楊 濤,張登敏,譚明洪
(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司,云南 文山 663701)
銅曼露天采場運輸?shù)缆焚|(zhì)量得到有效地提升,需要緊密結(jié)合其特點和修筑目的,從技術(shù)、設(shè)計修筑和養(yǎng)護四個方面,加大對其的控制,以達到提升露天礦山運輸?shù)缆焚|(zhì)量的目的。
露天礦山的運輸?shù)缆放c普通的道路存在差別,不僅斷面形狀較為復(fù)雜,而且線路坡度較大,加上彎道較多,運輸量較大,以及曲率半徑較小,運輸車輛的載重較大。一般而言,露天道路分為主干線與支線。其中,主干線主要是在采取境界至排土場或者卸礦平臺間的運輸?shù)缆?,亦或是在境界?nèi)2個之上的臺階共用的且車流密度較大以及使用時間較長的運輸?shù)缆?。而支線是在境界中通往電鏟或挖機作業(yè)區(qū),亦或是在排土場通往排土區(qū)所需時間較短的運輸?shù)缆贰?/p>
銅曼礦段運輸主干線主要分布于采場東幫及采場西幫,采場西幫主要以運輸?shù)V石道路為主,東幫則以運輸廢土至排土場為主。根據(jù)礦區(qū)巖石分布特征,采場西幫主要以硬度系數(shù)較高的大理巖為主,而東幫則主要以硬度較低的片巖、強風化片麻狀花崗巖、及少量浮土為主。結(jié)合道路設(shè)計相關(guān)規(guī)范要求,適合采用兩層及三層鋪路法鋪設(shè)道路,西幫采用雙層法,即基層與面層兩層,東幫采用三層法,主要是指基層與面層以及路床三層,如圖1及2。
圖1 西幫主干線:雙層式路面
圖2 東幫主干線:三層式路面
當然西幫公路不一定都是硬度較大的穩(wěn)定大理巖,東幫也不一定都是硬度較低的不穩(wěn)定片巖,在修筑是還要看實際的巖性分布情況。如果是在原巖較穩(wěn)定地段修路,基層的厚度在350mm±150㎜之間,鋪設(shè)的碎石粒徑在175mm±25㎜之間,面層的厚度在225mm±75㎜之間,而面層鋪設(shè)的碎石粒徑在50mm±30㎜之間。如果是在風化原巖地段修路,需要采用三層路面結(jié)構(gòu),其中,基層的厚度在400mm±100㎜之間,鋪設(shè)料選用巖石,路床的厚度在225mm±75㎜之間,鋪設(shè)的碎石粒徑在175mm±25㎜之間,面層的厚度在200mm±100㎜之間,而面層鋪設(shè)的碎石粒徑在50mm±30㎜之間。
采場內(nèi)的支線多為原巖地段,其巖性分布特點為:西幫主要以大理巖及少量的云母石英片巖為主,東幫則主要以石英云母片巖及少量的云母石英片巖為主。結(jié)合礦區(qū)巖性分布及道路設(shè)計技術(shù)規(guī)范,支線的道路結(jié)構(gòu)常見的有單層(如圖3)、三層這兩種路面如圖(3)。
圖3 西幫支線:單層式路面
如果是在原巖地段修路時,需要采取單層路面結(jié)構(gòu),面層的厚度在200mm±100㎜之間,面層鋪設(shè)的碎石粒徑在50mm±30㎜之間。如果是在風化地段修路,需要采用三層路面結(jié)構(gòu),其中,基層的厚度在400mm±100㎜之間,鋪設(shè)料選用巖石,路床的厚度在225mm±75㎜之間,鋪設(shè)的碎石粒徑在175mm±25㎜之間,面層的厚度在200mm±100㎜之間,而面層鋪設(shè)的碎石粒徑在50mm±30㎜之間。
在露天礦山道路設(shè)計中,應(yīng)嚴格按照《露天礦山道路設(shè)計規(guī)范》以及礦區(qū)工程地質(zhì)實際情況加強對其的設(shè)計。一般而言,在綜合考慮道路平面和縱向以及橫向三個方面的因素,盡可能地實現(xiàn)道路運輸距離最短,且平面順適和縱坡均衡以及橫坡的合理性。
(1)路面寬度。結(jié)合車間的相關(guān)安全管理制度及《露天礦山道路設(shè)計規(guī)范》,下面我們來計算出礦區(qū)運輸?shù)缆返淖钚挾?。因路面的寬度取決于汽車寬度、行車密度以及行車速度等,那么我就我們就可以用以下公式參與計算選取參考路寬:
其中:b--路面寬度(m),參考取值5m。X--行車線數(shù),參考取值(單車道:2,雙車道3)。A--車輛寬度,參考取值5m。m--兩車輛之間互錯距離,參考取值3m。n--后輪外緣距路面邊緣的距離(m),參考取值2m。
則:主干線(雙車道支線)b=3*4+(3-1)*3+2*2=22m。
單車道支線b=2*4+(2-1)*3+2*2=15m。
因此,針對都龍礦區(qū)路面寬度而言,主干線與支線雙車道的合理設(shè)計寬度為22m,而支線的單車道路面合理設(shè)計寬度為15m,當然結(jié)合實際情況,一定程度擴寬道路有利于行車安全。
(2)路面坡度及路線等級劃分。在考慮安全及設(shè)計規(guī)范的前提下,結(jié)合礦區(qū)的實際情況就銅曼礦區(qū)路面坡度而言,分為兩種,一種是道路縱坡坡度,主干線與支線道路的平均縱坡坡度小于等于8%,而對于施工困難的地段,支線道路不大于10%。另一種是道路橫坡坡度,其中,路面橫坡的坡度在雨季和旱季應(yīng)有一定的區(qū)別,通常在3%之內(nèi)。因此,我們在參考規(guī)范的前提下,可按照以下劃分方式對道路進行等級劃分,如表1。
表1 線路等級劃分表
(3)曲線。結(jié)合銅曼礦區(qū)礦山地形特征及運輸車輛型號,通過公式計算,礦區(qū)設(shè)計運輸?shù)缆纷钚∏€半徑一般為40-50m,曲線超高通常要在2.2-5%之內(nèi),曲線加寬在2到3.5m之間,其計算公式如下:
式中:Rmin--線路最小曲線半徑,m;v--汽車行駛速度,km/h;μ--輪胎與路面間橫向粘著系數(shù),其值為0.06-0.22;iH--路面超高橫坡,%;g--重力加速度,m/s2;R--平直線半徑,m。
(1)主干線。第一,路基與路面的寬度應(yīng)與設(shè)計要求相符,且嚴格加大誤差的控制,且誤差±不超付0.5m,而邊緣則順直,縱向則平順。第二,路肩的密實而又平整,同時高度要與路面邊平整對其,肩線也要整齊。第三,曲線在加寬和超高時,要與設(shè)計要求相符。第四,路面要做到順適而又平整,沒有坑槽、高突等情況,采用三米直尺進行檢查,其最大高差需要在100㎜之內(nèi)。第五,路面厚度要均勻而又堅實和穩(wěn)定,嚴禁存在車轍和搓板,且車轍的最大深度與搓板波浪料梗的最大高度在100㎜之內(nèi)。第六,面層較為完整,每50m長骨路面積需要在10平方米之內(nèi)。第七,路拱適度,嚴禁存在積水和沖溝的問題。第八,路容較為整潔,嚴禁存在浮石和鐵件等雜物。第九,路基邊坡與邊溝以及截水溝和擋土墻與標志等方面的設(shè)計都要完好穩(wěn)固,且位置設(shè)計科學,尤其是排水設(shè)施要暢通。具體修筑后視角如圖4及5。
圖4 道路修筑橫剖面圖
圖5 道路修筑三維側(cè)視圖
(2)支線。第一,路面要順適而又平整,而且坑包面積不得大于1平方米,采用三米直尺進行檢查,且最大高差需要在200㎜之內(nèi)。第二,路面厚度要均勻,且堅實而又穩(wěn)固,且車轍高度需要在100㎜之內(nèi)。第三,面層較為完整,每50m長骨路面積需要在10平方米之內(nèi)。第四,路拱適度,嚴禁存在積水和沖溝的問題。第五,路基與路面的寬度需要與設(shè)計要求相符,做到邊緣順直且縱向平順。第六,曲線加寬與超高均與設(shè)計要求相符;第七,在向前推進電鏟時,需要確保支線道路及時跟上,且水平道路的末端與電鏟的裝載點間距是50m即可。第八,當排土場往前推進時,應(yīng)確保支線道路及時跟上,且水平道路末端與排土場的眉線距離是150m。第九,確保路容癥結(jié),嚴禁存在浮石和鐵件等方面的雜物。第十,路基邊坡與邊溝以及截水溝和擋土墻與標志等方面的設(shè)計都要完好穩(wěn)固,且位置設(shè)計科學,尤其是排水設(shè)施要暢通。
(3)道路安全擋墻。結(jié)合《露天礦山工藝技術(shù)標準》,銅曼礦區(qū)道路的主干線擋土墻設(shè)計高度為2m,主干線的外側(cè)臨空面的擋土墻的底部寬度是6.4m,高度是2.5m。支線外側(cè)與臺階坡頂線低于10m時,堆筑底部寬度在3到4m之間,高度為1.5的間隔擋墻,且主干線交接處需要設(shè)置分車線與過渡曲線。
在采取道路日常運行中,需要切實加大對其的檢查,切實做好對其的養(yǎng)護,以確保其始終處于最佳運行狀態(tài)。
(1)滲水路面處理要點。礦區(qū)往往濕潤多雨,降雨量集中,降雨強度較大,很對匯水流入采區(qū),導(dǎo)致采區(qū)道路中容易形成滲水路面,在養(yǎng)護過程中,因為滲水路面導(dǎo)致電動輪運輸與道路維護帶來的影響較大,所以需要對于匯水經(jīng)過路面的路段,需要采取埋管的方式,切實加強滲水路面的處理,以減少工程機械導(dǎo)致路面需要重復(fù)性修筑,使得路面的完好率得到保障。特別是路段位排水溝杜絕開挖于斷層滑動位置,防止雨水進去斷層內(nèi)與斷層泥融合充當潤滑劑,造成路段滑動坍塌,具體處理措施可如圖6。
圖6 1230東幫道路F0斷層段排水規(guī)劃圖
(2)采區(qū)主干線與支線養(yǎng)護。第一,當路面發(fā)生局部損壞時,比如有積水坑洼,以及被大雨沖刷之后的路面發(fā)生溝槽的現(xiàn)象,需要切實強化對其的處理。對于積水坑洼而言,需要將積水及時地排出,并采用石料將坑洼填筑壓實平整,以恢復(fù)原有路面平整度。而溝槽問題,主要是采用填鋪石料并壓實,以恢復(fù)原樣,而路面耐磨層損壞較小時,需要采取平路機,將路面溝槽及時地消除和刮平。第二,提升路料站的路料加工質(zhì)量,在養(yǎng)護過程中,加強與路料站溝通,做好路料破碎級配,給路面用料提供達標物料。此外,還要擴大路料站的加工能力,以確保養(yǎng)護效果。
綜上所述,為提高露天礦山運輸?shù)缆焚|(zhì)量,需要我們緊密結(jié)合礦山地質(zhì)巖性特點、運輸車輛型號等,切實掌握其施工與設(shè)計技術(shù)要點,并在工程建設(shè)中嚴格把控技術(shù)參數(shù),加大對其的運維,確保露天礦山運輸?shù)缆肥冀K處于最佳運行狀態(tài),為礦山安全高效運輸?shù)於▓詫嵉幕A(chǔ)。