shè)有更多難度及投資增大，但對(duì)保護(hù)資源是值得做的工作。如何合理利用各種廢棄場(chǎng)地將會(huì)成為未來(lái)水泥廠建設(shè)的新課題。

　　4.2  因地制宜設(shè)計(jì)生產(chǎn)線(xiàn)     

　　由于廢棄場(chǎng)地多為不規(guī)則地形或不良地質(zhì)構(gòu)造，布置往往不能按常規(guī)方式設(shè)計(jì)，要根據(jù)地形地貌，因地制宜合理布局生產(chǎn)車(chē)間，再根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況由工藝與總圖專(zhuān)業(yè)結(jié)合反復(fù)調(diào)整修改，有時(shí)即使按開(kāi)始設(shè)想的方案完成設(shè)計(jì)，但與實(shí)際場(chǎng)地結(jié)合后，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題而推翻原方案重新設(shè)計(jì)，只有不厭其煩地修改，才能真正充分利用好場(chǎng)地，做出最佳的設(shè)計(jì)方案。

　　4.3 設(shè)計(jì)力求實(shí)用美觀工藝通暢     

　　因?yàn)橹T多的條件限制了生產(chǎn)線(xiàn)的布置，車(chē)間布置及廠區(qū)輸送會(huì)較復(fù)雜，如果與老廠有牽連，設(shè)計(jì)會(huì)更加復(fù)雜．設(shè)計(jì)難度會(huì)更大。如果布置不當(dāng)，會(huì)使全廠顯得很凌亂．因此設(shè)計(jì)中需綜合考慮各種因素，努力利用地形條件，力求使設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足生產(chǎn)要求且工藝流程順暢外，更加美觀一些，其結(jié)果是在廢棄場(chǎng)地上建造的工廠也同樣整齊、緊湊、美觀。    
中國(guó)水泥廠有限公司利用廢棄土地，建設(shè)的2×5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)和粉磨站，獲得很大成功。從2003年初開(kāi)工至2005年2月，兩條5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)利用不到三年時(shí)間先后建成投產(chǎn)驗(yàn)收。經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)，5 000t/d的生產(chǎn)線(xiàn)已日產(chǎn)達(dá)到近6000t，2006年生產(chǎn)水泥500萬(wàn)t，產(chǎn)值8億元，利潤(rùn)達(dá)1億元，取得了理想的生產(chǎn)效果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用廢棄土地建造大型水泥廠，發(fā)展前景廣闊，可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

總平面圖