露天玄武岩矿山矿建工程建设要点

2021-11-29蔡祖架

中国金属通报 2021年12期

蔡祖架

（浙江交通资源投资有限公司矿业分公司，浙江杭州 310004）

一般露天玄武岩矿山的开发需要企业编制《矿产资源开发利用方案》，该方案对矿山开采方式、生产加工工艺、开拓系统、安全设施等做出初步设计，在初步设计的基础上可以对加工生产线的建设、首采平台表土剥离、安全预评价等做出扩初设计，这是明确矿建工程建设范围的前提。而矿建工程建设的质量直接影响产能及企业的经济效益。

本文结合浙江省嵊州市下王镇溪后村优优坪建筑用石料（玄武岩）矿山对矿建工程建设要点做出探讨。该矿山为露天矿山，开采标高+131.4m～+60.0m，资源总储量约1300万吨，剥采比为0.206。矿建工程涉及产能450T/小时的加工生产线建设、开拓运输系统道路修筑、表土剥离、边坡中深孔爆破、办公楼及配电用房建设等。

1 工程设计阶段

1.1 生产线产能设计及设备型号选择

生产线产能设计应充分考虑矿山资源储量、年最大开采量、开采方式、周边市场对矿成品的需求等因素。本文所列的露天玄武岩矿山加工生产线产能设计为450吨/小时，年加工生产矿产品190万吨，预计7年左右开采完毕。

在设备型号的选择上，选择大吨位和先进的设备对于提高产能有显著的作用。一般影响设备选型的因素主要包括资源条件，即矿产的赋存，矿石的结构及密度，矿成品的定位及需求。本文所列矿山因为是露天玄武岩矿山，玄武岩密度在2.8～2.87之间，平均抗压强度在155MPa～180MPa。矿床整齐，易于开采，所以选择单机处理能力≥600t/h的颚式破碎机破碎机进行粗破，经皮带机输送后选用单机处理能力≥500t/h液压圆锥破碎机进行中度和细度破碎，再选用单机处理能力≥500t/的立轴冲击式破碎机进行整形，经过两台三层筛网的Y225M-6型振动筛筛分以及中间增加选粉机进行选粉工艺后进行矿产品输出到达成品库，很好的满足了市场需求。

生产线产能设计和设备型号选择应遵循生产技术先进，生产适用和经济合理的方案，具体工作上还应当综合设备情况，对使用性能、可靠性、维修性、经济性、环境保护和职业的卫生和安全、政策推行情况等进行综合设计，同时产能设计需要最大限度节约建设能源和实施节能减排，及时掌握和更新露天矿山砂石骨料生产线加工的新技术、新方法、新工艺。

1.2 施工图设计

施工图设计是露天矿山矿建工程重要内容，需要在产能设计的基础上进行进一步的优化设计。一般施工图设计文件的深度应能满足编制施工图预算、能根据施工图以安排设备材料订货和工厂制作、能根据图纸进行施工和安装并且能根据施工图进行竣工验收。施工图应确保准确、完整以便为后续的施工环节提供最直接的依据。准确、完整的施工图对推进矿建工程施工进度、缩短基建工期、提升施工质量等提供保障。完整的施工图应包括封面、图纸目录、设计施工说明、总平面布置图、立面图、工艺图、剖面图、局部放大图、详图等。

具体分为两部分：

（1）爆破开采施工图设计：按照《矿产资源开发利用与安全设施设计方案》中的相关内容进行爆破开采设计，首先修筑上山开拓道路，结合基建首采作业面位置及基建完成后形成的作业平台，按照《露天矿山厂矿道路设计规范》的规定设置双车道、宽度为7米、纵坡为8%的东、西两边两条道路[1]。开采方式采用山坡露天开采；开拓方式采用汽车运输公路开拓；采矿方法采用自上而下分台阶开采，台阶高度15米，坡面角为60度；爆破方式采用中深孔穿孔、多排延时爆破。由于本文所列矿山为露天玄武岩矿山，矿床呈节点柱状整齐分布，易于开采，所以在进行大面积大方量爆破时，爆堆集中，爆破达到了良好的效果。

（2）土建及机电安装等施工图设计：土建施工图设计涉及的工程主体有粗碎车间、中细碎车间、筛分整形车间、成品料库车间、装车车间、排水工程（包括水沟及沉淀池）、办公楼及配电房建设、车间厂房基础及排土场等。

机电安装施工图设计涉及工程主体有破碎设备、筛分设备、皮带输送机、自动装车系统、除尘装置、电力系统、自动化控制系统及消防系统等。

施工图设计时，应对一些关键施工部位进行详细而明确的施工说明，对一些特定的工艺和技术进行明确的规定，这样才能保证设计图中的一些效果能够在实际的施工中得到落实，如土建施工图中，根据工程勘察数据，对地基承载力不够的施工部位必须严格进行土方换填的说明；对一些隐蔽性的工程部位要说明施工工序；对一些预埋件所用的材料、规格、尺寸必须用详图进行说明；对测量放样的精度、基础结构配筋的受力等要严格达到建筑施工规范的要求等。而机电设备安装施工图对一些关键设备的安装精度必须明确标明安装误差允许范围，对一些钢材的用量、规格必须用表格进行统计[2]。

2 工程施工阶段

2.1 土建施工

施工图会审完毕后，土建施工开始前，业主单位组织施工单位、监理单位、设计单位进行设计交底，并形成会议纪要。开工报告下达前，要求土建施工单位编制施工组织设计，内容包括施工总体部署、施工进度计划、主要施工机械及机具配备计划、基础工程施工方案、主体工程施工方案、工程质量保证措施、工期保证措施、文明施工和环境保护措施等[3]。施工组织设计经业主单位审批后，施工队伍进场。露天矿山矿建工程土建施工主要涉及设备基础施工，包括测量放样、基坑开挖、绑筋立摸、混凝土浇筑等施工工序。施工过程中，根据施工组织设计所列出工程的重点和难点部份，要有针对性的提出有效且可行施工方案。在施工组织上，因生产线主体施工部位多而杂，工程量大，施工周期长，所以在施工时应进行平衡交叉施工，根据不同的施工部位以及施工条件等因素进行综合优化。实际施工时，因各种因素无法按照设计图纸进行施工时，应及时联系设计单位对图纸做出变更，并做好变更记录。在及时推进施工进度的同时，严抓工程质量，对施工单位在施工过程中不严格按照图纸施工的问题要求施工单位无条件的返工和整改，并对合格的施工成品要有相应的保护措施；对工程隐蔽部位在施工完毕后，要进行竣工验收，验收不合格，必须督促施工单位进行整改直至再次验收合格才能进入下一道工序。根据施工进度，业主组织施工单位、监理单位等定时召开例会，对施工过程中出现的各种问题进行协调解决，在确保施工安全及在采取有效措施的基础上，促进文明施工。

2.2 机电设备安装施工

相比较于土建施工而言，机电安装施工具有专业性强、精度要求高、高空作业频繁等特点，所以安装施工人员应具备相应的专业知识才能从事安装工作，同时因高空作业的原因，对施工安全也提出较高的要求。施工开始前，施工单位同样需要编制施工组织设计报业主审批，并根据施工图纸进行精准施工。一般露天矿山根据设计产能决定了机电设备型号和参数，有些设备参数如电机功率、负荷要求、保护装置、易损件等标在设备铭牌上，所以根据铭牌上的数据在安装开始前应进行仔细核对，同时对土建施工成品进行检查，特别是预埋件的间距和标高进行重新测定，超过误差范围必须进行调整及加固。对各个设备及零部件的组装应遵循由内而外，由下而上的原则。对特殊的设备和精密零部件组装可借用高精度的测绘仪器进行测定；对设备精准衔接的部位必须借助专用的工具进行安装，在参照安装说明书的同时也可联系厂家进行现场指导安装。对本文所列的露天矿山中砂石骨料生产线来说，主体设备的安装主要有颚式破碎机、圆锥破碎机、皮带机、除尘器、散装机、斗提机、减速机、电动机的安装及非标件制作。总体而言，根据各个设备参数和性能在安装时应严格控制安装误差在允许范围内，并对每一个主体设备设置就地控制和远程控制的功能，可以进行一键启停的自动化控制。在非标件制作时，出于节能建设及成本控制等因素，应根据施工图中的用料数据（主要为钢材）进行统筹，防止浪费[4]。

2.3 爆破施工

露天矿山矿建工程在基建阶段涉及的爆破施工不多，主要有边坡开挖而进行的浅孔爆破、首采平台形成的中深孔爆破以及一些其它辅助工程需要的预裂爆破等。

本文所列露天玄武岩矿山，从技术可行性、安全可靠性、环保要求等因素，对矿区基建期的开拓道路及首采平台剥离开挖采用露天深孔爆破为主、露天浅孔爆破为辅的方式。露天深孔爆破设计台阶高度5m～10m，孔径90mm、115m；露天浅孔爆破设计台阶高度1m～4.5m，孔径40mm。根据工程环境复杂程度，在爆破施工中坚持“多打孔、少装药、多次爆、少排数（尽量控制在二排）的原则”，严格限制单次最大齐爆药量，最大限度地减少爆破震动，并严格控制单耗和单孔药量，加强炮孔填塞长度与填塞质量，以及加强防护等有效措施，控制飞石，避免飞石危害，并做到精心组织施工，周密组织做好警戒工作，确保爆破施工安全、合理有序，达到经济效益和施工绝对安全双向目标[5]。

3 竣工验收阶段（安全生产许可证办理阶段）

露天矿山矿建工程在完成生产线建设及投产、开拓系统开拓完毕、首采平台剥离到位后，企业可以申请政府对口单位进行基建竣工验收。竣工验收主要对前期编制的《矿产资源开发利用与安全设施设计方案》、《环境影响评价报告》等方案进行复查，审查企业在基建期是否按照编制文件进行基建建设，并结合安全生产条件对矿山实地现场进行评估，按照国家相关法律法规给与达到安全生产的企业颁发《安全生产许可证》。