礦山露天礦采礦場(chǎng)剝離工程施工要點(diǎn)

韓兆朋

（中鐵十九局集團(tuán)礦業(yè)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(shè)備的管理配置工作，確保工期，做好相關(guān)控制工作，確保工作的有效性，提高施工效率。

1 施工要點(diǎn)

1.1 機(jī)械設(shè)備的基本配置管理

各種設(shè)備的配置選型應(yīng)考慮的重要因素包括：工程本身的質(zhì)量要求、總體成本、流程的明確要求，對(duì)施工期間生產(chǎn)的明確要求，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、水文地質(zhì)條件和氣候的基本條件，使用設(shè)備的核定產(chǎn)量，完好率和缺貨率。

設(shè)備的選型配置要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)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(dǎo)致爆破后不能順利開挖?？紤]到不同大小的鵝卵石結(jié)構(gòu)沒有明顯的表面紋理和很大的強(qiáng)度，采用液壓破碎機(jī)破碎有用時(shí)少、耗油低及輔助設(shè)備使用少等優(yōu)點(diǎn)。因此在這種地質(zhì)條件下選配設(shè)備時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)量要求配備相應(yīng)數(shù)量的液壓破碎機(jī)配合現(xiàn)場(chǎng)采裝設(shè)備，以達(dá)到產(chǎn)量及場(chǎng)平平整度控制的要求，同時(shí)能提高主要生產(chǎn)設(shè)備的使用效率。

（2）例如巴基斯坦塔爾二區(qū)煤礦項(xiàng)目，地表以風(fēng)蝕性細(xì)沙土為主，設(shè)計(jì)臺(tái)階高度為12 m，采剝深度至2 個(gè)臺(tái)階以下，地質(zhì)情況為密實(shí)硬質(zhì)土。但受當(dāng)?shù)匕踩蝿?shì)制約，無法實(shí)施爆破作業(yè)，因此在設(shè)備選型時(shí)要考慮到挖掘設(shè)備有足夠的切土能力，同時(shí)結(jié)合該地區(qū)的氣候特點(diǎn)及多年的礦山設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)挖掘機(jī)選型采購(gòu)重點(diǎn)考慮以下因素：①針對(duì)高溫強(qiáng)輻射對(duì)液壓挖掘機(jī)裸露膠質(zhì)油管的風(fēng)化腐蝕，建議設(shè)備廠商增加應(yīng)對(duì)的防護(hù)措施；②現(xiàn)場(chǎng)沙土物料比重為1.9，低于其他石方礦山比重。建議設(shè)備廠商根據(jù)設(shè)計(jì)原理增加鏟斗容積；③金屬鏟斗在高強(qiáng)度施工中易磨損、變形，而目前正鏟液壓挖掘機(jī)普遍有鏟斗卸料口咬合不嚴(yán)、易撒料、滿斗系數(shù)降低、對(duì)安全施工造成威脅等缺點(diǎn)，建議設(shè)備廠商針對(duì)以上特點(diǎn)設(shè)計(jì)出適合塔爾煤礦施工的鏟斗；④經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察，該地區(qū)硬巖需采用液壓反鏟挖掘機(jī)鏟裝。

結(jié)合售后體系經(jīng)多方比對(duì)，最終選擇PC1250 型液壓反鏟挖掘機(jī)作為采裝設(shè)備。運(yùn)輸設(shè)備的選型要與裝載設(shè)備匹配，經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)比對(duì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境及當(dāng)?shù)毓と说鸟{駛習(xí)慣，總結(jié)出以下4 個(gè)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)駕駛座椅，采用通氣性能強(qiáng)、耐磨的材料，保證司機(jī)長(zhǎng)時(shí)間駕駛的舒適性。針對(duì)巴基斯坦沙漠工況，建議在駕駛室頂上增加防曬隔熱層，設(shè)備出場(chǎng)時(shí)需將駕駛室玻璃貼裝防曬膜，同時(shí)將設(shè)備涂裝為白色，可有效增強(qiáng)設(shè)備的抗輻射性能。增強(qiáng)寬體車車架強(qiáng)度，為設(shè)備額外添加倒車鏡，以減少駕駛室盲區(qū)。配備并加大滅火器材。其他問題經(jīng)設(shè)備商與我方現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行改進(jìn)；②發(fā)動(dòng)機(jī)：由于巴基斯坦屬于沙漠氣候，環(huán)境溫度常年高達(dá)45 ℃以上，沙塵污染嚴(yán)重，細(xì)沙成分高達(dá)90%以上。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)散熱問題，建議清洗水箱并增加附水箱。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)空氣過濾情況，建議將空氣過濾裝置更換為沙漠型濾芯?？紤]采場(chǎng)后期采坑延深后，坡道長(zhǎng)度占總運(yùn)距的比例增大，對(duì)于車輛的動(dòng)力性、車速和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱等會(huì)產(chǎn)生較大影響，需著重考慮自卸車的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力及爬坡能力；③電器系統(tǒng)：安裝倒車警報(bào)器；增加日行燈，帶保護(hù)罩。增加霧燈的亮度及照射距離，以保證風(fēng)沙及霧天的施工安全。側(cè)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(qiáng)度的防護(hù)罩，防止將燈砸壞，車輛增加運(yùn)行小時(shí)表，可以在駕駛室中發(fā)動(dòng)機(jī)儀表直接讀取，車頂警示燈加大，加裝防砸保護(hù)罩；（4）貨箱：增加后門鉸接合頁強(qiáng)度，保證斗箱門的使用年限。使用高強(qiáng)材料，增加貨箱底座翻轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度。最終選擇各項(xiàng)均符合的同力TL875 型自卸車作為運(yùn)輸設(shè)備。

經(jīng)兩年多的施工效果驗(yàn)證，所選設(shè)備能高效完成各項(xiàng)施工任務(wù)。通過實(shí)例可以看出，機(jī)器設(shè)備的兩個(gè)過程和配置功能，實(shí)際上是在處理其他因素之間沖突的后續(xù)過程中。另外，有必要考慮這些因素以及各種機(jī)械設(shè)備和基本配置中機(jī)械生產(chǎn)能力的協(xié)調(diào)。使用此方法，可以全面比較購(gòu)買（或租賃）品牌設(shè)備和二手設(shè)備的成本，有效控制總體成本。露天礦的剝離工程受到業(yè)主的采礦市場(chǎng)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(shí)間短、工作量大的特點(diǎn)。因此，有必要在項(xiàng)目建設(shè)過程中充分考慮其他設(shè)備的完備性和應(yīng)用效率。同時(shí)機(jī)械設(shè)備的日常管理對(duì)于確保項(xiàng)目工期和控制總體成本至關(guān)重要。因此在設(shè)備選型時(shí)還應(yīng)遵循以下原則：①同類型設(shè)備盡量型號(hào)品牌統(tǒng)一，這樣有利集中備件，降低配件采購(gòu)成本，還可以聯(lián)系廠家在現(xiàn)場(chǎng)配備一定量的易損件，來保證設(shè)備的完好率和出勤率；②不同工序間的設(shè)備選型要匹配，這樣能充分發(fā)揮各設(shè)備的效率，避免工序銜接不暢導(dǎo)致的窩工、降效問題。

1.2 施工便道設(shè)置

道路坡度以及堆場(chǎng)的位置和布局都極大地影響了項(xiàng)目施工的便利性，應(yīng)考慮綜合成本控制和工期規(guī)劃。因此在施工前，應(yīng)全面考慮在建設(shè)項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)過程中要建造的所有通道，在不增加工作量的前提下，應(yīng)在部分設(shè)計(jì)的開挖施工范圍內(nèi)盡可能設(shè)置施工通道。此外，應(yīng)根據(jù)土地類型的基本條件處理長(zhǎng)度和坡度之間的關(guān)系。在開挖和運(yùn)輸過程中，項(xiàng)目建設(shè)覆蓋區(qū)域內(nèi)的進(jìn)出道路通常以以下方式設(shè)置：直線法適用于露天場(chǎng)所，環(huán)形法適用在活動(dòng)場(chǎng)所狹窄的情況下，運(yùn)輸車輛的其他設(shè)備相繼進(jìn)入和離開挖掘機(jī)的工作面，以免受到車輛的交叉影響。在高層上被分成兩個(gè)工作面，這兩個(gè)工作面應(yīng)互不干擾。排土場(chǎng)中間位置設(shè)置道路通常是大多數(shù)的選擇，因此需要考排土場(chǎng)的布局合理。

1.3 邊坡的爆破設(shè)計(jì)

為了基本保證邊坡的相對(duì)穩(wěn)定性和符合設(shè)計(jì)要求，邊坡體經(jīng)常采用3 段預(yù)裂爆破，連續(xù)預(yù)裂爆破采用預(yù)裂炸藥箱，需要增加爆破次數(shù)。非爆破孔投資成本高，一般來說，對(duì)于花崗巖和片麻巖，可以設(shè)計(jì)為調(diào)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(yīng)

用于采礦和廢石剝離項(xiàng)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(yīng)極為重要。近年來，由于主材存在價(jià)格波動(dòng)，因此在參與投標(biāo)項(xiàng)目和簽訂合同時(shí)，必須做詳細(xì)的詢價(jià)準(zhǔn)備。一是在考慮項(xiàng)目總價(jià)格時(shí)考慮主材價(jià)格上漲的可能風(fēng)險(xiǎn)；二是在合同簽訂時(shí)包括相應(yīng)調(diào)價(jià)機(jī)制。

1.5 其他設(shè)計(jì)內(nèi)容

鉆孔直徑是爆破工程的另一個(gè)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(shí)還要依據(jù)所需的破碎程度及臺(tái)階高度，這些直接影響爆破的鉆探成本。根據(jù)鉆孔直徑的大小和形狀，可以科學(xué)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(duì)較高。如果孔太大，將改變爆破孔的布置，可以實(shí)現(xiàn)大面積爆破，但爆破塊徑可能得不到有效控制。根據(jù)爆破后中國(guó)工程項(xiàng)目的現(xiàn)狀，大多鉆出垂直角孔，很少使用下沉孔。許多項(xiàng)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(dòng)。因此，已經(jīng)做出努力以實(shí)現(xiàn)前沖頭的底盤懸掛阻力線太大的情況，減少了對(duì)臺(tái)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(jù)目前中國(guó)鉆探平臺(tái)的總體運(yùn)營(yíng)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(dǎo)致槽縫被過多忽略，從而使炸藥的效果無法得到控制，擴(kuò)孔失敗后，達(dá)不到預(yù)期的效果，炸藥的其他成本也隨之增加。對(duì)于采礦過程的連續(xù)爆破，有矩形、規(guī)則圓形和梅花孔布局的特定形式，根據(jù)工程施工中的具體實(shí)踐，采用縱橫交錯(cuò)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(jù)巖石的強(qiáng)度比，孔排列的解決方案可以不同。對(duì)于硬石爆破，可以使用傳統(tǒng)的交錯(cuò)垂直和水平孔布局解決方案，效果較好。當(dāng)軟巖爆破時(shí)，可以采用井眼布置方案，在保證質(zhì)量的前提下，可以適當(dāng)控制和增加行距或阻力線的全長(zhǎng)，從而大大降低單位體積比大的其他巖石的爆破費(fèi)用。通過多種方式調(diào)節(jié)孔距和行距，可以對(duì)硬質(zhì)整塊巖石或小塊巖進(jìn)行連續(xù)爆破，獲得較好的爆破效果。在一系列其他爆破參數(shù)的情況下，設(shè)置相關(guān)的最佳抗力線可以使過裂和松動(dòng)巖石的體積大小最為重要，而零碎和松動(dòng)的體積底部的巖石也可以獲得更好的效果。應(yīng)盡可能設(shè)置最佳的阻力線，以確保當(dāng)其他氣體進(jìn)入氣流時(shí)，大部分能量已經(jīng)損失掉。

2 結(jié)束語

大型露天礦場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，要做好剝離工程，需要充分做好安全、成本、質(zhì)量控制等相關(guān)重點(diǎn)工作，設(shè)備配備選型要確保設(shè)備的效率和在工程實(shí)踐中的有效性，最終提升工程效益。