浅析如何提高铜曼露天矿山运输道路质量

2021-01-04张登敏谭明洪

中国金属通报 2020年16期

杨涛，张登敏，谭明洪

（云南华联锌铟股份有限公司，云南文山 663701）

铜曼露天采场运输道路质量得到有效地提升，需要紧密结合其特点和修筑目的，从技术、设计修筑和养护四个方面，加大对其的控制，以达到提升露天矿山运输道路质量的目的。

1 特点分析

露天矿山的运输道路与普通的道路存在差别，不仅断面形状较为复杂，而且线路坡度较大，加上弯道较多，运输量较大，以及曲率半径较小，运输车辆的载重较大。一般而言，露天道路分为主干线与支线。其中，主干线主要是在采取境界至排土场或者卸矿平台间的运输道路，亦或是在境界内2个之上的台阶共用的且车流密度较大以及使用时间较长的运输道路。而支线是在境界中通往电铲或挖机作业区，亦或是在排土场通往排土区所需时间较短的运输道路。

2 路基路面的技术要点

2.1 主干线

铜曼矿段运输主干线主要分布于采场东帮及采场西帮，采场西帮主要以运输矿石道路为主，东帮则以运输废土至排土场为主。根据矿区岩石分布特征，采场西帮主要以硬度系数较高的大理岩为主，而东帮则主要以硬度较低的片岩、强风化片麻状花岗岩、及少量浮土为主。结合道路设计相关规范要求，适合采用两层及三层铺路法铺设道路，西帮采用双层法，即基层与面层两层，东帮采用三层法，主要是指基层与面层以及路床三层,如图1及2。

图1 西帮主干线：双层式路面

图2 东帮主干线：三层式路面

当然西帮公路不一定都是硬度较大的稳定大理岩，东帮也不一定都是硬度较低的不稳定片岩，在修筑是还要看实际的岩性分布情况。如果是在原岩较稳定地段修路，基层的厚度在350mm±150㎜之间，铺设的碎石粒径在175mm±25㎜之间，面层的厚度在225mm±75㎜之间，而面层铺设的碎石粒径在50mm±30㎜之间。如果是在风化原岩地段修路，需要采用三层路面结构，其中，基层的厚度在400mm±100㎜之间，铺设料选用岩石，路床的厚度在225mm±75㎜之间，铺设的碎石粒径在175mm±25㎜之间，面层的厚度在200mm±100㎜之间，而面层铺设的碎石粒径在50mm±30㎜之间。

2.2 支线

采场内的支线多为原岩地段，其岩性分布特点为：西帮主要以大理岩及少量的云母石英片岩为主，东帮则主要以石英云母片岩及少量的云母石英片岩为主。结合矿区岩性分布及道路设计技术规范，支线的道路结构常见的有单层（如图3）、三层这两种路面如图（3）。

图3 西帮支线：单层式路面

如果是在原岩地段修路时，需要采取单层路面结构，面层的厚度在200mm±100㎜之间，面层铺设的碎石粒径在50mm±30㎜之间。如果是在风化地段修路，需要采用三层路面结构，其中，基层的厚度在400mm±100㎜之间，铺设料选用岩石，路床的厚度在225mm±75㎜之间，铺设的碎石粒径在175mm±25㎜之间，面层的厚度在200mm±100㎜之间，而面层铺设的碎石粒径在50mm±30㎜之间。

3 道路设计要点

在露天矿山道路设计中，应严格按照《露天矿山道路设计规范》以及矿区工程地质实际情况加强对其的设计。一般而言，在综合考虑道路平面和纵向以及横向三个方面的因素，尽可能地实现道路运输距离最短，且平面顺适和纵坡均衡以及横坡的合理性。

（1）路面宽度。结合车间的相关安全管理制度及《露天矿山道路设计规范》,下面我们来计算出矿区运输道路的最小宽度。因路面的宽度取决于汽车宽度、行车密度以及行车速度等，那么我就我们就可以用以下公式参与计算选取参考路宽：

其中：b--路面宽度（m），参考取值5m。X--行车线数，参考取值（单车道：2，双车道3）。A--车辆宽度，参考取值5m。m--两车辆之间互错距离，参考取值3m。n--后轮外缘距路面边缘的距离（m），参考取值2m。

则：主干线（双车道支线）b=3*4+（3-1）*3+2*2=22m。

单车道支线b=2*4+（2-1）*3+2*2=15m。

因此，针对都龙矿区路面宽度而言，主干线与支线双车道的合理设计宽度为22m，而支线的单车道路面合理设计宽度为15m，当然结合实际情况，一定程度扩宽道路有利于行车安全。

（2）路面坡度及路线等级划分。在考虑安全及设计规范的前提下，结合矿区的实际情况就铜曼矿区路面坡度而言，分为两种，一种是道路纵坡坡度，主干线与支线道路的平均纵坡坡度小于等于8%，而对于施工困难的地段，支线道路不大于10%。另一种是道路横坡坡度，其中，路面横坡的坡度在雨季和旱季应有一定的区别，通常在3%之内。因此，我们在参考规范的前提下，可按照以下划分方式对道路进行等级划分，如表1。

表1 线路等级划分表

（3）曲线。结合铜曼矿区矿山地形特征及运输车辆型号，通过公式计算，矿区设计运输道路最小曲线半径一般为40-50m，曲线超高通常要在2.2-5%之内，曲线加宽在2到3.5m之间，其计算公式如下：

式中：Rmin--线路最小曲线半径，m；v--汽车行驶速度，km/h；μ--轮胎与路面间横向粘着系数，其值为0.06-0.22；iH--路面超高横坡，%；g--重力加速度，m/s2；R--平直线半径，m。

4 露天矿山道路修筑要点

（1）主干线。第一，路基与路面的宽度应与设计要求相符，且严格加大误差的控制，且误差±不超付0.5m，而边缘则顺直，纵向则平顺。第二，路肩的密实而又平整，同时高度要与路面边平整对其，肩线也要整齐。第三，曲线在加宽和超高时，要与设计要求相符。第四，路面要做到顺适而又平整，没有坑槽、高突等情况，采用三米直尺进行检查，其最大高差需要在100㎜之内。第五，路面厚度要均匀而又坚实和稳定，严禁存在车辙和搓板，且车辙的最大深度与搓板波浪料梗的最大高度在100㎜之内。第六，面层较为完整，每50m长骨路面积需要在10平方米之内。第七，路拱适度，严禁存在积水和冲沟的问题。第八，路容较为整洁，严禁存在浮石和铁件等杂物。第九，路基边坡与边沟以及截水沟和挡土墙与标志等方面的设计都要完好稳固，且位置设计科学，尤其是排水设施要畅通。具体修筑后视角如图4及5。

图4 道路修筑横剖面图

图5 道路修筑三维侧视图

（2）支线。第一，路面要顺适而又平整，而且坑包面积不得大于1平方米，采用三米直尺进行检查，且最大高差需要在200㎜之内。第二，路面厚度要均匀，且坚实而又稳固，且车辙高度需要在100㎜之内。第三，面层较为完整，每50m长骨路面积需要在10平方米之内。第四，路拱适度，严禁存在积水和冲沟的问题。第五，路基与路面的宽度需要与设计要求相符，做到边缘顺直且纵向平顺。第六，曲线加宽与超高均与设计要求相符；第七，在向前推进电铲时，需要确保支线道路及时跟上，且水平道路的末端与电铲的装载点间距是50m即可。第八，当排土场往前推进时，应确保支线道路及时跟上，且水平道路末端与排土场的眉线距离是150m。第九，确保路容症结，严禁存在浮石和铁件等方面的杂物。第十，路基边坡与边沟以及截水沟和挡土墙与标志等方面的设计都要完好稳固，且位置设计科学，尤其是排水设施要畅通。

（3）道路安全挡墙。结合《露天矿山工艺技术标准》，铜曼矿区道路的主干线挡土墙设计高度为2m，主干线的外侧临空面的挡土墙的底部宽度是6.4m,高度是2.5m。支线外侧与台阶坡顶线低于10m时，堆筑底部宽度在3到4m之间，高度为1.5的间隔挡墙，且主干线交接处需要设置分车线与过渡曲线。

5 采区道路养护要点

在采取道路日常运行中，需要切实加大对其的检查，切实做好对其的养护，以确保其始终处于最佳运行状态。

（1）渗水路面处理要点。矿区往往湿润多雨，降雨量集中，降雨强度较大，很对汇水流入采区，导致采区道路中容易形成渗水路面，在养护过程中，因为渗水路面导致电动轮运输与道路维护带来的影响较大，所以需要对于汇水经过路面的路段，需要采取埋管的方式，切实加强渗水路面的处理，以减少工程机械导致路面需要重复性修筑，使得路面的完好率得到保障。特别是路段位排水沟杜绝开挖于断层滑动位置，防止雨水进去断层内与断层泥融合充当润滑剂，造成路段滑动坍塌，具体处理措施可如图6。

图6 1230东帮道路F0断层段排水规划图

（2）采区主干线与支线养护。第一，当路面发生局部损坏时，比如有积水坑洼，以及被大雨冲刷之后的路面发生沟槽的现象，需要切实强化对其的处理。对于积水坑洼而言，需要将积水及时地排出，并采用石料将坑洼填筑压实平整，以恢复原有路面平整度。而沟槽问题，主要是采用填铺石料并压实，以恢复原样，而路面耐磨层损坏较小时，需要采取平路机，将路面沟槽及时地消除和刮平。第二，提升路料站的路料加工质量，在养护过程中，加强与路料站沟通，做好路料破碎级配，给路面用料提供达标物料。此外，还要扩大路料站的加工能力，以确保养护效果。