土石方剥离工艺工1.docx
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土石方剥离工艺工1
土石方剥离工艺工1
为了满足我国国民经济迅速进展的需要,当矿床赋存条件对开采方式不限制时,应第一采纳露天开采。
露天开采比地下开采更易于应用大型生产设备,从而扩大企业的生产能力,提高劳动生产率,缩短基建时刻,降低开采成本,提高经济效益。
随着生产设备不断改进,露天矿土石方剥离技术不断成熟,其施工机械化程度和生产效率也得到显著提高。
露天矿土石方;剥离;工艺工法
工艺原理
本工法施工按照〝间断开采工艺〞原理,采纳单斗挖掘机—卡车开拓运输系统,平行采场斜坡道布置,将剥离物运输至覆盖式多台阶排土场排弃。
遵循先易后难,突出初期效益;综合运距小,生产机具布置容易的地段;便于采区衔接,有利于后续工程施工的原那么,沿布置工作线,依次推进,保证剥离任务的完成。
一、工艺工法特点
1.施工设备配套简单,工艺易操作,易推广,集中强化开采,速度快。
2.工艺流程清晰,容易操作和把握,质量容易操纵,在施工机具充足的条件下可分段施工,不受场地限制,能够加快施工速度。
3.施工空间大,能够引入大型施工机械多作业面平行施工,工效高。
4.在地质结构复杂多变的露天矿土石方剥离过程中,便于及时的调整施工方法,进度稳固,工期保证性强。
二、适用范畴
本工法适用于任意地势条件的露天矿,同时采纳自卸汽车运输,运距不超过3公里,修建铁路不经济,要求分采、分运的露天矿。
三、要紧引用标准
«露天煤矿工程设计规范»〔GB50197-94〕;«露天煤矿工程施工及验收规范»〔GB50175-93〕;设计图纸、合同文件的相关要求。
四、施工方法
露天煤矿土石方剥离是按照设计要求采纳大型设备挖掘、爆破等手段把覆盖在煤层上面的土层、岩石等覆盖层依照不同厚度分层与煤层剥离开,将土层、岩石等剥离物用大型装载运输设备运到排土场进行排弃〔称之为外排〕,使煤层外露后进行开采,并依次向前推进。
关于大型露天煤矿分期施工的,前期剥离完成的露天煤矿后面紧跟进行煤矿开采,将后期开发煤层的剥离物排弃至开采完的煤坑内〔称之为内排〕。
五、工艺流程及操作要点
1、工艺流程
露天煤矿土石方剥离被剥离物假设为土层,施工流程较为简单,即要紧挖掘采装、运输排土;假设被剥离物为岩石,那么其要紧施工工艺过程增加了爆破作业,要紧包括穿孔、爆破、采装、运输、排土等工序。
防排水等辅助工序也是在各个要紧生产工艺中需要考虑的问题。
由于公路无轨运输是露天矿剥离工程最常见的开拓方式,因此一样采纳单斗挖掘机配合汽车运输工艺进行土石方剥离。
2、操作要点
(1)剥离施工预备
露天煤矿土石方剥离施工可分为采剥、运输、排土、后勤保证与辅助施工四大系统,四大系统相辅相成,相互依存,缺一不可。
各系统施工要点概括为:
采剥系统:
帮齐底平,减少干扰;
运输系统:
安全有效,运输顺畅;
排土系统:
排土有序,现场受控;
后勤保证和辅助系统:
保证有力,服务到位。
同时,露天煤矿土石方剥离的施工组织要点总结如下:
1〕施工应遵循先易后难的顺序,突出初期效益,第一施工综合运距小,生产机具布置容易的地段。
2〕尽可能利用现场实际条件,合理进行施工组织设计,以便于采区衔接,有利于后续工程的施工。
(2)四大施工系统要紧预备内容
①采剥系统工作内容:
掘沟位置选择,机械型号数量,平盘划分,台阶宽度、高度确定,边坡治理,工程数量操纵等〔土石方数量界定〕。
石方爆破:
穿孔、炸药运输、炸药现场临时保管、装药、起爆、炸药退库等。
②运输系统工作内容:
主干道位置选择,采区道路选择,排土场道路,道路标准〔宽度、坡度〕,道路标识、标志〔分夜间和白天〕,运输设备选择等等
③排土系统工作内容:
推土设备选择,排土台阶高度确定,排土场台阶数量确定,倒车指挥人员数量等
④后勤保证和辅助系统工作内容:
驻地建设,油料供应,设备修理,便道爱护,人员生活供给,车辆救援,人员疾病工伤救援等。
(3)采掘
采纳挖掘机按照自上而下的顺序分台阶进行。
由于挖掘机配合汽车运输工艺具有高度机动性,能充分发挥挖掘机的效率,同时挖掘机在工作面的自由度较大,有利于回采和分运,能适用于各种开采程序的要求,属于间断作业的开采工艺,整个工艺系统效率的发挥,受各生产环节的制约。
故在施工过程中应注意挖掘机配合汽车运输工艺的工作面参数:
①台阶高度〔h〕
台阶高度要紧决定于挖掘机工作参数、矿岩性质、运输条件等。
挖掘机配合汽车运输工艺的采装方式一样均为平装车。
关于不需要爆破直截了当挖掘的软岩工作面为了保证斗满,台阶高度不应小于挖掘机推压轴高度的2/3;为了保证安全,台阶高度不应大于挖掘机最大挖掘高度,即:
H≥2/3Ht h≤Hw.max
式中:
h——台阶高度,m;
Ht——挖掘机推压轴高度,m;
Hw.max——挖掘机最大挖掘高度,m。
在采掘坚硬矿岩的爆堆时,爆堆的高度一样不应大于挖掘机最大挖掘高度。
但当爆破后的矿岩破裂比较平均、无黏结性时,爆堆高度能够是挖掘机最大挖掘高度的1.2~1.3倍。
台阶高度与爆堆高度之间的关系,与被爆破矿岩的性质和爆破方法有关,通常采纳体会公式:
h=KBh'≤KBHw.max
式中:
h'—爆堆高度,m
KB—与矿岩性质和爆堆性质有关的系数。
h—台阶高度,m;
如石方采纳松动爆破,松动爆破的爆堆,KB=1.1~1.5。
②采掘带宽度〔A〕
1〕松软矿岩采掘带宽度
在采掘松软矿岩时,不需要进行爆破,采掘带宽度可按下式确定:
A=〔1.0~1.7〕Rwz
式中 Rwz——挖掘机站立水平挖掘半径,m;
A——采掘带宽度,m。
2〕坚硬矿岩采掘带宽度
在采掘经爆破的矿岩时,假设采掘带过小,会使挖掘机移动频繁,作业时刻减少,从而使挖掘机生产效率降低;假设采掘带过宽,挖掘机不做横向移动时会使采掘带边缘满斗程度降低,残留物增多。
由于挖掘机和汽车的相对位置比较灵活,故采掘带宽度可依照实际情形适当变化。
例如北联电矿建工程施工采纳斗容为1.8~4m3的挖掘机时,挖掘机采掘带宽度最小可取5~9m,一样为12m左右。
为了加大采掘带宽度,挖掘机可作〝之〞字形移动。
当增大矿岩爆破量,使挖掘带宽度达40~60m或更大时,挖掘机可横向采掘。
③最小工作平盘宽度〔Bmin〕
台阶工作平盘是进行采装运输作业的场地。
保持必要的工作平盘宽度,是保证上下台阶之间正常进行开采工作的必要条件。
工作平盘宽度取决于爆堆宽度、运输设备规格和调车方式以及动力管线的配置方式等。
最小工作平盘宽度,是指布置采掘运输设备和正常作业的最小宽度。
露天煤矿可依照现场实际情形要紧采纳直进运输方式,从而保证工作效率,同时采场布局整齐,保证了文明施工。
汽车运输时最小工作平盘宽度〔Bmin〕按下式运算:
Bmin=b+c+d+e+f+g
式中:
b——爆堆宽度;
c——爆堆坡底线至汽车边缘的距离;
d——车辆运行宽度〔与调车方式有关〕;
e——线路外侧至动力电杆的距离;
f——动力电杆至台阶稳固边界线的距离,一样3~4m;
g——安全宽度。
④采区长度〔L〕
采区长度确实是将工作台阶划归一台挖掘机作业的那部分工作线长度。
采区长度的确定,需要考虑的因素有挖掘机的生产能力,爆破和采装的配合,各台阶水平工作线长度,台阶的打算开采强度以及运输方式等。
其最小长度应满足挖掘机的正常作业,同时使爆破区段的一次爆破量保证挖掘机有5~10昼夜的装载量,同时满足运输调车的要求。
由于汽车运输时各生产工艺环节之间配合灵活,采区长度能够缩短,每个工作台阶挖掘机工作台数可达2~3台。
然而在实践中,除了加强某一水平的开采强度而多设置挖掘机外,一样在一个台阶上只配置1~2台挖掘机作业。
采区最小长度为100~150m~150~250m之间。
例如在北联电铧尖露天煤矿土石方剥离工程中,实际工作线长度为100~150m,一个台阶上配备2台360型号挖掘机。
〔4〕运输
依照露天开采的地势条件、采掘场平面尺寸和开采深度,公路运输开采坑线的布置形式有3种,依照现场实际情形在相应标高处设有出入口通往各开采水平平盘,按照采矿工艺要求及地势状况,单独使用,或联合使用。
因为不同运输条件下,随着露天矿开采深度的增加,运距加长,汽车运输综合效率降低,经济合理的开采深度,一般自卸汽车不大于120m。
内蒙露天煤矿采掘最大深度为70m,综合采纳了以下3种运输方法,实践证明,此开采方式技术可行、经济合理。
①回返坑线开采
回返式坑线开采〔如图〕,汽车在坑线上运行时,需要通过一定曲率半径的回头曲线改变运行方向,才能到达相应的工作水平。
②螺旋坑线开采
螺旋坑线开采是将运输沟道沿露天矿场四周边帮盘旋布置〔如图〕汽车在坑线上直进行驶,不需经常改变运行速度。
螺旋坑线的转弯半径大,司机的视野好,线路通过能力大。
③联合坑线开采
采场上部用回返坑线开采,随着开采深度的下降采场平面尺寸减小,当汽车不能回返运行时,改用螺旋坑线开采〔如图〕。
④地面运输道路
采场至外排土场道路采纳三级路标准修建往复式四车道干道,出入口宽30m,路面宽20m,路面向两侧排水呈2%的横坡,纵坡0.5%,便道填土路堤边坡坡度为1:
1.5,每层填高虚铺不超过50cm,层层经压实,填筑材料为采场中剥离的土、石方,土和石分层、分段填筑,路面下0.8m填筑采场中剥离碎石形成。
施工期间,经常对施工道路进行修理,同时现场预备足量的碎石,以备雨天时修建道路,确保晴雨畅通。
〔5〕排土
合理选择排土场位置、改进排土工艺和提高排土工作效率,关系着运输和排土的技术经济成效。
①覆盖式多台阶排土场
北联电矿建工程排土场属于多台阶覆盖式排土〔如图〕,由下而上水平分层覆盖,采纳边缘式倾倒法,汽车直截了当向排土场边缘卸载,或距边沿3-5m卸载,由装载机排弃和平场。
多台阶覆盖式排土场的特点是按一定台阶高度的水平分层由下而上,逐层堆置,也可几个台阶同时进行覆盖式排土,而保持下一台阶超前一段安全距离。
然而这种集中型多台阶排土场的缺点是:
随着采场剥离台阶的下降,排土场的堆置标高逐步上升,采场上部台阶的岩土运距较远,是重车下坡运输,而深部水平的岩土运出采场后往往是重车内坡运输到排土场,使得排土成本较高。
为此我们依照地势条件采纳适当分散的方法,选择上、中、下假设干分散的排土场,在总体上达到上土上排和下土下排的目的,但仍按自下而上多台阶排土顺序。
②装载机配合汽车排土工艺
装载机配合汽车排土工艺适合任何地势条件,可堆置山坡型和平原型排土场。
装载机配合汽车排土时,装载机用于推排岩土、平坦场地、堆置安全车挡,其工作效率要紧决定于平台上的岩土残留量。
当汽车直截了当向边坡翻卸时,80%以上的岩土借助自重滑移到坡下,由装载机平场地并将部分残留矿岩堆成安全车挡。
当排弃的是松软岩土,台阶高度大,或因雨水阻碍排土场变形严峻,汽车直截了当向边坡翻卸不安全时,能够在距坡顶线5~7m处卸载,全部岩土由装载机排至坡下,如此就大大增加了装载机的工作量,增加了排土费用。
③排土场最小工作平盘宽度
排土场最小工作平盘宽度,应以安全生产为前提,在保证上下台阶互不阻碍工作及有效利用空间的原那么下加以确定。
汽车运输,装载机排土最小工作平盘宽度按下式运算,如图:
B=L1+L2+L3+L4+L5+e
式中L1——台阶边缘安全宽度,一样取2m;
L2——料堆占用宽度,一样取5~10m;
L3——运算卡车全长〔m〕;
L4——运算卡车调头回转宽度〔m〕;
L5——双车道路面宽度〔m〕;
e——大块滚动距离〔m〕,一样取9.13m~23.8m(依照台阶高度定)。
大块岩石滚动的距离,当坡脚处为水平常,一样不大于排土台阶高度,台阶高度较小时,坡面短,克服重力及卸载动能的阻力小,相对台阶高度值滚动距离大。
六、劳动力组织
露天矿土石方剥离施工,是以挖掘采装、运输排土为主的机械密集的施工组织,除治理人员外,还需要配备大量、充分的机械、车辆驾驶操作人员,以及石方爆破各工种所需要的人员,具体工种和人员数量见下表,施工中可依照工程规模、工期等特点进行调整,以满足需要略有富余为宜。
备注:
以上人员中要紧机械司机均按双班配备
七、要紧机具设备
露天矿土石方剥离施工,是以挖掘采装、运输排土为主的高机械化施工组织,机械设备用量大,本项目要紧机具设备数量见下表,施工中可依照工程规模、工期等特点进行动态调度,以满足施工需要为宜。
八、质量操纵
1.易显现的质量问题
露天煤矿土石方剥离施工要紧容易显现的质量问题有采剥边坡坑洼不平,坍塌、超挖,平盘标高与设计不符,遇到煤层顶板处理不洁净或将煤炭作为剥离物采出,排土场排土不符合设计要求等问题。
2.质量保证措施
〔1〕严格执行国家和地点有关部门颁布的«露天煤矿工程施工及验收规范»及相关施工安全、质量验收、环境爱护等方面的规范、标准、法规文件等。
〔2〕挖掘机在工作面作业过程中,配全辅助设施,采掘严格按照要求进行,并做到〝帮齐底平〞。
〔3〕采场测量工作应符合规范要求,每月进行一次检查验收,重点部位跟踪测量。
〔4〕建立施工道路养护制度,保证运输道路的平坦畅通。
〔5〕严格按照施工图设计的分层要求进行剥离、排土。
〔6〕采场各水平标高面要求平行推进,尽可能增大平行作业时刻。
排土台阶坡面整齐,不留根底、伞檐,平盘平坦,洁净,无残留物。
〔7〕标段内遇到煤层,要顶板露煤,沿煤层顶板推进,顶板岩石要处理洁净,不能把煤炭作为剥离物采出。
〔8〕采纳正确的施工方法,严格按照设计坡度进行开挖,关于局部超挖,采纳浆砌块石砌筑,与原坡面接触处做成台阶接茬。
〔9〕采取切实可行的措施,严格操纵平盘标高,使其符合设计要求。
九、安全保证措施
1.安全风险分析
露天煤矿土石方剥离施工机械集中,数量庞大,施工组织复杂,要紧存在的安全风险包括机械损害,交通施工,触电事故等方面。
2.安全保证措施
〔1〕成立以项目经理为第一责任人的安全领导小组,明确安全责任,各负其责,将安全生产治理贯穿在施工的每一个环节。
〔2〕建立健全安全生产治理制度、安全岗前教育制度、安全交底制度、安全例会制度、安全检查制度、安全整改制度及安全奖惩制度等安全生产制度。
〔3〕针对工程特点定期对全员进行安全生产教育培训,对安全操作规程、安全治理制度、安全岗位职责等进行学习,施工期间定期进行安全生产大检查,针对存在的安全隐患制定预防措施,并认真整治、整改,落实安全责任。
〔4〕各种机械操作人员和车辆加强安全动态治理,必须持证上岗,不准操作与操作证不符的机械,不准将机械设备交给无证人员操作,对机械操作人员要建立档案专人治理。
〔5〕坚决杜绝施工过程中〝违章指挥〞,〝违章操作〞,〝违反劳动纪律〞的三违现象。
〔6〕所有施工设备和机具在使用时均必须由专职人员负责检查,并进行必要的试验和修理保养,确保状况良好。
〔7〕机械操作人员只要离开机械设备,必须按规定将机械平稳停放于安全位置,并将驾驶室锁好,把电器设备操纵箱的拉闸上锁。
〔8〕严禁在行走机械的前后方休息,行走前必须检查周围情形确认无障碍时鸣笛操作。
〔9〕采场出入沟口、施工道路交叉口、沿帮道路及急弯、盲视处险工地点,按GB2893-82«安全标志»、«安全色»规定设置醒目的警示牌,必要时设专人指挥治理,严防交通事故发生。
〔10〕采场、排土场、要紧路口设置夜间照明,夜间施工时,所有机械、车辆开亮大灯,行使车辆靠边减速行驶,前后车距离不小于30m。
现场指挥人员必须穿着有反光标识的衣服,以灯光进行指挥。
〔11〕运输车辆应按规定线路行走,不得抢道或改道。
〔12〕加强用电治理,设置配电房,现场用电采纳架空或埋地电缆,用电部位设配电箱并加锁。
专职电工进行施工用电的日常治理、检查、爱护。
严禁私自乱接电线,用电设备和照明系统设置良好的接地爱护。
十、环境爱护措施
1.施工环境爱护治理制度健全,文明生产教育落实到个人,成立环境爱护领导小组,加强施工过程中的环境爱护治理力度。
2.严格按照«环境爱护法»、«水土保持法»和业主的有关要求进行施工,确保施工对环境爱护和水土保持不形成危害。
3.加强施工运输治理,严防运输过程中显现漏、洒现象,作业现场保持清洁整齐,施工道路应及时修理确保道路平坦、畅通,并及时洒水,排土场定期碾压整平幸免扬尘及污染环境。
4.采场完成后按要求进行平坦,排土场按照指定位置设置,施工期间,排土场设界桩和界沟,严禁超范畴随意排土。
5.施工与生活污水设集水坑、沉淀池存放,经处理有害物质不超标后方可排放。
幸免污染水系。
施工与生活废弃物、垃圾等集中分类处理。
6.施工车辆在施工范畴内按路线行驶,严禁私自开出施工区域以外,幸免给施工现场周围环境带来阻碍。
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