某白云巖露天礦山開拓道路設計變更研究

楊慶明 羅領俊

(1.貴州錦豐礦業有限公司，貴州貞豐 562200;2.海口經濟學院工程技術學院，海南海口 571127)

1 概述

某白云巖礦區由南北兩個礦段組成，礦區面積1.339 5 km2，開采深度為+245 m以上。礦區內部和外部交通都比較發達。礦體分布于礦區東南雞心坳一帶，平均寬度達350 m，探明礦體的長度約800 m，礦體出露于地表呈北西—南東方向分布。礦體巖石屬于硬質巖石，巖性比較單一，巖石整體強度比較高，工程力學性質好，不易變形破壞。礦體部分沒有任何斷層通過，褶皺構造十分完整。

為盡快產生經濟效益，一期工程僅在礦體出露地表且交通便利的北部礦體實施生產，規模僅為20萬t/年。現為達到50萬t/年的設計產量，開始按照設計修筑開拓公路，向南部礦體實施開拓剝離工程。

2 公路開拓運輸線路布置的要求

2.1 公路開拓運輸的優缺點

廣義上來講，包含各式汽車、前端式膠輪裝載機或膠輪式鏟運機等生產運輸設備的開拓方式稱之為公路開拓運輸。公路開拓運輸具有機動靈活、對各種地形適應性強、基建時間較短、基建投資較少等優點。其主要缺點是噸公里運輸成本高并且污染較大等。

2.2 公路開拓運輸線路布置要求

據有關統計的露天礦山數據顯示，其中運輸費用約占總的礦石開采成本的40%～60%，因此其運輸線路的合理布設對于露天開采的成本控制起到非常重要的作用［1］。尤其是在本礦山，白云巖礦利潤較低，控制其成本尤顯重要。

考慮到本礦山實際情況并結合相關規范要求［2］，露天礦山公路開拓運輸線路布置有如下要求:

1)線路需滿足所在礦山開采工藝以及礦山總平面圖布置的要求，即在保證各開采水平的礦巖均能夠暢通拉運至選定的礦巖卸載點的同時，又能使每個開采水平的運輸線路隨著生產推進在不同時期都能與各輔助生產工藝形成較完整的裝運排體系。

2)執行的線路技術等級和參數，應符合相應的設計技術規定。在保證行車安全的基礎上，最大限度發揮所使用運輸汽車的效率，以期節約成本和創造效益。

3)露天礦采坑內部新水平準備以及工作面上的運輸線路，如非特殊條件限制應盡可能采用移動線路，并將線路布設在工作面推進速度相對較慢的區段和在礦巖接觸面上盤附近，且該線路方向應與固定線路和聯絡線路保持同向，確保避免反向拉運。

4)仍需遵循一條通用規范，即運輸線路應布置在工程地質和區域水文地質條件好的地段。固定、半固定線路按規定一般只允許修筑挖方路基，如遇山坡開采的極個別條件惡劣而又無法回避的地段，才考慮局部填方(一般不應大于路基寬度的1/4～1/3)，但其邊坡一定要進行加固處理，保證邊坡穩定性。

5)為控制運輸線路長度，線路布置盡可能平直，并減少彎道和回頭曲線。深凹露天礦運輸線，要回避在高邊坡部位布設線路彎道與回頭曲線，并盡可能少在采坑深部布設回頭曲線。

6)本露天白云巖礦山開拓前期為山坡露天礦，因此上山道路在經過露天采場內部時，理應充分考慮爆破作業對線路正常使用的影響。為保證礦巖拉運暢通，應盡可能布設成環行路。

7)本露天白云巖礦后期將轉為深凹露天礦，總出入溝的位置和標高的確定，應結合選廠、排土場以及修理廠等的相對位置和標高，以確保礦巖不反向運輸來增加拉運成本。控制采場內外重車的上坡線路長度，非確有必要，應考慮重車最大限度下坡向行駛。

3 開拓道路設計存在的問題

3.1 原開拓道路設計概況

按照原設計，南部礦床開拓從一期采場出入溝旁到礦區南部標高+340 m修建一條上山公路到達最高水平平臺，作為總出入溝。然后進行首采區段+340 m水平的層面開拓，為了減少基建工程投資，加速礦山建設，盡快獲取經濟效益，礦床所有新層面的開拓位置均應盡量選擇靠近總出入溝口處，并盡可能沿著最終邊幫布線開溝。

設計開拓道路長1 345 m，路基寬度為8.5 m，路面寬度為6.5 m，路面為泥結碎石，施工按照三級道路標準要求進行作業和驗收。

原設計開拓道路與開拓境界相對位置見圖1。

3.2 存在的問題

在開拓工程招投標完成后，隨即中標單位進行開拓道路的修筑上山工作。業主方測設提供了控制坐標點作為施工現場的基本點，施工方嚴格按照原設計的道路中心點和拐點坐標進行測設埋樁。在施工過程中暴露一些問題，總結如下:

1)地形圖較為老舊，地形局部不符，工程量計算不準確;2)總出入溝入口處穿越采場的變壓器龍門桿;3)離總出入溝入口約42 m處，穿越現有工具房;4)04號樁與拐點1之間為原排土鐵路線，雖然鐵路現在已經拆除，但該線路標高與上述兩點標高差約5 m，形成一條溝，增加了填方工程量;5)由拐點1至08號樁約長100 m的線路中心線位于原排土鐵路線邊坡上，且工程地質條件差，不僅增加大量填方工程量，且護坡費用高，施工難;6)由15號樁～18號樁長約180 m，中間包括5段拐彎曲線，在地質地形圖上顯示坡度非常小，但具體施工中發現，這一段穿越原排土場一角。這一段地質條件差，挖方工程量巨大，護坡工程量也較大，原設計并未考慮到;7)由19號樁～20號樁長約205 m，包括4段拐彎曲線，道路中心線沿原巖斜坡延伸，增加了爆破工程量;8)14號拐彎曲線的起點ZY14與曲線中心點QZ14之間有一條自上而下的沖溝，雨季對路面影響較大，原設計未予以考慮。

4 開拓道路設計變更方案

4.1 變更原則

1)露天礦山道路設計，應根據礦山地形、地質、開采境界、開采推進方向，各臺階(階段)標高以及卸礦點和廢石場(排土場)位置，并密切配合采礦工藝，全面考慮山坡開采或深部開采要求，合理布設線路。當地形或地質復雜時，采用紙上定線后，應到現場核實、校正。在礦山開采境界內，宜采用挖方路基［3］。

2)經濟合理，滿足技術參數要求，保證安全。

3)以重新測量繪制的局部地形圖為依據進行科學設計。

4.2 變更內容及變更后的線路布置

變更內容如下:在地質地形圖上有一條原排土場廢棄排土公路，經過多年的排土碾壓，路基非常密實，現考慮到實際情況，開拓公路應充分利用該排土公路，工程量將大為降低。

線路更改后，主要沿上述廢棄排土公路延伸，并沿該廢棄排土公路中心線，以左右各50 m的標準進行局部地形圖更新。線路更改后，避開了原鐵路排土線，直接解決了問題1)～問題5)。針對問題6)，在新的設計中，因此段附近較為平緩寬闊，將此段路線向東南方向偏移約6 m，直接避開原排土場坡腳。針對問題7)，因該處為原排土場路線，外緣較為寬闊，且已壓實，向外緣移動約6 m，經簡單修整即可施工，避免了該處的淺眼爆破，既控制了成本，又控制了風險。針對問題8)，經業主、施工和設計方會商和研究，修筑集水池和排洪溝，避免雨季對道路的破壞。線路技術要求不變，更改設計后，施工難度降低，達產日期提前，經濟效果明顯。

變更后的線路見圖2。

5 結語

在開拓道路設計中，資料是進行設計的主要基礎和依據，收集的第一手資料務必要詳實準確，避免出現本例中地形地質圖不準確的情況。作為設計單位和設計人員，一定要在設計前務必進行實地踏勘，避免因資料和接收信息等主客觀原因造成的圖紙和實地差異，及時與建設方、施工方溝通聯系，根據現場反饋及時提供技術支持和解決方案。

［1］高永濤，吳順川.露天采礦學［M］.長沙:中南大學出版社，2010.

［2］《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊［M］.北京:冶金工業出版社，1991.

［3］GBJ 22-87，廠礦道路設計規范［S］.

［4］王 青，史維祥.采礦學［M］.北京:冶金工業出版社，2001.

［5］董武斌.峨口鐵礦開拓系統的優化改造［J］.露天采礦技術，2006(5):37-38.