礦山露天礦采礦場剝離工程施工要點

韓兆朋

（中鐵十九局集團礦業投資有限公司，北京 100000）

0 引言

礦山露天礦采剝離工程施工過程中，必須做好設備的管理配置工作，確保工期，做好相關控制工作，確保工作的有效性，提高施工效率。

1 施工要點

1.1 機械設備的基本配置管理

各種設備的配置選型應考慮的重要因素包括：工程本身的質量要求、總體成本、流程的明確要求，對施工期間生產的明確要求，施工現場環境、水文地質條件和氣候的基本條件，使用設備的核定產量，完好率和缺貨率。

設備的選型配置要依據現場地質條件，具體存在兩種典型情況：

（1）良好的巖體中包裹著大卵石，爆破后留下很多大石頭，導致爆破后不能順利開挖?？紤]到不同大小的鵝卵石結構沒有明顯的表面紋理和很大的強度，采用液壓破碎機破碎有用時少、耗油低及輔助設備使用少等優點。因此在這種地質條件下選配設備時，要根據產量要求配備相應數量的液壓破碎機配合現場采裝設備，以達到產量及場平平整度控制的要求，同時能提高主要生產設備的使用效率。

（2）例如巴基斯坦塔爾二區煤礦項目，地表以風蝕性細沙土為主，設計臺階高度為12 m，采剝深度至2 個臺階以下，地質情況為密實硬質土。但受當地安全形勢制約，無法實施爆破作業，因此在設備選型時要考慮到挖掘設備有足夠的切土能力，同時結合該地區的氣候特點及多年的礦山設備使用經驗，對挖掘機選型采購重點考慮以下因素：①針對高溫強輻射對液壓挖掘機裸露膠質油管的風化腐蝕，建議設備廠商增加應對的防護措施；②現場沙土物料比重為1.9，低于其他石方礦山比重。建議設備廠商根據設計原理增加鏟斗容積；③金屬鏟斗在高強度施工中易磨損、變形，而目前正鏟液壓挖掘機普遍有鏟斗卸料口咬合不嚴、易撒料、滿斗系數降低、對安全施工造成威脅等缺點，建議設備廠商針對以上特點設計出適合塔爾煤礦施工的鏟斗；④經現場考察，該地區硬巖需采用液壓反鏟挖掘機鏟裝。

結合售后體系經多方比對，最終選擇PC1250 型液壓反鏟挖掘機作為采裝設備。運輸設備的選型要與裝載設備匹配，經過經驗比對和現場實際環境及當地工人的駕駛習慣，總結出以下4 個方面：①駕駛室：座椅安全帶由單肩斜拉式改為雙肩下拉式，下視鏡加大，重新設計駕駛室，確保駕駛室密封性良好，保證駕駛室的隔音性。重新設計駕駛座椅，采用通氣性能強、耐磨的材料，保證司機長時間駕駛的舒適性。針對巴基斯坦沙漠工況，建議在駕駛室頂上增加防曬隔熱層，設備出場時需將駕駛室玻璃貼裝防曬膜，同時將設備涂裝為白色，可有效增強設備的抗輻射性能。增強寬體車車架強度，為設備額外添加倒車鏡，以減少駕駛室盲區。配備并加大滅火器材。其他問題經設備商與我方現場實驗數據后再進行改進；②發動機：由于巴基斯坦屬于沙漠氣候，環境溫度常年高達45 ℃以上，沙塵污染嚴重，細沙成分高達90%以上。對于發動機散熱問題，建議清洗水箱并增加附水箱。對于發動機空氣過濾情況，建議將空氣過濾裝置更換為沙漠型濾芯。考慮采場后期采坑延深后，坡道長度占總運距的比例增大，對于車輛的動力性、車速和發動機散熱等會產生較大影響，需著重考慮自卸車的發動機動力及爬坡能力；③電器系統：安裝倒車警報器；增加日行燈，帶保護罩。增加霧燈的亮度及照射距離，以保證風沙及霧天的施工安全。側燈加大外凸，增加貨箱全部落下后提示裝置，尾燈采用LED 等。增加高強度的防護罩，防止將燈砸壞，車輛增加運行小時表，可以在駕駛室中發動機儀表直接讀取，車頂警示燈加大，加裝防砸保護罩；（4）貨箱：增加后門鉸接合頁強度，保證斗箱門的使用年限。使用高強材料，增加貨箱底座翻轉軸的強度。最終選擇各項均符合的同力TL875 型自卸車作為運輸設備。

經兩年多的施工效果驗證，所選設備能高效完成各項施工任務。通過實例可以看出，機器設備的兩個過程和配置功能，實際上是在處理其他因素之間沖突的后續過程中。另外，有必要考慮這些因素以及各種機械設備和基本配置中機械生產能力的協調。使用此方法，可以全面比較購買（或租賃）品牌設備和二手設備的成本，有效控制總體成本。露天礦的剝離工程受到業主的采礦市場需求以及雨季、冬季和秋季條件的影響。一般來說，工程具有時間短、工作量大的特點。因此，有必要在項目建設過程中充分考慮其他設備的完備性和應用效率。同時機械設備的日常管理對于確保項目工期和控制總體成本至關重要。因此在設備選型時還應遵循以下原則：①同類型設備盡量型號品牌統一，這樣有利集中備件，降低配件采購成本，還可以聯系廠家在現場配備一定量的易損件，來保證設備的完好率和出勤率；②不同工序間的設備選型要匹配，這樣能充分發揮各設備的效率，避免工序銜接不暢導致的窩工、降效問題。

1.2 施工便道設置

道路坡度以及堆場的位置和布局都極大地影響了項目施工的便利性，應考慮綜合成本控制和工期規劃。因此在施工前，應全面考慮在建設項目兩個過程中要建造的所有通道，在不增加工作量的前提下，應在部分設計的開挖施工范圍內盡可能設置施工通道。此外，應根據土地類型的基本條件處理長度和坡度之間的關系。在開挖和運輸過程中，項目建設覆蓋區域內的進出道路通常以以下方式設置：直線法適用于露天場所，環形法適用在活動場所狹窄的情況下，運輸車輛的其他設備相繼進入和離開挖掘機的工作面，以免受到車輛的交叉影響。在高層上被分成兩個工作面，這兩個工作面應互不干擾。排土場中間位置設置道路通常是大多數的選擇，因此需要考排土場的布局合理。

1.3 邊坡的爆破設計

為了基本保證邊坡的相對穩定性和符合設計要求，邊坡體經常采用3 段預裂爆破，連續預裂爆破采用預裂炸藥箱，需要增加爆破次數。非爆破孔投資成本高，一般來說，對于花崗巖和片麻巖，可以設計為調整斜坡上的孔與斜坡整體頂線之間的距離。它是一種單排和單排裝藥爆破方法，可以降低成本且不影響爆破效果。

1.4 材料及供應

用于采礦和廢石剝離項目的主要消耗品有柴油、炸藥和其他附屬材料，其中柴油和炸藥的供應極為重要。近年來，由于主材存在價格波動，因此在參與投標項目和簽訂合同時，必須做詳細的詢價準備。一是在考慮項目總價格時考慮主材價格上漲的可能風險；二是在合同簽訂時包括相應調價機制。

1.5 其他設計內容

鉆孔直徑是爆破工程的另一個組成部分，鉆孔直徑的大小取決于礦石和巖石的物理特性，同時還要依據所需的破碎程度及臺階高度，這些直接影響爆破的鉆探成本。根據鉆孔直徑的大小和形狀，可以科學合理地確定平均單耗。一般而言，孔徑越小，則總體平均炸藥單耗越低，但裝填需要的人力等成本相對較高。如果孔太大，將改變爆破孔的布置，可以實現大面積爆破，但爆破塊徑可能得不到有效控制。根據爆破后中國工程項目的現狀，大多鉆出垂直角孔，很少使用下沉孔。許多項目證明，斜孔爆破可以有效改善原型的解體性和炸藥樁的松動。因此，已經做出努力以實現前沖頭的底盤懸掛阻力線太大的情況，減少了對臺階表面巨大巖石的破壞，降低了鉆探難度，并且減少了新工作的完成量。根據目前中國鉆探平臺的總體運營水平，鉆探泄漏可以控制在3%以上。操作人員的粗心大意很容易導致槽縫被過多忽略，從而使炸藥的效果無法得到控制，擴孔失敗后，達不到預期的效果，炸藥的其他成本也隨之增加。對于采礦過程的連續爆破，有矩形、規則圓形和梅花孔布局的特定形式，根據工程施工中的具體實踐，采用縱橫交錯的梅花孔布置的效果良好。梅花孔布局可以改變起爆順序，并且方向也有所變化。根據巖石的強度比，孔排列的解決方案可以不同。對于硬石爆破，可以使用傳統的交錯垂直和水平孔布局解決方案，效果較好。當軟巖爆破時，可以采用井眼布置方案，在保證質量的前提下，可以適當控制和增加行距或阻力線的全長，從而大大降低單位體積比大的其他巖石的爆破費用。通過多種方式調節孔距和行距，可以對硬質整塊巖石或小塊巖進行連續爆破，獲得較好的爆破效果。在一系列其他爆破參數的情況下，設置相關的最佳抗力線可以使過裂和松動巖石的體積大小最為重要，而零碎和松動的體積底部的巖石也可以獲得更好的效果。應盡可能設置最佳的阻力線，以確保當其他氣體進入氣流時，大部分能量已經損失掉。

2 結束語

大型露天礦場實際運行過程中，要做好剝離工程，需要充分做好安全、成本、質量控制等相關重點工作，設備配備選型要確保設備的效率和在工程實踐中的有效性，最終提升工程效益。