露天煤矿土石方剥离施工工法

露天煤矿土石方剥离施工工法前言1.1工艺工法法概况为了满足我国国国民经济迅速速发展的需要要，当矿床赋赋存条件对开开采方式不限限制时，应首首先采用露天天开采。露天天开采比地下下开采更易于于应用大型生生产设备，从从而扩大企业业的生产能力力，提高劳动动生产率，缩缩短基建时间间，降低开采采成本，提高高经济效益。随随着生产设备备不断改进，露露天矿土石方方剥离技术不不断成熟，其其施工机械化化程度和生产产效率也得到到显著提高。xx与施工，快快速、高效、高高质量的完成成任务，取得得较好的经济济效益和社会会效益。在施施工中不断总总结、提高，形形成本工法。1.2工艺原理理露天煤矿土石方方剥离原理是是把煤层上面面的岩土与煤煤层剥离开，将岩岩土用卡车运运到排土场进进行排弃，使使煤层外露后进行开采采，并依次向向前推进。2工艺工法特点点2.1施工设备备配套简单，工工艺易操作，易易推广，集中中强化开采，速速度快。2.2工艺流程程清晰，容易易操作和掌握握，质量容易易控制，在施施工机具充足足的条件下可可分段施工，不不受场地限制制，能够加快快施工速度。2.3施工空间间大，可以引引入大型施工工机械多作业业面平行施工工，工效高。2.4在地质结结构复杂多变变的露天矿土土石方剥离过过程中，便于于及时的调整整施工方法，进进度稳定，工工期保障性强强。3适用范围本工法适用于任任意地形条件件的露天矿，并并且采用自卸卸汽车运输，运运距不超过3公里，修建建铁路不经济济，要求分采采、分运的露露天矿。4主要引用用标准露天煤矿土石方方剥离施工主主要遵循引用用的规范如下下：《露天煤矿工程程设计规范》（GB50197-94）；《露天煤矿工程程施工及验收收规范》（GB501175-933）；设计图纸、合同同文件的相关关要求。5施工方法法露天煤矿土石方方剥离是按照设计要要求采用大型型设备挖掘、爆爆破等手段把把覆盖在煤层上上面的土层、岩岩石等覆盖层层根据不同厚厚度分层与煤煤层剥离开，将土土层、岩石等等剥离物用大型装载运运输设备运到到排土场进行行排弃（称之之为外排），使使煤层外露后进行开采采，并依次向向前推进。对对于大型露天天煤矿分期施施工的，前期期剥离完成的的露天煤矿后后面紧跟进行行煤矿开采，将将后期开发煤煤层的剥离物物排弃至开采采完的煤坑内内（称之为内内排）。6工艺流程及操操作要点6.1工艺流流程露天煤矿土石方方剥离被剥离离物若为土层层，施工流程程较为简单，即即主要挖掘采采装、运输排排土；若被剥剥离物为岩石石，则其主要要施工工艺过过程增加了爆爆破作业，包包括穿孔、爆爆破、采装、运运输排土等工工序。防排水水等辅助工序序也是在各个个主要生产工工艺中需要考考虑的问题。由由于公路无轨轨运输是露天天矿剥离工程程最常见的开开拓方式，所所以一般采用用单斗挖掘机机配合汽车运运输工艺进行行土石方剥离离。图6.1露天天矿土石剥离离施工工艺流流程图6.2操作要要点剥离施工准备露天煤矿土石方方剥离施工可可分为采剥、运运输、排土、后后勤保障与辅辅助施工四大大系统，四大大系统相辅相相成，相互依依存，缺一不不可。各系统统施工要点概概括为：采剥系统：帮齐齐底平，减少少干扰；运输系统：安全全有效，运输输顺畅；排土系统：排土土有序，现场场受控；后勤保障和辅助助系统：保障障有力，服务务到位。图6.2露天天矿土石剥离离施工系统关关系图同时，露天煤矿矿土石方剥离离的施工组织织要点总结如如下：1施工应遵循循先易后难的的顺序，突出出初期效益，首首先施工综合合运距小，生生产机具布置置容易的地段段。2尽可能利用用现场实际条条件，合理进进行施工组织织设计，以便便于采区衔接接，有利于后后续工程的施施工。6.2.2四大大施工系统主主要准备内容容1采剥系统工工作内容：掘掘沟位置选择择，机械型号号数量，平盘盘划分，台阶阶宽度、高度度确定，边坡坡管理，工程程数量控制等等（土石方数数量界定）。石石方爆破：穿穿孔、炸药运运输、炸药现现场临时保管管、装药、起起爆、炸药退退库等。2运输系统工工作内容：主主干道位置选选择，采区道道路选择，排排土场道路，道道路标准（宽宽度、坡度），道道路标识、标标志（分夜间间和白天），运运输设备选择择等等3排土系统工工作内容：推推土设备选择择，排土台阶阶高度确定，排排土场台阶数数量确定，倒倒车指挥人员员数量等4后勤保障和和辅助系统工工作内容：驻驻地建设，油油料供应，设设备修理，便便道维护，人人员生活供给给，车辆救援援，人员疾病病工伤救援等等。采掘采掘采用挖掘机机按照自上而而下的顺序分分台阶进行。由由于挖掘机配配合汽车运输输工艺具有高高度机动性，能能充分发挥挖挖掘机的效率率，同时挖掘掘机在工作面面的自由度较较大，有利于于回采和分运运，能适用于于各种开采程程序的要求，属属于间断作业业的开采工艺艺，整个工艺艺系统效率的的发挥，受各各生产环节的的制约。故在在施工过程中中应注意挖掘掘机配合汽车车运输工艺的的工作面参数数：1台阶高度（h）台阶高度主要决决定于挖掘机机工作参数、矿矿岩性质、运运输条件等。挖挖掘机配合汽汽车运输工艺艺的采装方式式一般均为平平装车。对于于不需要爆破破直接挖掘的的软岩工作面面为了保证斗斗满，台阶高高度不应小于于挖掘机推压压轴高度的2/3；为了保证证安全，台阶阶高度不应大大于挖掘机最最大挖掘高度度，即：H≥2/3Htth≤H.式中：h——台台阶高度，m；Ht——挖掘机机推压轴高度度，m；H.—挖掘机最大大挖掘高度，m。在采掘坚硬矿岩岩的爆堆时，爆爆堆的高度一一般不应大于于挖掘机最大大挖掘高度。但但当爆破后的的矿岩破碎比比较均匀、无无黏结性时，爆爆堆高度可以以是挖掘机最最大挖掘高度度的1.2～1.3倍。台阶高度与爆堆堆高度之间的的关系，与被被爆破矿岩的的性质和爆破破方法有关，通通常采用经验验公式：h=KBhh＇≤KBH.式中：h＇—爆爆堆高度，mKB—与矿岩性性质和爆堆性性质有关的系系数。h—台阶高高度，m；北联电铧尖矿建建项石方采用用松动爆破，松动爆破的爆堆，（这句话是不是没表达完）KB=1.1～1.5。2采掘带宽度度（A）1）松软矿岩采采掘带宽度在采掘松软矿岩岩时，不需要要进行爆破，采采掘带宽度可可按下式确定定：A=（1.0～～1.7）Rwz式中Rwzz——挖掘机站立立水平挖掘半半径，m；AA——采掘带宽度度，m。2）坚硬矿岩采采掘带宽度在采掘经爆破的的矿岩时，若若采掘带过小小，会使挖掘掘机移动频繁繁，作业时间间减少，从而而使挖掘机生生产效率降低低；若采掘带带过宽，挖掘掘机不做横向向移动时会使使采掘带边缘缘满斗程度降降低，残留物物增多。由于于挖掘机和汽汽车的相对位位置比较灵活活，故采掘带带宽度可根据据实际情况适适当变化。例例如北联电矿矿建工程施工工采用斗容为为1.8～4m3的挖掘机时时，挖掘机采采掘带宽度最最小可取5～9m，一般为12m左右。为了了加大采掘带带宽度，挖掘掘机可作“之”字形移动。当当增大矿岩爆爆破量，使挖挖掘带宽度达达40～60m或更大时，挖挖掘机可横向向采掘。3最小工作平平盘宽度（Bmin）台阶工作平盘是是进行采装运运输作业的场场地。保持必必要的工作平平盘宽度，是是保证上下台台阶之间正常常进行开采工工作的必要条条件。工作平平盘宽度取决决于爆堆宽度度、运输设备备规格和调车车方式以及动动力管线的配配置方式等。最小工作平盘宽宽度，是指布布置采掘运输输设备和正常常作业的最小小宽度。铧尖尖露天煤矿根根据现场实际际情况主要采采用直进运输输方式，保证证了工作效率率，同时采场场布局整齐，保保证了文明施施工。汽车运运输时最小工工作平盘宽度度（Bmin）按下下式计算：Bmin=b++c+d+ee+f+g式中中：b——爆堆宽度度；cc——爆堆坡底底线至汽车边边缘的距离；；dd——车辆运行行宽度（与调调车方式有关关）；ee——线路外侧侧至动力电杆杆的距离；ff——动力电杆杆至台阶稳定定边界线的距距离，一般3～4m；gg——安全宽度度。图汽车运输输最小工作平平盘宽度4采区长度（L）采取长度就是将将工作台阶划划归一台挖掘掘机作业的那那部分工作线线长度。采取取长度的确定定，需要考虑虑的因素有挖挖掘机的生产产能力，爆破破和采装的配配合，各台阶阶水平工作线线长度，台阶阶的计划开采采强度以及运运输方式等。其其最小长度应应满足挖掘机机的正常作业业，并且使爆爆破区段的一一次爆破量保保证挖掘机有有5～10昼夜的装载载量，并且满满足运输调车车的要求。由于汽车运输时时各生产工艺艺环节之间配配合灵活，采采区长度可以以缩短，每个个工作台阶挖挖掘机工作台台数可达2～3台。但是在在实践中，除除了加强某一一水平的开采采强度而多设设置挖掘机外外，一般在一一个台阶上只只配置1～2台挖掘机作作业。采区最最小长度为100～150m～150～250m之间。在北联电铧尖露露天煤矿土石石方剥离工程程中，实际工工作线长度为为100～150m，一个台阶阶上配备2台360型挖掘机。运输根据露天开采的的地形条件、采采掘场平面尺尺寸和开采深深度，公路运运输开采坑线线的布置形式式有3种，根据现现场实际情况况在相应标高高处设有出入入口通往各开开采水平平盘盘，按照采矿矿工艺要求及及地形状况，单单独使用，或或联合使用。因因为不同运输输条件下，随随着露天矿开开采深度的增增加，运距加加长，汽车运运输综合效率率降低，经济济合理的开采采深度，普通通自卸汽车不不大于120m。铧尖露天煤矿采采掘最大深度度为70m，综合采用用了以下3种运输方法法，实践证明明，此开采方方式技术可行行、经济合理理。1回返坑线开开采回返式坑线开采采如（图-1）所示，汽汽车在坑线上上运行时，需需要经过一定定曲率半径的的回头曲线改改变运行方向向，才能到达达相应的工作作水平。图-1回返坑线线开采示意图图2螺旋坑线开开采螺旋坑线开开采是将运输输沟道沿露天天矿场四周边边帮盘旋布置置（图-2）。汽车在在坑线上直进进行驶，不需需经常改变运运行速度。螺螺旋坑线的转转弯半径大，司司机的视野好好，线路通过过能力大。图-2螺旋坑线线开采示意图图3联合坑线开开采采场上部用用回返坑线开开采，随着开开采深度的下下降采场平面面尺寸减小，当当汽车不能回回返运行时，改改用螺旋坑线线开采（图-3）。图-3回返坑线线与螺旋坑线线联合布置开开采示意图4地面运输道路路采场至外排土场场道路采用三级路标标准修建往复复式四车道干干道，出入口宽300m，路面宽20m，路面向两两侧排水呈2％的横坡，纵纵坡0.5％，便道填土土路堤边坡坡度为1:1.55,每层填高虚虚铺不超过550cm,层层经压实实，填筑材料为采采场中剥离的的土、石方，土土和石分层、分分段填筑，路路面下0.8m填筑采场中中剥离碎石形形成。施工期间，经常常对施工道路路进行维修，同同时现场准备备足量的碎石石，以备雨天天时修筑道路路，确保晴雨雨畅通。排土合理选择排土场场位置、改进进排土工艺和和提高排土工工作效率，关关系着运输和和排土的技术术经济效果。1覆盖式多台台阶排土场北联电矿建工程程排土场属于于多台阶覆盖盖式排土（如如图-1），由下而而上水平分层层覆盖，采用用边缘式倾倒倒法，汽车直直接向排土场场边缘卸载，或或距边沿3-5m卸载，由装装载机排弃和和平场。多台台阶覆盖式排排土场的特点点是按一定台台阶高度的水水平分层由下下而上，逐层层堆置，也可可几个台阶同同时进行覆盖盖式排土，而而保持下一台台阶超前一段段安全距离。图-1多台台阶覆盖式排排土场但是这种集中型型多台阶排土土场的缺点是是：随着采场场剥离台阶的的下降，排土土场的堆置标标高逐渐上升升，采场上部部台阶的岩土土运距较远，是是重车下坡运运输，而深部部水平的岩土土运出采场后后往往是重车车上坡运输到到排土场，使使得排土成本本较高。为此此我们根据地地形条件采用用适当分散的的办法，选择择上、中、下下若干分散的的排土场，在在总体上达到到上土上排和和下土下排的的目的，但仍仍按自下而上上多台阶排土土顺序。2装载机配合汽汽车排土工艺艺装载机配合汽车车排土工艺适适合任何地形形条件，可堆堆置山坡型和和平原型排土土场。装载机机配合汽车排排土时，装载载机用于推排排岩土、平整整场地、堆置置安全车挡，其其工作效率主主要决定于平平台上的岩土土残留量。当汽车直接向边边坡翻卸时，80%以上的岩土土借助自重滑滑移到坡下，由由装载机平场场地并将部分分残留矿岩堆堆成安全车挡挡。当排弃的的是松软岩土土，台阶高度度大，或因雨雨水影响排土土场变形严重重，汽车直接接向边坡翻卸卸不安全时，可可以在距坡顶顶线5～7m处卸载，全全部岩土由装装载机排至坡坡下，这样就就大大增加了了装载机的工工作量，增加加了排土费用用。3排土场最小工工作平盘宽度度排土场最小工作作平盘宽度，应应以安全生产产为前提，在在保证上下台台阶互不影响响工作及有效效利用空间的的原则下加以以确定。汽车运输，装载载机排土最小小工作平盘宽宽度按下式计计算，见图-2：B=L1＋L22＋L3＋L4＋L5＋ｅ式中L1——台台阶边缘安全全宽度，一般般取2m；L2——料堆占占用宽度，一一般取5～0m；L3——计算卡卡车全长（m）；L4——计算卡卡车调头回转转宽度（m）；L5——双车道道路面宽度（m）；ｅ——大块滚动动距离（m），一般取9.13m～23.8mm(根据台阶高高度确定)。图-2汽车车运输装载机机排土最小工工作平盘宽度度大块岩石滚动的的距离，当坡坡脚处为水平平时，一般不不大于排土台台阶高度，台台阶高度较小小时，坡面短短，克服重力力及卸载动能能的阻力小，相相对台阶高度度值滚动距离离大。7劳动力组组织露天矿土石方剥剥离施工，是是以挖掘采装装、运输排土土为主的机械械密集的施工工组织，除管管理人员外，还还需要配备大大量、充分的的机械、车辆辆驾驶操作人人员，以及石石方爆破各工工种所需要的的人员，具体体工种和人员员数量见下表表，施工中可可根据工程规规模、工期等等特点进行调调整，以满足足需要略有富富余为宜。表7劳动力配配备序号职务或工种人数工作内容1总负责人1负责全面工作20202技术负责人1协调各工序，解解决技术难题题45103技术人员2现场技术指导及及施工监控4质量检查员1质量控制、检查查5安全员2负责安全工作6测工3放样及控制测量量7挖掘机司机64机械驾驶操作8装载机司机12机械驾驶操作9平地机司机4机械驾驶操作10潜孔钻司机36钻孔12411汽车司机19212机修工8各种机械维修6213电气焊工4自卸车、挖机损损坏焊接14电工4工地安全用电3115爆破工30装药及起爆228备注：以上人员员中主要机械械司机均按双双班配备8主要机具设备备露天矿土石方剥剥离施工，是是以挖掘采装装、运输排土土为主的高机机械化施工组组织，机械设设备用量大，本本项目主要机机具设备数量量见下表，施施工中可根据据工程规模、工工期等特点进进行动态调度度，以满足施施工需要为宜宜。表8主要机械设设备配备序号设备名称型号规格数量产地备注1装载机ZL50C6徐州3.5m32挖掘机神钢4505上海2m33挖掘机小松4008日本1.8m34挖掘机小松36019日本1.4m35平地机XG-1802山东6自卸汽车解放96吉本24t7洒水车SLA51000GPSE3武汉8t8潜孔钻宣化35118宣化100mm9内燃空压机VY-12/7718柳州12m3/miin10电焊机BX-3004济南23.4KW11发电机75GF-31西安75KW12油罐车黄河JN16223济南10t13全站仪徕卡G7021瑞士14水准仪S21北京9质量控制9.1易出现的的质量问题露天煤矿土石方方剥离施工主主要容易出现现的质量问题题有采剥边坡坡坑洼不平，坍坍塌、超挖，平平盘标高与设设计不符，遇遇到煤层顶板板处理不干净净或将煤炭作作为剥离物采采出，排土场场排土不符合合设计要求等等问题。9.2质量保证证措施严格执行国家和和地方有关部部门颁布的《露露天煤矿工程程施工及验收收规范》及相相关施工安全全、质量验收收、环境保护护等方面的规规范、标准、法法规文件等。挖掘机在工作作面作业过程程中，配全辅辅助设施，采采掘严格按照照要求进行，并并做到“帮齐底平”。采场测量工作作应符合规范范要求，每月月进行一次检检查验收，重重点部位跟踪踪测量。建立施工道路路养护制度，保保证运输道路路的平整畅通通。严格按照施工图图设计的分层层要求进行剥剥离、排土。采场各水平标高高面要求平行行推进，尽可可能增大平行行作业时间。排排土台阶坡面面整齐，不留留根底、伞檐檐，平盘平整整，干净，无无残留物。标段内遇到煤层层，要顶板露露煤，沿煤层层顶板推进，顶顶板岩石要处处理干净，不不能把煤炭作作为剥离物采采出。采用正确的施施工方法，严严格按照设计计坡度进行开开挖，对于局局部超挖，采采用浆砌块石石砌筑，与原原坡面接触处处做成台阶接接茬。采取切实可行行的措施，严严格控制平盘盘标高，使其其符合设计要要求。10安全保证措措施10.1安全风风险分析露天煤矿土石方方剥离施工机机械集中，数数量庞大，施施工组织复杂杂，主要存在在的安全风险险包括机械伤伤害，交通施施工，触电事事故等方面。10.2安全全保证措施成立以项目经理理为第一责任任人的安全领领导小组，明明确安全责任任，各负其责责，将安全生生产管理贯穿穿在施工的每每一个环节。建立健全安全全生产管理制制度、安全岗岗前教育制度度、安全交底底制度、安全全例会制度、安安全检查制度度、安全整改改制度及安全全奖惩制度等等安全生产制制度。10.2.3针针对工程特点点定期对全员员进行安全生生产教育培训训，对安全操操作规程、安安全管理制度度、安全岗位位职责等进行行学习，施工工期间定期进进行安全生产产大检查，针针对存在的安安全隐患制定定预防措施，并并认真整治、整整改，落实安安全责任。10.2.4各各种机械操作作人员和车辆辆加强安全动动态管理，必必须持证上岗岗，不准操作作与操作证不不符的机械，不不准将机械设设备交给无证证人员操作，对对机械操作人人员要建立档档案专人管理理。坚决杜绝施工过过程中“违章指挥”,“违章操作”,“违反劳动纪纪律”的三违现象象。10.2.6所所有施工设备备和机具在使使用时均必须须由专职人员员负责检查，并并进行必要的的试验和维修修保养，确保保状况良好。10.2.7机机械操作人员员只要离开机机械设备，必必须按规定将将机械平稳停停放于安全位位置，并将驾驾驶室锁好，把把电器设备控控制箱的拉闸闸上锁。10.2.8严严禁在行走机机械的前后方方休息，行走走前必须检查查周围情况确确认无障碍时时鸣笛操作。10.2.9采采场出入沟口口、施工道路路交叉口、沿沿帮道路及急急弯、盲视处处险工地点，按GB2893-82《安全标志》、《安全色》规定设置醒目的警示牌，必要时设专人指挥管理，严防交通事故发生。0采场、排土场场、主要路口口设置夜间照照明，夜间施施工时，所有有机械、车辆辆开亮大灯，行行使车辆靠边边减速行驶，前前后车距离不不小于30m。现场指挥挥人员必须穿穿着由反光标标识的衣服，以以灯光进行指指挥。运输车辆应按规规定线路行走走，不得抢道道或改道。加强用电管理理，设置配电电房，现场用用电采用架空空或埋地电缆缆，用电部位位设配电箱并并加锁。专职职电工进行施施工用电的日日常管理、检检查、维护。严严禁私自乱接接电线，用电电设备和照明明系统设置良良好的接地保保护。11环境保护措措施11.1施工环环境保护管理理制度健全，文文明生产教育育落实到个人人，成立环境境保护领导小小组，加强施施工过程中的的环境保