某白云岩露天矿山开拓道路设计变更研究

杨庆明 罗领俊

(1.贵州锦丰矿业有限公司，贵州贞丰 562200;2.海口经济学院工程技术学院，海南海口 571127)

1 概述

某白云岩矿区由南北两个矿段组成，矿区面积1.339 5 km2，开采深度为+245 m以上。矿区内部和外部交通都比较发达。矿体分布于矿区东南鸡心坳一带，平均宽度达350 m，探明矿体的长度约800 m，矿体出露于地表呈北西—南东方向分布。矿体岩石属于硬质岩石，岩性比较单一，岩石整体强度比较高，工程力学性质好，不易变形破坏。矿体部分没有任何断层通过，褶皱构造十分完整。

为尽快产生经济效益，一期工程仅在矿体出露地表且交通便利的北部矿体实施生产，规模仅为20万t/年。现为达到50万t/年的设计产量，开始按照设计修筑开拓公路，向南部矿体实施开拓剥离工程。

2 公路开拓运输线路布置的要求

2.1 公路开拓运输的优缺点

广义上来讲，包含各式汽车、前端式胶轮装载机或胶轮式铲运机等生产运输设备的开拓方式称之为公路开拓运输。公路开拓运输具有机动灵活、对各种地形适应性强、基建时间较短、基建投资较少等优点。其主要缺点是吨公里运输成本高并且污染较大等。

2.2 公路开拓运输线路布置要求

据有关统计的露天矿山数据显示，其中运输费用约占总的矿石开采成本的40%～60%，因此其运输线路的合理布设对于露天开采的成本控制起到非常重要的作用［1］。尤其是在本矿山，白云岩矿利润较低，控制其成本尤显重要。

考虑到本矿山实际情况并结合相关规范要求［2］，露天矿山公路开拓运输线路布置有如下要求:

1)线路需满足所在矿山开采工艺以及矿山总平面图布置的要求，即在保证各开采水平的矿岩均能够畅通拉运至选定的矿岩卸载点的同时，又能使每个开采水平的运输线路随着生产推进在不同时期都能与各辅助生产工艺形成较完整的装运排体系。

2)执行的线路技术等级和参数，应符合相应的设计技术规定。在保证行车安全的基础上，最大限度发挥所使用运输汽车的效率，以期节约成本和创造效益。

3)露天矿采坑内部新水平准备以及工作面上的运输线路，如非特殊条件限制应尽可能采用移动线路，并将线路布设在工作面推进速度相对较慢的区段和在矿岩接触面上盘附近，且该线路方向应与固定线路和联络线路保持同向，确保避免反向拉运。

4)仍需遵循一条通用规范，即运输线路应布置在工程地质和区域水文地质条件好的地段。固定、半固定线路按规定一般只允许修筑挖方路基，如遇山坡开采的极个别条件恶劣而又无法回避的地段，才考虑局部填方(一般不应大于路基宽度的1/4～1/3)，但其边坡一定要进行加固处理，保证边坡稳定性。

5)为控制运输线路长度，线路布置尽可能平直，并减少弯道和回头曲线。深凹露天矿运输线，要回避在高边坡部位布设线路弯道与回头曲线，并尽可能少在采坑深部布设回头曲线。

6)本露天白云岩矿山开拓前期为山坡露天矿，因此上山道路在经过露天采场内部时，理应充分考虑爆破作业对线路正常使用的影响。为保证矿岩拉运畅通，应尽可能布设成环行路。

7)本露天白云岩矿后期将转为深凹露天矿，总出入沟的位置和标高的确定，应结合选厂、排土场以及修理厂等的相对位置和标高，以确保矿岩不反向运输来增加拉运成本。控制采场内外重车的上坡线路长度，非确有必要，应考虑重车最大限度下坡向行驶。

3 开拓道路设计存在的问题

3.1 原开拓道路设计概况

按照原设计，南部矿床开拓从一期采场出入沟旁到矿区南部标高+340 m修建一条上山公路到达最高水平平台，作为总出入沟。然后进行首采区段+340 m水平的层面开拓，为了减少基建工程投资，加速矿山建设，尽快获取经济效益，矿床所有新层面的开拓位置均应尽量选择靠近总出入沟口处，并尽可能沿着最终边帮布线开沟。

设计开拓道路长1 345 m，路基宽度为8.5 m，路面宽度为6.5 m，路面为泥结碎石，施工按照三级道路标准要求进行作业和验收。

原设计开拓道路与开拓境界相对位置见图1。

3.2 存在的问题

在开拓工程招投标完成后，随即中标单位进行开拓道路的修筑上山工作。业主方测设提供了控制坐标点作为施工现场的基本点，施工方严格按照原设计的道路中心点和拐点坐标进行测设埋桩。在施工过程中暴露一些问题，总结如下:

1)地形图较为老旧，地形局部不符，工程量计算不准确;2)总出入沟入口处穿越采场的变压器龙门杆;3)离总出入沟入口约42 m处，穿越现有工具房;4)04号桩与拐点1之间为原排土铁路线，虽然铁路现在已经拆除，但该线路标高与上述两点标高差约5 m，形成一条沟，增加了填方工程量;5)由拐点1至08号桩约长100 m的线路中心线位于原排土铁路线边坡上，且工程地质条件差，不仅增加大量填方工程量，且护坡费用高，施工难;6)由15号桩～18号桩长约180 m，中间包括5段拐弯曲线，在地质地形图上显示坡度非常小，但具体施工中发现，这一段穿越原排土场一角。这一段地质条件差，挖方工程量巨大，护坡工程量也较大，原设计并未考虑到;7)由19号桩～20号桩长约205 m，包括4段拐弯曲线，道路中心线沿原岩斜坡延伸，增加了爆破工程量;8)14号拐弯曲线的起点ZY14与曲线中心点QZ14之间有一条自上而下的冲沟，雨季对路面影响较大，原设计未予以考虑。

4 开拓道路设计变更方案

4.1 变更原则

1)露天矿山道路设计，应根据矿山地形、地质、开采境界、开采推进方向，各台阶(阶段)标高以及卸矿点和废石场(排土场)位置，并密切配合采矿工艺，全面考虑山坡开采或深部开采要求，合理布设线路。当地形或地质复杂时，采用纸上定线后，应到现场核实、校正。在矿山开采境界内，宜采用挖方路基［3］。

2)经济合理，满足技术参数要求，保证安全。

3)以重新测量绘制的局部地形图为依据进行科学设计。

4.2 变更内容及变更后的线路布置

变更内容如下:在地质地形图上有一条原排土场废弃排土公路，经过多年的排土碾压，路基非常密实，现考虑到实际情况，开拓公路应充分利用该排土公路，工程量将大为降低。

线路更改后，主要沿上述废弃排土公路延伸，并沿该废弃排土公路中心线，以左右各50 m的标准进行局部地形图更新。线路更改后，避开了原铁路排土线，直接解决了问题1)～问题5)。针对问题6)，在新的设计中，因此段附近较为平缓宽阔，将此段路线向东南方向偏移约6 m，直接避开原排土场坡脚。针对问题7)，因该处为原排土场路线，外缘较为宽阔，且已压实，向外缘移动约6 m，经简单修整即可施工，避免了该处的浅眼爆破，既控制了成本，又控制了风险。针对问题8)，经业主、施工和设计方会商和研究，修筑集水池和排洪沟，避免雨季对道路的破坏。线路技术要求不变，更改设计后，施工难度降低，达产日期提前，经济效果明显。

变更后的线路见图2。

5 结语

在开拓道路设计中，资料是进行设计的主要基础和依据，收集的第一手资料务必要详实准确，避免出现本例中地形地质图不准确的情况。作为设计单位和设计人员，一定要在设计前务必进行实地踏勘，避免因资料和接收信息等主客观原因造成的图纸和实地差异，及时与建设方、施工方沟通联系，根据现场反馈及时提供技术支持和解决方案。

［1］高永涛，吴顺川.露天采矿学［M］.长沙:中南大学出版社，2010.

［2］《采矿手册》编辑委员会.采矿手册［M］.北京:冶金工业出版社，1991.

［3］GBJ 22-87，厂矿道路设计规范［S］.

［4］王 青，史维祥.采矿学［M］.北京:冶金工业出版社，2001.

［5］董武斌.峨口铁矿开拓系统的优化改造［J］.露天采矿技术，2006(5):37-38.