舒應(yīng)秋，潘 博

（華能伊敏煤電有限責(zé)任公司 露天礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾，021134）

隨著露天開采的需要和裝備技術(shù)的發(fā)展，單斗-卡車工藝以其作業(yè)機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、基建速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于露天礦土方剝離，國內(nèi)幾乎所有露天煤礦均采用此工藝。根據(jù)單斗-卡車工藝特點(diǎn)，礦山運(yùn)輸環(huán)節(jié)對(duì)煤礦開采成本影響較大，主要體現(xiàn)在燃油消耗、設(shè)備更新方面。程健[1]從協(xié)同運(yùn)輸、壓縮運(yùn)輸車輛周轉(zhuǎn)時(shí)間、提高道路質(zhì)量等方面介紹了露天礦運(yùn)輸成本控制的方法；劉建國[2]分析了礦山道路損壞機(jī)理以及提高道路質(zhì)量的途徑，來闡述礦山運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量對(duì)運(yùn)輸成本的影響；佘長超[3]結(jié)合勝利露天礦的巖性特點(diǎn)，闡述了高質(zhì)量運(yùn)輸?shù)缆穼?duì)卡車運(yùn)行效率和降低生產(chǎn)成本之間的輔成關(guān)系；蘇海云[4]也從礦山道路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面分析了道路質(zhì)量與卡車運(yùn)輸效率和成本之間的關(guān)系。不同礦山具有不同的水文地質(zhì)情況，從地理分布情況來看，內(nèi)蒙古中、東部錫林郭勒盟、呼倫貝爾盟等地區(qū)露天煤礦地處草原腹地，多為富水、軟巖露天礦，道路質(zhì)量普遍較差，對(duì)礦巖運(yùn)輸產(chǎn)生不利影響。為此針對(duì)伊敏露天礦的具體巖性特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際，研究提升現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量具有重要意義。

1 伊敏露天礦概況

伊敏礦區(qū)位于大興安嶺西坡，伊敏河中下游西側(cè)，中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷漫長，夏季溫涼短促，春秋兩季氣溫變化急促，且春溫高于秋溫，秋雨多于春雨，無霜期短。伊敏露天礦第三系地層分布于勘探區(qū)內(nèi)呈條帶狀分布（原稱礫巖沖刷帶），主要由灰白～灰褐色礫巖，含礫粗砂巖、灰黃色泥巖夾灰白色砂礫巖、細(xì)砂巖，黃、灰、灰褐、紅褐色泥巖（含白色礫石）組成[5]。第四系地層全區(qū)發(fā)育，由灰色礫石，黃色黏土、亞黏土、砂土和黑色腐植土等組成，厚度18.60～93.50 m，平均51.90 m，屬典型軟巖露天礦。

伊敏露天礦道路質(zhì)量受降雨降雪影響較大，夏季多雨，降雨對(duì)道路條件破壞較大，雨水浸泡、沖刷、滲入等，造成雨后恢復(fù)道路運(yùn)輸困難。目前，針對(duì)季節(jié)性道路質(zhì)量提升有相對(duì)簡單的處理方法。冬季降雪后恢復(fù)道路須利用前裝機(jī)等工程機(jī)械將積雪清出擋車墻外，積雪太厚的攢堆裝走，避免次年冰雪消融季節(jié)形成道路融雪翻漿，減少翌年4—5 月道路翻漿期修整工程量。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，夏季為了減少降雨對(duì)道路質(zhì)量的影響，路面要形成“中間起鼓”的道型，雨后及時(shí)排放低洼處積水，避免積水浸泡、下滲降低道路質(zhì)量；冬季冰霜期，為了保證行車安全，道路必須“削鼓找平”，防止車輛側(cè)滑。礦巖運(yùn)輸環(huán)節(jié)是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，貫穿在全年的生產(chǎn)過程中，也是影響礦山生產(chǎn)成本的主要環(huán)節(jié)，研究礦山道路質(zhì)量的提升的措施對(duì)軟巖露天礦的意義重大。

2 路面結(jié)構(gòu)

礦山道路多是隨著礦巖開拓延伸自然揭露形成，具有反復(fù)修建的靈活性，并可以根據(jù)礦山開拓需要而實(shí)時(shí)移設(shè)的時(shí)效性[6]。礦山道路形成后，路面結(jié)構(gòu)與廣義上的公路結(jié)構(gòu)一樣，可以分為面層、基層和底基層。采區(qū)移動(dòng)線路置換較為頻繁，在道路形成之初，道路質(zhì)量由所揭露礦巖性質(zhì)決定，后期經(jīng)受礦用卡車荷載作用后，通過不同方式進(jìn)行修整，提升道路了質(zhì)量。

1）面層。面層位于整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的最上層，直接承受行車荷載的垂直李、水平力以及車身后所產(chǎn)生的真空吸力的反復(fù)作用，同時(shí)受到降雨、灑水降塵和氣溫變化的不利影響較大。是最直接地反映路面使用性能的層次。因此，面層應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和高低溫穩(wěn)定性，并且耐磨、不透水，其表面還應(yīng)具有良好的抗滑性和平整度[7]。

2）基層?；鶎游挥诿鎸又?，底基層之上?；鶎又饕惺苊鎸觽鬟f的車輪垂直力的作用，并擴(kuò)散到底基層?；鶎舆€可能受到面層滲水及地下水的侵蝕[8]。所以要選擇強(qiáng)度較高、剛度較大，并有足夠水穩(wěn)性的物料。

3）底基層。底基層也叫墊層，并非所有的路面結(jié)構(gòu)中都需要設(shè)置墊層，只有在底基處于不良狀態(tài)，如潮濕地帶、濕軟土基、凍脹土基等才設(shè)置墊層，以排除路面、路基中滯留的自由水，確保路面結(jié)構(gòu)處于干燥狀態(tài)。墊層主要起隔水（地下水、毛細(xì)水）、排水（滲入水）、隔溫（防凍脹、翻漿）作用，并傳遞和擴(kuò)散由基層傳來的荷載應(yīng)力，從而保證路基在容許應(yīng)力范圍內(nèi)[8]。

3 路面弱層形式及處置措施

伊敏露天礦山道路隨著礦山開拓延伸和采掘推進(jìn)而不斷揭露自然形成，主要有運(yùn)輸主干線、半干線和采場(chǎng)移動(dòng)線。路面寬度分別是28、25、23 m[9]。伊敏露天礦是典型的高寒地區(qū)軟巖露天礦，礦巖物料承載力不足，對(duì)道路質(zhì)量有嚴(yán)重影響。在道路形成后，根據(jù)道路弱層（弱面）形式不同，采取不同的修整措施，達(dá)到提升道路質(zhì)量的目的。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，伊敏露天礦主要存在3 種路面弱層形式，即面層弱層、基層弱層和底基層弱層。3 種弱層形式如圖1。

圖1 3 種弱層形式

3.1 路面弱層處置措施如下

1）面層處理。伊敏露天礦采區(qū)上部剝離臺(tái)階平盤物料以砂巖為主，在采掘推進(jìn)后自然揭露形成的平盤道路，屬于典型的面層弱層，松軟且承載力低，道路通行能力和運(yùn)輸效率低[10]。針對(duì)此類弱層形式，主要是因地制宜、就地取材，以礦區(qū)范圍內(nèi)強(qiáng)度較大的泥巖覆蓋作為面層，再由工程機(jī)械設(shè)備配合道路平整度處理，并控制道路灑水程度進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到提升面層承載作用，提高車輛通行穩(wěn)定性和運(yùn)輸效率的目的。

2）基層處理。軟巖路面基層存在弱面或弱層，主要呈現(xiàn)在采區(qū)剝離中部平盤、端幫運(yùn)輸通道等位置，由于采區(qū)上部砂巖滲水，中部泥巖層存在裂隙水[11]，道路的選擇首先要避開涌水區(qū)域，如無法避開則必須開挖排水溝、埋設(shè)過道水管引水集中處理。在后期道路的維護(hù)過程中，對(duì)局部存在弱面處，須采取“深摳槽、高墊料”的措施，必要時(shí)可以墊碎石料及時(shí)處理，確保道路運(yùn)輸質(zhì)量，但是作為采場(chǎng)移動(dòng)線路，還要考慮二次剝離量的不利影響，減少需方量。而端幫運(yùn)輸通道或排土場(chǎng)道路上因不涉及二次剝離，適宜長距離進(jìn)行深摳、墊料、平整、壓實(shí)，保證道路質(zhì)量。

3）底基層處理。對(duì)于軟巖露天礦而言，道路條件差多是因?yàn)榈谆鶎铀绍洠瑢?dǎo)致承載力下降[12]。伊敏露天礦現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆?0%以上路段屬于底基層松軟，而導(dǎo)致道路局部存在坑洼，車輛運(yùn)輸效率降低，對(duì)車輛完好率及生產(chǎn)效率影響較大。伊敏露天礦每年外購9～10 萬t 碎石料用于現(xiàn)場(chǎng)松軟道路質(zhì)量提升。針對(duì)底基層松軟的道路，采煤平盤移動(dòng)線路暫未形成立竿見影的質(zhì)量提升措施，根據(jù)實(shí)際情況采取有針對(duì)性的辦法達(dá)到逐步改進(jìn)的效果。采煤平盤移動(dòng)線路是典型的底基層松軟道路，因煤炭致密性不足，承載力差[13]，且伊敏露天礦煤層含水量較大，更加劇了煤平盤運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量的下降，在局部道路質(zhì)量太差的路段，道路服務(wù)期限在2 個(gè)月以上的采區(qū)在每煤道面層墊泥巖的應(yīng)急措施，以提升采煤平盤運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量。要提高剝離平盤底基層松軟道路質(zhì)量。具體為：①修建平行車道達(dá)到運(yùn)輸車輛分流的目的，減輕車輛集中對(duì)道路的損壞程度，利用工程機(jī)械加大道路日常維護(hù)；②盡可能延長道路服務(wù)時(shí)限，在采掘范圍外選取合適地點(diǎn)修建道路，采取特殊措施，深摳槽、高墊料，在道路上墊泥巖層或者碎石料，夯實(shí)面層承載力，提升道路運(yùn)輸質(zhì)量。剝離平盤受降雨滲水浸泡的影響，底基層松軟更加明顯，春季開化道路翻漿期及夏天雨季期，運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量急劇下降的路段，也需要利用工程機(jī)械設(shè)備采取深挖高墊的方法，更換底基層物料，達(dá)到長效提升道路質(zhì)量的目的。

4 結(jié)語

對(duì)于軟巖露天礦，如伊敏露天礦、勝利露天礦、元寶山露天礦、寶日希勒露天礦等，受水文地質(zhì)影響，礦巖松軟，加上雨雪天氣對(duì)道路的沖刷、浸泡等，使得道路保持良好的運(yùn)輸條件較為困難。然而，露天礦運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量的保持和提升是降低運(yùn)輸成本的關(guān)鍵所在，必須加大工程機(jī)械投入，增加道路維護(hù)力量，因地制宜，就地取材，盡最大努力提升道路質(zhì)量。另外，還要從管理上加大技術(shù)力量投入，在采掘推進(jìn)過程中的運(yùn)輸系統(tǒng)衍化、移動(dòng)線路的設(shè)置和物料選擇上注重優(yōu)化統(tǒng)籌，延長道路服務(wù)周期；要建立專業(yè)的道路修建和養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，保證足夠的道路修建工程機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)道路日常維護(hù)；同時(shí)要努力提升卡車司機(jī)操作水平，建立良好的獎(jiǎng)懲機(jī)制，嚴(yán)格執(zhí)行露天煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)規(guī)定，強(qiáng)化“以路養(yǎng)車、養(yǎng)車降耗”的理念。長遠(yuǎn)來看，露天開采無人化、智能化將是未來發(fā)展趨勢(shì)，遠(yuǎn)程操控和無人駕駛、架空線輔助運(yùn)輸?shù)榷紝⒃诼短扉_采技術(shù)中被逐漸應(yīng)用，但是，這都離不開露天開采最基礎(chǔ)也是最重要的礦巖運(yùn)輸環(huán)節(jié)，甚至對(duì)運(yùn)輸?shù)缆窏l件的要求更高更嚴(yán)格，因此，積極采取措施保證和提升露天礦道路質(zhì)量有著重要意義。