淺談露天煤礦土石方剝離施工技術

1 工程概況

大唐呼倫貝爾能源開發有限公司順興煤礦土石方剝離工程，順興煤礦位于陳旗煤田寶日希勒礦區的東部，行政區劃隸屬內蒙古自治區呼倫貝爾市海拉爾區謝爾塔拉鎮，其地理坐標為東經119°52'13″～119°53'58″，北緯 49°24'27″～49°25'27″，礦田面積 1.936km2，本礦開采境界內商品煤量為11.321Mt。2013年末順興礦綜合技術指標:采場地表東西走向長:260m，采場南北傾向寬:1040m，采場坑下東西走向長:50m，采場坑下南北傾向寬:520m，最大開采深度:77m，向東平均推進度:230m。向南平均推進度:80m。

2 主要工程數量

(1)2013年，剝離量400萬m3，加權平均運距1600m，加權平均提升高度62m;(2)2014年，剝離量420萬m3，加權平均運距1650m，加權平均提升高度70m。

3 工程特點

(1)本工程業主基本生活設施已形成，施工單位生活設施場地基本平整，施工用房搭建比較簡單，工程量較小，因此，施工準備時間可以稍加縮短。(2)本工程規劃礦山生產能力20Mt/年;本期工程6.0Mt/年，日強度開挖比較高，需要配備配套先進設備，才能保證生產計劃按期完成。(3)本工程剝離土石方數量較大，垂直施工道路布置較為復雜。施工總工期比較寬松，跨越1個冬季和2個雨期。施工場地較大，便于展開大型機械設備剝采土石方施工。(4)本工程地屬內蒙古少數民族地區，自然環境相對艱苦，加強對職工隊伍的教育和管理，以確保工程施工的順利進行。

4 施工方案

根據本工程實物工程量、總工期要求，結合本提前單位綜合實力及現場等實際情況，為確保實現本工程質量、安全及工期的建設管理目標，總體指導思路是:(1)提前施工準備，運輸道路先行;上足機械設備和施工作業人員，考慮均衡生產，提高機械設備利用效率，施工工序前后兼顧、合理銜接，減少干擾。(2)本工程項目部下設二個剝離施工作業隊，采場組織有序自上而下分層開拓平盤(作業層高為4.0～6.0m，終了時并幫階高為12.0m)，平盤寬為30.0～40.0m，采剝時各水平盡量增大平行作業施工期，同一時間推進擴幫，以保持良好的施工秩序，加快擴幫、降深施工進度。排土場采取扇形、逆時針序排棄方式，由低向高逐水平進行，適當設置掌道加固，使渣土棄至平盤邊緣并壓實平整。(3)土石方剝離采用大斗容挖掘機采裝及大噸位自卸汽車運輸，排土場集土和平土采用大功率推土機。機械設備維修配備維修專業技術人員。邊坡采用大斗容挖掘機和人工刷坡。排土場采用大功率推土機推平并分層整平壓實。

5 施工方法、工藝

土石方剝離工藝流程:施工準備→施工測量→運輸道路施工→挖土石方與裝車→運輸→排棄→推土機輔助平整作業。

5.1 施工測量

(1)執行《煤炭系統測量規范》、《控制測量規范》、《礦山測量規范》、《工程測量規范》，遵守國家對露天礦有關技術規定。(2)施工前放出各采區的邊界控制樁，并在各采區邊界線設置控制樁，每20.0m×20.0m設置出方格網，以控制各采區邊線和標高。(3)采剝土石方工程測量必須根據組織設計和施工進度計劃進行放樣，監督施工執行情況，定期驗收工程進度、質量、工程量和測繪反映工程現狀的平、剖面圖。

5.2 運輸道路施工

(1)道路修整。本工程施工時需要修筑采剝場區至排土場的運輸道路和采剝場區內的臨時道路，運輸道路路面寬不小于14.0m，道路路基需要用碎石加固。各個臺階之間均采用臨時道路連接，路寬為12.5m，坡度不大于8%。道路修筑采用挖掘機和推土機等施工機械分段修筑，施工遇巖石時報請業主采用鉆孔控制爆破開挖，路基成形后在路基旁邊開挖臨時排水溝。

(2)道路維護。在該工程項目部下設一個道路維護隊主要負責道路日常維修工作，確保施工期間道路暢通和工程施工的順利進行，道路維護隊配足機械設備和維修人員，避免因道路質量問題而影響工程進度或造成安全事故。

5.3 土石方剝離

(1)拉溝及降段延深。在工程開工的前期，確保在有效的開采范圍內布置多臺機械設備，分2～3條線同時拉溝作業。在具備打幫作業施工時，再投入足夠多的機械設備進行擴幫施工作業。當上一個平盤推進到一定程度時，要盡早進行降段延深施工作業，這樣就可以將所有的機械設備在最短的時間內投入到采剝土石方施工生產中去，就可以足夠的爭取時間，確保工程施工進度。

(2)臺階工作面開拓。采剝山坡地段的工作是分臺階逐層自上而向下進行的(有條件情況下可以從山坡的中下部進行開拓)，在山坡適當位置拉開初始工作面就可以進行新臺階的推進工作。初始工作面的拉開是指向山坡的一面有溝的單壁溝。當采剝山坡地帶為較松軟的表層土或被風化石覆蓋表層時，直接可以采用大功率推土機在選定的水平推出開采工作平臺見(圖1);也可采用大斗容挖掘機開挖出工作平臺見(圖2)。

(3)土石方挖運。結合本工程的特點，以及我公司的現有裝備水平，決定挖運機械配備為:以4.0m3以上斗容液壓挖掘機采裝為主，裝運采用375馬力以上自卸汽車。用斗容2.2m3挖掘機做清理和修幫工作。邊坡在挖掘機整修后，人工配合刷坡。土石方在剝離施工前，考慮在開挖區邊界線設置控制木樁，再確定土石方剝離的準確范圍，根據劃分的土石方開挖范圍，精確注明剝離高度、寬度，自上向下分層剝離土石方的施工方法進行開挖。采用大斗容挖掘機開挖土石方剝離時，先將剝離的土石方直接裝運到大噸位自卸汽車上，由大噸位自卸汽車運至設計指定的排土場內。

5.4 排土場施工

本工程選擇低土高排，采用大功率推土機排土，大噸位自卸汽車運輸翻卸土巖，大功率推土機推土、平整場地和整修場地公路。排土場建設過程中采取扇形排棄方式，由低向高，隨采場工程位置的進度分別形成水平，適當設置掌道加固，使排土棄至境界邊緣并壓實。(1)項目部下設施工作業隊安排專人、專用機械設備負責排土場管理和維護;(2)工程采用從下到上分層方式排土，每層厚度為3.0～5.0m。大噸位自卸汽車先將棄渣卸在各平臺，由大功率推土機鋪筑并壓實的形成逐漸升高的運輸道路，必須棄在設計指定的范圍內堆放棄渣場內。(3)排土方式采用大噸位自卸汽車運輸，大功率推土機推土方式(圖3)，大噸位自卸汽車將廢土翻卸到排土場邊緣后，再用大功率推土機將其排出。大噸位自卸汽車運輸大功率推土機的汽車進入排土場后，沿排土場臨時運輸道路到達卸土段，并進行調車，使大噸位自卸汽車后退停于卸土帶背向排土臺階坡面翻卸土巖。為此，排土場上部平盤需沿全長分成行車帶、調車帶和卸土帶。調車帶的寬度要大于汽車的最小轉彎半徑，一般設計為5.0～6.0m;卸車帶的寬度則取決于巖土性質和翻卸條件，一般為3.0～5.0m。(4)大噸位自卸汽車裝載土石方運至排土場，在確保施工作業安全的前提下，盡量靠近階段邊緣，排土場階段邊緣堆筑安全墻，安派專人指揮大噸位自卸汽車倒車，使物料直接排入排土場內。大噸位自卸汽車卸載后，其車斗復位后才可上路行駛。大功率推土機將遺留在工作平臺的部分或全部剝離物推入排土場。大功率推土機推土時其犁板不能超出排土臺階的坡頂線，以防前翻。(5)為了保證排土場的施工作業安全，排土場的臺階旁邊可以采用大功率推土機修筑高為0.8～1.2m的安全車擋(圖4)。同時，還在排土場地四周、距離排土場坡腳為15.0～18.0m修筑攔土壩，土壩高度為2.0～3.0m，以便攔截排土過程中臺階滾落的碎石塊，確保施工作業安全。

5.5 采場防排水

根據采區地形特征情況，為防止地面水流入采掘場內，在采場邊界處開挖排水溝，并將開挖出的土方做成簡易攔土堤。在采場內設截水溝、導水溝，在采場底部開挖集水坑采用明排方式，必要時采用潛水泵進行疏干，在雨期增加臨時排水設備，確保施工現場干燥無積水。

6 施工技術措施

(1)為保證雨季施工，開工時，先將坡頂截水溝做好，截住山水，另修臨時順水坡和排水溝，保證施工現場不積水。(2)根據當地氣象局大雨、暴雨來臨前預報情況，組成有項目部領導參加的檢查小組，對各施工作業點、生活區進行安全檢查，并組織設備、人員撤離危險區，做好防大雨、暴雨的安全工作;必要時對一些臨時設施進行加固。(3)施工現場生產應根據預報做出科學的判斷，做出停止生產或繼續生產的決策，如不能生產，設備機械應撤到安全地帶。

7 結 語

通過對大唐呼倫貝爾能源開發有限公司順興煤礦土石方剝離工程施工技術探討，作為南方地區的建筑施工企業，露天煤礦土石方剝離施工還是比較少見，這就要求我們在今后的施工生產中，不斷加強學習、積累出更多更好的經驗，以適應施工市場的需要。

[1]《露天煤礦工程施工及驗收規范》.(G59175-1993).

[2]《金屬非金屬礦山安全規程》.(GB16423-2006).

[3]《金屬非金屬礦山安全標準化規范露天礦山實施指南》.(GAQ2007.3-2006).