1.前言
德兴铜矿是特大型斑岩露天矿山,由铜厂和富家坞二个采区组成,采用汽车运输工艺,拥有一系列装载量为154t、172t、185t和220t电动轮自卸汽车;目前采区道路总长达29706米。矿区地处湿润多雨气候区,降雨量较为集中,每年3~7月为雨季,年降水雨量平均为2065.2毫米,降雨强度较大,给道路的修筑与养护带了很大的困难。露天采区道路质量好坏,直接影响到电动轮运输作业的舒适度、作业效率和作业成本。在现有的条件下,为了改善露天采区道路状况,加强采区运输道路管理,显得尤为重要。
2.露天矿山道路设计要求
2.1露天矿山道路设计依据
(1)依据《露天矿山道路设计规范》的原则,结合采区现状情况进行设计。(2)综合考虑道路的平、纵、横三因素,尽可能做到道路运距最短,平面顺适,纵坡均衡,横坡合理[1]。
2.2、主干线、支线道路主要设计参数
主干线是指采区境界至排土场或至卸矿平台之间的运输道路;或境界内两个以上台阶共用的、车流密度较大、使用时间相对较长的运输道路。
支线是指境界内通往各电铲作业区,或排土场通往各排土区使用时间相对较短的运输道路。
(1)路面宽度:主干线和支线双车道22.5m。支线单车道15m。
(2)路面坡度
a道路纵坡坡度
主干线和支线道路平均纵坡坡度≤8%。在施工困难地段支线道路不得超过10%
b道路横坡坡度
路面横坡坡度雨季与旱季应有所区别,一般控制在3%以内。
(3)最小曲线半径≥40m。
(4)曲线超高小于6%。
(5)曲线加宽2m~3.5m[2]。
2.3、露天矿山固定坑线道路设计要求
设计露天矿山固定坑线道路时,根据道路坡度要求设计穿孔孔深,确保固定坑线道路路基稳固。
2.4、露天矿山道路特殊路段规定
由于特殊原因,主干线或支线道路达不到主要设计参数要求时,设计经审批后,须采取安全措施(如:设立警示标志、限速标志等)。
3、露天矿山道路修筑要求
3.1、主干线道路路基与路面修筑要求
3.1.1、道路结构、路基与路面的修筑
(1)道路结构
道路结构分双层或三层式路面结构,双层是指基层和面层二层;三层是指基层、路床和面层三层。
(2)路基与路面的修筑
①在原岩地段修路采用双层式路面结构,基层厚度为 200mm~500mm,选用路料站粒径在150-200 mm的碎石铺设;面层厚度为150mm~300mm,选用路料站粒径在20-80 mm的碎石铺设。
②在风化地段修路采用三层式路面结构,基层厚度为300mm~500mm,选用原岩作路料;路床厚度为 150mm~300mm,选用路料站粒径在150-200 mm的碎石铺设;面层厚度为100mm~300mm,选用路料站粒径在20-80 mm的碎石铺设[3]。
3.1.2、路基与路面修筑要求
1)路基和路面宽度符合设计要求,误差为设计值±0.5m,边缘顺直,纵向平顺。
2)路肩密实平整,高度与路面边相平,肩线整齐。
3)曲线加宽、超高符合设计要求。
4)路面顺适平整,无坑槽和高突等,用3m直尺检查时,最大高差不超过100mm。
5)路面厚度均匀、坚实稳定,没有搓板和车辙,车辙最大深度和搓板波浪的料埂最大高度不超过100mm。
6)面层完整,每50m长露骨面积不超过10m2。
7)路拱适度,无积水和冲沟现象。
8)路容整洁,无浮石、铁件等杂物。
9) 路基边坡、边沟、截水沟、挡土墙、标志等设施稳固完好,位置适当,排水设施畅通。
3.2、支线道路路基与路面修筑要求
3.2.1、道路结构、路基与路面的修筑
(1)道路结构。道路结构分单层和三层两种形式。单层路面是在路基上仅铺一层面层。而三层分基层、路床和面层三层。
(2)路基与路面的修筑。①在原岩地段修路采用单层式路面结构,面层厚度为100mm~300mm,选用路料站粒径在20-80 mm的碎石铺设。②在风化地段修路采用三层式路面结构,基层厚度为了300mm~500mm,选用原岩作路料;路床厚度为 150mm~300mm,选用路料站粒径在150-200 mm的碎石铺设;面层厚度为100mm~300mm,选用路料站粒径在20-80 mm的碎石铺设。
3.2.2、路面与路基修筑达到要求
1)路面顺适平整,坑包面积≤1 m2;用3m直尺检查时,最大高差不超过200 mm。2)路面厚度均匀、坚实稳定,车辙高度不得超过100mm。 3)面层完整,每50m长露骨面积不超过10m2。4)路拱适度,无积水和冲沟现象。5)路基和路面宽度符合设计要求,边缘顺直,纵向平顺。6)曲线加宽、超高符合设计要求。7)电铲向前推进时,支线道路应及时跟上,该水平道路末端离电铲装载点距离为50m。8)排土场向前推进时,支线道路应及时跟上,该水平道路末端离排土场眉线距离为150m。9)路容整洁,无浮石、铁件等杂物。10)路基边坡、边沟、截水沟、挡土墙、标志等设施稳固完好,排水设施畅通。
4、特殊地段修筑要求
采区的特殊地段是指电铲作业区、排土场作业区和卸矿平台作业区等,其中:电铲作业区,系电铲装载点与支线道路之间50m范围之内。 排土场作业区,系排土场眉线与支线道路之间150m范围之内。 卸矿平台作业区,系卸矿平台点与主干线道路之间50m范围之内。
4.1、电铲作业区域场地平整、无坑包(凸高>300mm,面积为1m2左右的工作面为坑包),不积水。
4.2、卸矿平台平整,用3m直尺检查时,坑槽、缓坑、高突,其最大高差不超过100mm。
4.3、卸矿作业区域场地平整无积水。整洁无浮石、杂物(如铁件等)。
4.4、排土场作业区域符合排土场管理要求。排土场运输干线周围不得随意排土,排土场场面必须保持平整,无浮石、无坑包,保持2-3%的反坡,排土场边缘应设置挡土墙。
5、道路验收
道路验收以生产技术室牵头,负责每月中旬、下旬组织场有关单位对采区所修筑的运输道路进行两次测评,利用两次测评的结果得出本月的道路路好率。
5.1、道路路好率
以每50米长为一个单位路段,符合验收标准的路段为合格路段,合格路段之和占总路段的百分比为道路路好率。
5.2、路面宽度
(1)主干线双车道净宽不少于22.5m。(2)支线双车道净宽不少于22.5m,单车道净宽不少于15m。电铲向前推进时,工作面道路应及时跟上,该水平道路末端离电铲装载点距离不大于50 m。(3)道路应加宽而无加宽,或加宽不足,为不合格;应超高而无超高或出现反超高的,为不合格。
5.3、路面坡度
(1)路面纵坡坡度符合设计要求。(2)路面横坡坡度控制在3%以内。
5.4、路面平曲线半径应符合设计要求。
5.5、路面平整度
(1)路面整洁,无浮石(大于0.1m浮石)和杂物等;(2)主干线路面平整度小于0.1m(含),超出此范围为不合格;(3)支线路面平整度小于0.2m(含),超出此范围为不合格;(4)修补路面面积在5m2以上没有压平、压实,为不合格;(5) 路面的坑槽是指路面结构层形成的坑洼;路面上行车轮迹的纵向形成的带状凹槽。坑槽深度0.15m以上,面积在0.5m2以上(含)为不合格,车辙深度在0.15m以上,宽度乘长度在0.3m2以上(含)为不合格;(6)路面、路基湿软发生弹簧、破裂、冒泥浆等翻浆现象都为不合格;(7)沉陷深度在0.1m(含)以上、面积在10m2以上(含)为不合格;(8) 路面的露骨是指路面磨耗层散失,形成路基层裸露。露骨面积在10m2以上(含)为不合格;(9) 路面的波浪是指路面纵向产生连续起伏。波浪在连续起伏3个(含)以上为不合格[5]。
5.6、安全挡墙
(1)干线挡墙高为2m。干线外侧临空面挡土墙底宽6.4m,高2.5m。(2)支线外侧距台阶坡顶线小于10m时,必须堆筑底宽3~4m、高1.5m的间隔挡墙,与主干线交接处设置过渡曲线和分车线[6]。
6、结束语
多年来,德兴铜矿加大对采区道路修筑和养护管理攻关,及时对路面出现坑凹、露骨、及不平整等情况时进行养护,采区道路路好率达到87%左右,为降低电动轮汽车柴油消耗和降低采区内的工程机械、辅助车辆费用起着重要作用。由于道路质量的提高,改善矿山作业环境。
参考文献
[1]《厂矿道路设计规范》GBJ22—87)
[2]张立芳,徐达.大型露天矿山道路线路设计,《江西冶金》1981年02期
[3]殷敏.露天矿运输道路设计手册(之五)《矿业工程》1980年09期
[4]宋双杰,张春生,黎宝贵.浅谈露天矿山道路控制性圆曲线半径设置,《科技风》2010年20期 175
[5]黄泽斌.提高露天矿山采区道路修筑与养护质量的措施,《金属矿山》2008年02期28-29
[6]贾致荣. 基于CBR法的矿山道路路面设计,《金属矿山》2008年09期
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