大型露天非煤矿山新建道路及采区基建工程设计.pdf

2023年第6期新 疆 有 色 金 属大型露天非煤矿山新建道路及采区基建工程设计韩子文（枣庄市金星爆破有限公司，山东枣庄 277100）摘要：本工程山东省西南部某水泥生产线扩能后的接续生产矿山基建项目，包含新建运输道路及采区基建工程，采用爆破和机械开挖相配合的方式先进行，工程石方开挖总量约计21.6万m3（约计57.67万t），项目计划工期为86天。关键词：露天；非煤矿山；基建工程1 工程概况本工程山东省西南部某水泥生产线扩能后的接续生产矿山基建项目。项目为水泥用大型露天非煤矿山的号山头新建运输道路及采区基建工程，工程石方开挖总量约计21.6万m（约计57.67万t）。工程位置在狼山矿区内七个山头中的号山头，位于、辅助剖面线之间、00勘探线附近；基建施工区南侧为矿山内部开采生产区域，周边500米范围内为荒山，施工环境良好。2 工程内容及工程量新建道路由号山头+160m平台，通往号山头采区+190m 采矿工作平台，运矿道路全长约1.71km，运矿道路平均坡度为 1.75，最大坡度为5.31，最小转弯半径30m，路面宽10m，泥结碎石路基宽度为13m（矿山道路路面根据运矿道路的服务年限确定，号山头道路为采区运矿支线道路，路面为泥结碎石路面）。号山头+205m水平以上削顶、建设+190m采准工作面。号山头+205m以上水平削顶工程量为9.86万m，此台阶在基建期结束前完成削顶。号山头+190m+205m水平台阶，基建期采准工程量6.02万m，可采矿量为146.60万t。该台阶进度计划安排在达产后第01.0年开采。具体工程量分布为：新建道路约1.36km，道路工程量为5.72万m（15.27万t）。其中挖方 53593m（14.09 万 t），填方 3646m（0.94万t）。号山头采区基建工程量为15.88万m（42.4万t）。其中，+205m水平削顶工程量为9.86万m（26.33万t），+190m水平采准工程量为6.02万m（16.07万t）。3 施工组织根据现阶段工程要求、地质条件和矿山地形，本工程计划采用爆破和机械开挖相配合的方式首先进行新建运矿道路路基的施工。新建路基开挖长度约1350m，路基开挖上口宽度约 20m（考虑到边坡放坡）。采准面削顶和剥离工程，最高点开挖标高为+219m，最低开挖标高为+163m水平。本工程施工机械设备投入如下：4台ZGYX422T+型一体式潜孔钻机，2台Volvo480型破碎锤，5台Volvo380型挖挖掘机，10台ZZ5907V414L矿山霸王运输车（载重71吨），6台10m洒水车，1台GPS测量仪，由两个施工队分别灵活调用使用，计划工期86天。4 施工方案及部署依据安全设施设计的相关内容：施工道路的坡度5.31%，转弯半径30m，路基宽度为13米，路面宽度10米。依据初步设计及安全设施设计相关要求，建议沿道路挖方侧增加道路截排水沟。建议路基施工宽度调整为15米，并沿道路外边线向内留设60的路堑边坡。道路截排水沟作为截水及缓冲等用途，为减少雨天路基范围内的聚水量，满足道路排水要求。路堑边坡施工后即形成永久边坡。因路堑边坡高度有变化，边坡高度较低处（高度3m），可考虑绿化直接覆盖裸露的岩面。而较高的路堑边坡（高度3m），可考虑采用光面控制爆破。路堑边坡采用控制爆破，可有效减少后续施工时的安全风险和工程代价（例如边坡落石和崩塌的风险，以及减少石方开挖及回填的工程代价）。边坡控制爆破有一定的地质条件适应性：边坡控制爆破适用于坚硬和完整的岩石，在不均质和构造发育的岩石中，效果欠佳；但能够有效减少超欠挖，有利于边坡稳定和美观。DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2023.06.031722023年第6期新 疆 有 色 金 属根据本工程的地质条件及项目需要，决定采用以边坡控制爆破为主、深孔爆破配合机械找坡为辅的方式进行边坡施工，即采用钻孔直径小于或等于90mm，钻孔深度与边坡高度相对应，通过控制炮孔线装药密度的作业方式，对边坡岩石进行预裂或光面爆破。削顶和采准施工则采用以标准爆破漏斗为基础的矿山爆破设计方案，即：深孔多排毫秒延时爆破，电子雷管起爆。深孔爆破和边坡控制爆破施工速度快，安全性好；部分边坡开挖边界线采用机械找坡配合深孔爆破的方式，既能保证工期、节约成本，又有普遍的可操作性。根据设计图纸，施工开挖深度为 1.015 米不等，开挖深度3米时，采用爆破施工。爆破施工一次爆落方量多，施工进度快；道路开挖高度3米时，采用机械开挖剥离的方式施工。爆破工艺流程为穿孔爆破铲装运输排岩机械剥离流程为机械破碎剥离铲装运输排岩4.1 施工工序本工程施工工序安排如下：测量放样附着物清理土石方爆破开挖（破山开垦路基）分段铲装挖运边坡修整路基修整、碾压削顶施工采准面施工检查验收4.2 场地清理及便道修整在得到开工指令后，立刻着手进行施工区域内所有场地、林木清理砍伐工作。场地清理完成，在路堑边坡的上部开挖截水天沟，作为截水及缓冲等用途。新建运矿道路的路基施工将作为重要节点：由南向北、逐段分层施工。+190台段以下的道路路基工作内容，依据现状地形可修筑多条施工便道，分段施工。道路路基完成后将形成约1110米长的路堑边坡，依据安全设施设计的指导思想，结合环保及绿色矿山建设相关要求，拟增加路肩绿化带及道路排水沟。并沿道路外边线向内留设60 的路堑边坡，以满足接下来的绿化和道路排水要求，同时有利于边坡稳定和美观。路基开挖时工作线的总体布置为南北向，由东向西开挖，开挖时由上而下、分段分层进行，分段的长度最好不小于400m。为了提高最终边坡的稳定性和边坡的平整，当工作线推进距道路红线（即最终边坡）3m时，边坡边界采用松动爆破或光面爆破，尽量减少对围岩的扰动。4.3 具体的施工工艺松散岩体或土方的施工工艺：首先由工程技术人员进行测量放线,确定挖方区，根据工程的实际情况，用挖掘机挖方，待挖至设计底+10cm时进行测量找平。对于挖方区的土质较好部分应统一堆放用作绿化用土；对于土质较差部分留足回填量，其余运出施工现场弃置指定的料场。坚硬岩体的施工工艺：首先由技术人员根据甲方交给的控制坐标，用GPS进行放线，标识高程，确认无误后对钻工进行交底。钻工根据交底，进行布孔、打孔、严格按照要求作业。并记录所打孔的相关数据。爆破人员在装药前，一定要对成孔的各项参数进行核对，核对无误后，根据设计的爆破药量进行装药，装药时严格按照 爆破安全规程 GB6722-2014执行。为精确控制装药量，装药工作应由经验丰富的专业爆破员完成。采用爆破防护措施，对爆破产生的飞石进行控制。根据矿区内矿岩物理机械性质、岩石的完整性特点，正常开挖界面爆破采用以标准爆破漏斗为基础的爆破设计方案。采用深孔多排毫秒微差爆破，均 采 用 电 子 毫 秒 电 雷 管 起 爆。钻 孔 工 作 采 用ZGYX422T+型潜孔钻机，钻孔直径取90mm。炸药采用2#岩石乳化炸药。本工程光爆炮孔参数如下：台阶高度H15 m，钻孔 倾 角 65，钻 孔 深 度（斜 深）16.6m，钻 孔 直 径D90mm，底盘抵抗线W底盘1.8m，超深h1.0m，填塞长度 L填塞 1.5m，炮孔间距 a1.2m，不耦合系数 2.8，线装药密度0.432/m，孔内装药间隔0.25m，底部加强装药高度1.5m，底部加强装药药量1.2kg，孔装药量 Q17.2kg，炮孔倾角 75，单次最大起爆药量352.8kg，起爆方法电子雷管，起爆炸药32柱状二号岩石乳化炸药。爆破必须采用深孔微差挤压爆破技术，电子雷管起爆，并严格遵守 爆破安全规程（GB6722-2014）的要求才能确保爆破安全。732023年第6期新 疆 有 色 金 属4.4 铲装挖运新建道路爆破完成后，石料由6台载重71T的90矿进行运输至自破碎车间（+89m标高）4.5 排水沟及边坡清理矿区附近无大的水系，矿山排水来源为大气降水，无地下水侵入，故排水方案简单，其矿山排水为雨水。设计截排水沟为梯形断面，其断面参数为上宽2m、底宽1m、沟深1.2m，坡度取路面坡度，排水沟一侧为地表自然沟谷，每400m设置一道泄洪口，能够满足采场雨季正常排水要求。（新建道路横断面剖面示意图见图1）道路挖方侧采用Volvo380机械修整路堑，路堑边坡顶1m范围内无浮石、碎石等易脱落山体结构。远离山体一侧设置毛石堆筑挡墙，高度不小于1.0m，下宽不小于1.5m，上宽不小于0.5m。间隔510m设反光路肩标志，确保行车安全。5 结语本文为大型露天非煤矿山基建道路及采面削顶工程设计，工期紧，任务重，在不影响原生产的前提下，利用现有人员、设备，合理组织施工，最终在计划工期内完成全部施工内容，并达到了验收标准，为类似非煤露天基建工程提供可以借鉴的经验。参考文献：1 邱锦标.露天矿山道路设计及施工J.采矿技术.2012（3）.2 苏海云.露天矿山道路质量标准化建设的重要性J.露天采矿技术.2011（5）.3 黄泽斌.提高露天矿山采区道路修筑与养护质量的措施J.金属矿山.2008（2）.149-151.收稿：2022-11-05图1新建道路横断面剖面示意图74