道路反光輪廓標識在萊比塘銅礦的應用研究

李健，宋自平，黃鑫，張定文

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610037)

1 工程概述

緬甸萊比塘銅礦露天采場為深凹型礦坑，采用高15 m 的臺階分層穿孔爆破、大型液壓挖掘機采裝、大型礦用自卸車運輸的開采工藝[1]。礦山采礦工作制度采用四班人員三班倒作業的連續工作制，即330 d/a，3 班/d，8 h/班。白班從6:30～14:30，中班從14:30～22:30，夜班從22:30～次日6:30。因此，夜間施工時間占了每天施工時間的一半，50%以上的生產任務是在夜間完成的。

采礦施工均采用大型礦用自卸車運輸，廢石運到廢石場排放，礦石運到坑口破碎站或3#堆浸場筑堆。為確保交通安全，采坑內道路、到廢石場道路、到堆浸場道路等所有通行大型礦用自卸車的道路臨邊均用礦巖石渣料做了安全擋坎。礦區采剝運輸道路里程超30 km，彎多坡陡、車流量大，道路均未設置專門照明設施，加上礦用自卸車體型巨大、盲區較大，且燈光普遍較弱，道路邊沿安全擋坎在夜間行車時不明顯，傳統的臨邊防護設施難以讓駕駛員在夜間工作時保持視野清晰、快速辨識道路輪廓，而視野是保證安全行駛的一個重要因素[2]，常發生駕駛員不能準確或及時判斷道路邊沿而導致沖撞道路安全擋坎的事件，給礦用自卸車的安全運行帶來了極大的困難，安全風險很高。因此，礦用自卸車在夜間的行車安全風險嚴重制約了車輛高效運行，同時也給項目的安全管理工作提出了嚴峻挑戰。為確保礦山夜間生產行車安全，結合礦山特點對礦區道路設置反光輪廓標識進行研究，集中解決大型礦用自卸車夜間運輸的行車安全問題，以確保礦山夜間施工安全，提高夜間施工效率和項目HSE 管理工作水平。

2 礦用自卸車主要參數及露天礦山道路特點分析

2.1 礦用自卸車主要參數分析

萊比塘銅礦露天采場選用的是NTE260（載重236 t）電動輪自卸車和TR100（載重91 t）剛性自卸車兩種礦用自卸車，NTE260 電動輪自卸車與斗容為22 m3的PC4000 液壓正鏟挖掘機匹配，僅用于露天采場上部大規模的廢石剝離運輸，TR100 剛性自卸車與斗容為11 m3的PC2000 液壓正鏟液壓挖掘機、斗容為12 m3的PC2000 液壓反鏟液壓挖掘機等匹配，用于廢石剝離運輸和采礦運輸。

TR100 自卸車長10.82 m，寬5.15 m，高4.85 m，軸距為4.57 m，輪距為3.76 m，最小轉彎半徑15 m，照明燈光設置2 組，每組2 只，在車前端水平布置，距地面高度約2.7 m，左、右燈具間距離約2.7 m，駕駛室高度約4.0 m。

NTE260 電動輪自卸車長14.40 m，寬8.35 m，高7.40 m，輪距為6.3 m，軸距為6.4 m，最小轉彎半徑15.2 m。照明燈光設4 組，每組2 只，在車前端矩形布置，燈具距地面高度下排約2.50 m、上排約4.25 m，左、右燈具間距離約2.75 m，駕駛室高度約6.0 m。

從上述數據看出，為避免車輛交匯時駕駛員產生炫目影響交通安全，礦用自卸車等礦山施工運輸設備的燈具設置高度一般遠低于駕駛室的設置高度。另外，為避免跟車行駛中后車燈光影響到前車駕駛員視線，礦用自卸車的燈光一般不設直射遠光燈，燈光照度也不強。由于車輛本身的體型巨大，礦用自卸車的燈具設置距地面也較高。

2.2 露天礦山道路特點分析

萊比塘銅礦礦區道路根據通行的車輛參數進行設計，除個別地方因地形限制外一般均按雙車道設計。為確保行車安全，單車道的道路凈寬一般按2.5～3 倍車寬，雙車道的道路凈寬按3.5～4 倍車寬考慮。在露天采場中下部坑內礦石區，只考慮通行TR100 礦用自卸車，雙車道設計寬度按TR100 礦用自卸車寬度的4 倍左右，即20 m 寬設計。在礦坑上部廢石剝離區道路及到廢石場、堆浸場等區域的坑外道路需要考慮通行NTE260 電動輪自卸車和TR100 礦用自卸車兩種車型，雙車道設計寬度按NTE260 電動輪自卸車寬度的3.5 倍左右，即30 m寬設計。

在所有道路臨邊側均設置了安全擋坎，擋坎高度按道路通行車輛最大輪胎直徑的1/3～3/5 考慮，礦區道路通行的車輛最大輪胎為NTE260 電動輪自卸車的50/80R57 輪胎，直徑約為3.6 m，礦山道路臨邊坡度一般均較高，故道路的安全擋坎高度取大值，按2.2 m 設計，礦坑下部僅通行TR100 自卸車的安全擋坎高度按1.6 m 設計。安全擋坎按就近取料原則采用礦巖爆渣堆筑，按萊比塘礦山普通松散石方的邊坡角 37°選擇安全擋坎筑堆坡度，取1:1.327，擋坎頂寬按1.0 m 考慮。礦區道路典型斷面見圖1 和圖2。

圖1 萊比塘礦坑下部道路典型斷面（單位：m）

圖2 萊比塘礦區上部道路典型斷面（單位：m）

為避免另設照明系統讓礦山大型自卸卡車的駕駛員因燈光交叉照射產生地貌陰影干擾其分辨道路，露天礦山一般不專門設置夜間照明系統，夜間施工照明全部依靠設備本身的照明燈光。另外，為了降低施工成本，礦山運輸道路邊沿的安全擋坎一般采用就近爆渣物料堆筑，顏色與道路相近，夜間行車時由于車輛燈光較弱不易快速辨認出安全擋坎，加上礦山自卸卡車體型巨大，易發生駕駛員不能準確及時識別道路邊沿輪廓（或判斷失誤）導致沖撞安全擋坎引發交通安全事故的情況。

3 礦山道路反光輪廓標識設置研究

根據礦山工程道路及其安全擋坎設置高度特點、礦用自卸卡車特點及礦山道路的交通規則特點，對反光輪廓標識的材料、設置高度、設置間距及施工方法等進行系統研究和應用。

3.1 道路反光輪廓標識的設置高度

根據NTE260 電動輪自卸車和TR100 礦用自卸車的參數特點，兩種車型的燈光設置高度為2.5～2.7 m，駕駛員的視覺高度TR100 自卸車約為4 m，NTE260 電動輪自卸車約為6 m，兩種礦用自卸車照明前燈、駕駛室設置高度及輪胎類型和直徑等參數數據見表1。

表1 萊比塘銅礦自卸車的相關參數數據

從表1 中的數據可以看出，礦用自卸車不論載重量大小，其照明前燈的設置高度基本都處于其配置的輪胎頂部附近，而駕駛室的設置高度均高于其配置的輪胎頂部。因此，為使汽車照明燈光對道路反光輪廓標識有較好的入射角、駕駛員對反光輪廓標識有較好的觀察角，反光輪廓標識的設置高度應盡量與汽車照明燈光齊平或略高于汽車照明燈光。另外，由于礦山車輛體形巨大，道路路面較寬，駕駛員對反光輪廓標識的觀察距離較遠，如輪廓標識面積過小，會導致反射亮度不足，不能清晰地凸顯道路邊界輪廓[3]，故反光輪廓標識應具有較大的尺寸以提高其醒目性。

根據萊比塘銅礦項目的特點，為了保證礦用自卸車的行車安全，礦山道路臨邊安全擋坎設置高度約為道路通行車輛輪胎直徑的3/5。因此，將反光輪廓標識設置在道路安全擋坎上可以節約很大一部分施工成本。另外，根據礦山工程的特點，礦山設備每年要消耗的特種油料不少，廢棄的油桶較多，且油桶均為200 L 左右的閉口鐵桶，尺寸為高0.88 m、直徑0.58 m 的圓柱形，將這些廢棄的閉口鐵桶貼上反光膜或刷上反光漆[4]做成反光桶，并放置于道路安全擋坎上，其總高度基本接近或略高于自卸車照明燈光的高度，不但能滿足礦用自卸車對反光輪廓標識入射角和觀察角的要求，還能滿足大型自卸車駕駛員對道路反光輪廓標識醒目性的需求，并通過廢物回收利用大幅降低道路反光輪廓標識的成本。

綜上所述，將道路反光輪廓標識設置在高度為礦用自卸車輪胎高度的3/5 的道路安全擋坎上，既可增加反光輪廓標識的設置高度，滿足高度要求，又可降低施工難度，減小工程量。設置的道路反光輪廓標識高度確定為道路安全擋坎加上閉口鐵桶的高度，即礦坑上部道路約為3 m，礦坑下部道路約為2.5 m。

3.2 道路反光輪廓標識的設置間距

萊比塘銅礦采用的礦用自卸車的設計滿載最大行車速度見表2。

表2 礦用自卸車的設計最大行車速度

根據上表的統計資料，結合萊比塘銅礦項目對礦區道路交通安全的綜合考慮，礦區道路車輛的運行速度在礦坑內一般為10～20 km/h，即3～6 m/s，坑外到堆浸場、廢石場等平路段一般為30～40 km/h，即8～11 m/s。根據相關研究，人眼在中等強度光線刺激下，視覺暫留時間約為0.1～0.4 s[5]，如果設置的反光輪廓標識過密，則會對駕駛員的視覺產生過度刺激，易導致視覺疲勞，反之，如果不設置反光輪廓標識或設置過稀，駕駛員為了辨別道路邊界輪廓就會處于經常性緊張狀態，也易導致駕駛員產生疲勞，反光輪廓標識設置不合理，會導致逆反射效應造成駕駛員注視點變化頻繁、心里緊張、識認困難，影響行車安全[6]。在公路工程中，高速公路每隔約8～16 m 就設置一個反光輪廓標識，即在高速行駛中每隔0.4～0.5 s 就通過一個反光輪廓標識，確保行車安全。通過對礦山道路和礦用自卸卡車的夜間行駛研究，礦用自卸卡車形體巨大，車速較慢，對駕駛員的反應要求也不如高速公路上行車時那么快，在夜間一般每隔1～2 s 通過一個反光輪廓標識會讓駕駛員既能立即識別道路輪廓邊線，又感覺視覺舒適不易疲勞。因此，在設計道路反光輪廓標識的設置間隔時，應根據道路的限速要求分別考慮，按自卸卡車1～2 s 通過一個反光輪廓標識進行設置，具體設置為限速20 km/h 路段8 m/個、限速40 km/h 路段12 m/個，轉彎路段加密敷設。

3.3 道路反光輪廓標識的施工

道路反光輪廓標識應與道路、臨邊安全擋坎同時施工，同時投入使用，以保證道路夜間運輸交通安全，施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 萊比塘銅礦道路反光輪廓標識施工工藝流程

3.3.1 礦區道路及臨邊安全擋坎施工

（1）礦坑內道路施工在穿孔爆破后采用鏟裝設備按照設計坡度進行掘路鏟裝，路坯采用推土機修整推平，壓路機碾壓密實，按設計寬度現場放出道路車道邊線和臨邊邊線，為道路安全擋坎的施工做準備。坑外以回填為主的道路在清表剝離時除了考慮道路車道寬度和安全擋坎的寬度外，還要考慮填筑體的放坡寬度。

（2）道路安全擋坎施工前先放線，采用裝載機就近鏟取礦石（廢石）爆破渣料進行堆筑，主控項目為安全擋坎的高度，確保滿足設計要求。

（3）礦坑內工作平臺臨邊安全擋坎的施工方法與道路安全擋坎的施工方法相同，均采用裝載機鏟料堆筑。

3.3.2 反光膜（漆）施工

（1）反光膜（漆）的材質應根據礦山所處的地理環境，特別是日照、氣溫及礦塵腐蝕性等條件進行合理選擇。

（2）收集到的廢舊200 L 閉口鐵桶應完好，經過清洗晾干后再進行反光膜黏貼或反光漆涂刷施工，以確保反光材料的耐久性。為方便施工，批量生產，反光膜黏貼或反光漆涂刷盡量安排在200 L閉口鐵桶的儲存區進行，反光膜也可根據情況選擇在200 L 閉口鐵桶在現場道路安全擋坎上安裝就位后再黏貼。

3.3.3 反光輪廓標識就位安裝

（1）反光輪廓標識施工前，安全擋坎頂部應采用裝載機鏟斗壓實整平，寬度1 m 滿足要求。

（2）根據道路限速要求確定反光輪廓標識（200 L 閉口鐵桶反光桶）的設置間距，在道路轉彎路段應加密布設。

（3）采用皮卡車等小型載貨車輛將反光輪廓標識（200 L 閉口鐵桶反光桶）運輸到施工現場，人工上下車和搬運到道路安全擋坎上就位，人工搬動旋轉坐實，并讓反光膜（漆）帶面向道路一側。

（4）反光桶安裝時，將有口的一端置于上面，就位后向桶內注入約20 kg 清水，增加其穩定性，提高防風和抗傾覆能力。

3.3.4 反光輪廓標識的維護

礦區道路因處于施工區域，環境較為惡劣，其反光輪廓標識易損壞或覆塵，時間久后反光膜容易脫落，反光性能亦會降低，需要進行經常性維護。反光膜損壞、脫落或反光性能降低后一般采用人工進行更換，先去掉舊膜，將基底清理干凈，再黏貼新膜，反光漆則需要清理桶身后重新涂刷。反光輪廓標識因灰塵覆蓋影響到反光性能時，采用水車噴灑清水進行清洗除塵，也可采用人工持噴霧器噴灑清水除塵。

4 結語

對緬甸萊比塘露天銅礦礦山道路反光輪廓標識進行了研究和應用，有效地解決了礦山自卸車夜間沖撞道路安全擋坎的問題，同時礦山夜間施工中不再對礦用自卸車采取降速運行和給駕駛員延長休息時間等措施來降低夜間施工風險，夜間施工效率有了顯著提高。道路反光輪廓標識采用廢棄油桶回收加工后重新利用，設置成本低廉，維護方便，取得了明顯的安全效益、經濟效益和社會效益，達到了降低施工安全風險、提高施工效率、降低生產成本的目的，為采用自卸車公路運輸的露天礦山等同類型工程施工提供了參考。