露天礦土方剝離工程中常見問題分析

王曉艷

（中鐵十九局一公司，遼寧 遼陽 111000）

1 露天礦土方剝離工程

露天礦是在敞露的地面上把有用礦物開采出來，其開采過程中必須按照規(guī)定的開采程序集采排計劃，利用先進的開采工藝設備，通過開拓運輸系統(tǒng)對煤層上方覆蓋的土巖進行剝離排棄，對煤層進行開采運輸。但是由于地址構造的運動，煤層產(chǎn)生了大量的褶皺和斷裂，對原定的開采程序、設備部署、剝采關系以及開拓運輸系統(tǒng)造成了一定的影響，進而影響了露天礦的生產(chǎn)穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展。

在露天礦中采煤具有一系列的優(yōu)點：一，資源友好，回采率高，能夠到達95%以上；二，安全性好，死亡率低，能夠保持連續(xù)多年的零死亡率；三，環(huán)境友好，通過土地復墾能夠實現(xiàn)露天礦采礦與生態(tài)重建的一體化；四，集中化的開采方式，生產(chǎn)規(guī)模大；五，設備大型化，開采過程中的機械化程度高。

在露天礦土方剝離施工中包括了采剝、運輸、排土和后勤保障與輔助四個施工系統(tǒng)，其中采剝系統(tǒng)主要包括了掘溝位置的選擇、設備類型的選擇、工作面的劃分、臺階寬度和高度的確定以及工程數(shù)量的控制等；運輸系統(tǒng)則包括主干道位置的選擇、采區(qū)道路的選擇、排土場道路寬度的坡度的標準以及運輸設備的選擇等；排土系統(tǒng)則包括推土設備的選擇、排土臺階高度以及數(shù)量的確定；后勤保障系統(tǒng)則包括油料的供應、設備的修理、便道的維護和人員的生活供給等。這四大系統(tǒng)相輔相成，相互依存，缺一不可。

2 土方剝離工程中常見問題

（1）施工機械的種類選擇不合理。在露天礦中進行土方剝離工程時用到的機械主要有挖掘機、運輸汽車、排土設備以及輔助的灑水除塵、推土修路設備。其中挖掘機和運輸汽車為主要設備，其余為工程輔助設備，主要是為了滿足土方剝離工藝中施工措施的要求，在工程中使用頻率較小。在大多數(shù)的土方剝離工程中存在設備類型選擇不合理的現(xiàn)象，嚴重影響了工程的施工質量和進度。

（2）施工機械間的匹配關系設置不當。受土方剝離工程中采坑深度、運輸距離、施工持續(xù)時間和外部基礎條件的不同，在土方剝離工程中所需的主導機械設備以及設備的數(shù)量情況各不相同。目前大部分工程中存在施工設備閑置和等待時間較長，極大的增加了工程施工中所需設備的成本。

（3）機械及消耗投入在成本中所占的比例較大。在大型土石方剝離工程中，為了提高剝離效率和降低生產(chǎn)中的成本，施工企業(yè)往往采用專用機械和大型機械進行開采，其自動化效率高，但是機械的購置費用、施工中所需的油料消耗和維護保養(yǎng)費用以及施工技術人員聘用的費用較高，增加了土方剝離工程中的成本。

（4）施工工藝選擇不當。在露天礦的開采中大量機械化和自動化設備的使用，特別是連續(xù)、半連續(xù)工藝以及集采掘運輸與排卸為一體的大型拉斗鏟倒堆剝離工藝，使露天礦的年產(chǎn)量達到了千萬噸的驚人規(guī)模。但是由于每個礦產(chǎn)資源中覆蓋層的厚度、成分以及所處自然環(huán)境的不同其適合使用的工藝不同，如果不加分析盲目選擇施工工藝，不但不能提高土方剝離的效果，還可能引起一系列不必要的麻煩。

3 解決策略

（1）充分發(fā)揮現(xiàn)有外包設備的效率

在土方剝離工程中的不同階段其設備的需求不同，在設計時要根據(jù)每種設備不同的作業(yè)特點和采場作業(yè)面的布置要求不同進行合理配置。盡可能將不同種類設備安排到能發(fā)揮自身最大效率的作業(yè)面，減少它們之間的相互影響。如前裝機的成本低、作業(yè)效率高，適用于土方的采掘，在土方爆破時可以安排其高段作業(yè)。但是在巖石臺階上，前裝機基本上不能進行任何作業(yè)，如果勉強使用，不僅對設備的磨損較大，成本也較高。挖掘機具有作業(yè)范圍寬的特點，在分層采掘時可以安排其進行軟巖、露巖以及延伸，充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢。在土方剝離的不同時期會形成不同的工作面，其作業(yè)條件也不同，如果能夠合理配置不同的機械進行作業(yè)，使其發(fā)揮各自的優(yōu)勢，就能夠大大提高作業(yè)效率和作業(yè)質量。

另外，在露天礦土方剝離工程中還可以采用多開辟工作面的方法提高設備的使用效率。在施工過程中，結合采場采掘的狀況，采用工作線分段、臺階分層的開采方法，充分利用地形條件形成多個工作面，能夠提高采場中設備的容量，這樣既能保證機械設備的作業(yè)要求，又能保證剝離工程的連續(xù)性。

（2）合理配置施工隊伍，適時改造運輸系統(tǒng)

在土方剝離過程中，要合理配置施工隊伍的力量，保證開采工作面能夠均衡向前發(fā)展，防止因個別隊伍和個別地段施工落后而影響整個工程的進度。在施工過程中還要根據(jù)剝離工程階段的不同，適時的改造運輸系統(tǒng)，使運距最短。利用少量的超級剝離修筑道路，實現(xiàn)最大限度地降低運輸成本，降低基建投資費用。

（3）選擇合適的施工工藝

在土方開采過程中要根據(jù)其生產(chǎn)情況的不同，選擇合適的開采工藝。如果剝離過程中其剝離物主要為土層，其施工過程中的工藝流程比較簡單，只需挖掘采裝和運輸排土；但是如果剝離層中還有巖石的話，則要增加爆破作用，包括穿孔、爆破、采裝、運輸和排土等工藝。

（4）加強對剝離施工隊伍的安全管理

安全生產(chǎn)管理是施工過程中的重中之重，在生產(chǎn)過程中大部分企業(yè)往往只注重經(jīng)濟效益的提高，而忽略了對安全方面的投入。為了保證施工質量和施工人員的生命安全，必須制定相關的安全管理辦法，加強對施工過程中的安全檢查和監(jiān)管力度。

結論

目前世界上大多數(shù)的煤礦都是以露天開采的方式為主，但是由于煤礦所處地質條件的不同，其開采過程中所需要采用的開采工藝不同。土方剝離是露天礦開采中的第一步，也是關鍵一步，目前土方剝離施工中存在施工設備以及設備數(shù)量的配比嚴重不合理的現(xiàn)象，通過增加開采工作面，分段進行開采的方式可以降低設備的閑置和等待時間，降低施工過程中的成本。

［1］駱中洲. 露天采礦學（上冊）［M］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1986.

［2］楊榮新. 露天采礦學（下冊）［M］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1990.

［3］李秀春，辛智，蔡慶飛，等. 露天煤礦土石方剝離工程量計算的探討[J].露天采礦技術，2010，（ 01） : 32 ~34，36.