馮 萍，李惠發(fā)，張 夙

（1.撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 西露天礦，遼寧 撫順 113001；2.煤科集團(tuán)沈陽(yáng)研究院有限公司，遼寧 撫順 113122；3.煤礦安全技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 撫順 113122）

撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司下屬2 個(gè)露天礦分別為東露天礦和西露天礦，東露天礦與西露天礦比鄰，且西露天礦已形成了一個(gè)巨大的礦坑，到界的西露天礦坑為東露天礦排土提供了排土空間。目前東露天礦排土方式為電鐵排土工藝，在西露天礦坑上部，現(xiàn)有10 條電鐵內(nèi)排土線負(fù)責(zé)將東露天礦的剝離物運(yùn)送至西露天礦坑進(jìn)行排棄[1]。隨著東露天礦內(nèi)排土場(chǎng)的發(fā)展，電鐵排土線需要不斷的由西向東推進(jìn)、由北向南延伸路端，公路系統(tǒng)也隨之東串南移。經(jīng)過(guò)近幾年的排棄過(guò)程，目前電鐵排土線路端即將與西露天礦坑下現(xiàn)有的一號(hào)、二號(hào)主公路系統(tǒng)形成交叉，而主公路系統(tǒng)受坑下建筑物影響已沒(méi)有調(diào)整空間，因此即將限制東露天礦內(nèi)排土場(chǎng)的東擴(kuò)發(fā)展。為了保證撫順礦業(yè)集團(tuán)公司東露天礦大開(kāi)發(fā)的整體發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)順利實(shí)施，設(shè)計(jì)將西露天礦主公路挪至南幫，使西露天礦坑下主公路徹底避開(kāi)與東露天礦電鐵線形成交叉，徹底解放西區(qū)排土空間[2]。

1 設(shè)計(jì)原則和依據(jù)

1）設(shè)計(jì)原則。本次設(shè)計(jì)采用剖面法算量，100 m間隔剖面。玄武巖挖方作業(yè)最大坡面角70°，排棄物料自然安息角35°；箱涵的設(shè)計(jì)按照108 t 自卸汽車(chē)空載85 t 自重考慮[3]。運(yùn)輸系統(tǒng)按照最大縱坡坡度8%，連續(xù)路段綜合縱坡坡度6%，即每300 m 距離8%縱坡，設(shè)置100 m 0 坡度的緩和坡段[4]進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2）設(shè)計(jì)依據(jù)。新建入坑主公路系統(tǒng)不影響西露天礦西端幫的電鐵排棄作業(yè)和東端幫坑下采掘作業(yè)，新建入坑主公路運(yùn)輸系統(tǒng)與現(xiàn)有南幫公路系統(tǒng)連通；盡可能的減少工程量；考慮西露天礦汽車(chē)排渣及東露天礦汽車(chē)搗運(yùn)，利用現(xiàn)有剝離物進(jìn)行局部回填，減小建設(shè)工程挖方量，節(jié)約工程建設(shè)費(fèi)用[5]。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 方案1

2.1.1 方案1 工程簡(jiǎn)述

主公路系統(tǒng)由W1200、＋36 m 水平處開(kāi)始，至E1200、－120 m 水平處第1 次折返，至E900、－140 m水平處第2 次折返，至E1300、－172 m 水平處第3次折返，后到達(dá)設(shè)計(jì)終點(diǎn)位置E900、－204 m 水平。全長(zhǎng)3.6 km。

東露天礦為保持現(xiàn)有排土方式，需要持續(xù)利用汽車(chē)轉(zhuǎn)載回填壓腳。參考東露天礦排土長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，東露天在廢渣帶式輸送機(jī)北側(cè)留有汽車(chē)轉(zhuǎn)載下運(yùn)公路系統(tǒng)。所以，設(shè)計(jì)西露天礦主公路系統(tǒng)借用此段公路。在W500 處，向南跨過(guò)廢渣帶式輸送機(jī)，形成新的公路系統(tǒng)。此方案需要在2 處修建帶式輸送機(jī)箱涵。

按照最大縱坡坡度8%，連續(xù)路段綜合縱坡坡度6%進(jìn)行設(shè)計(jì)，即每300 m 距離8%縱坡，設(shè)置100 m 0 坡度的緩和坡段[4]。根據(jù)相關(guān)規(guī)范108 T 型車(chē)雙車(chē)道路面寬度應(yīng)為20 m，設(shè)計(jì)公路平盤(pán)寬度為25 m。箱涵處考慮承重及建設(shè)費(fèi)用，設(shè)計(jì)公路為單車(chē)道，平盤(pán)寬度為16 m[6]。主公路系統(tǒng)方案1 設(shè)計(jì)示意圖如圖1。

圖1 主公路系統(tǒng)方案1 設(shè)計(jì)示意圖

2.1.2 方案1 工程和投資

方案1 挖方工程量為9.1 萬(wàn)m3，填方工程量為84.6 萬(wàn)m3。

1）護(hù)坡工程。需要對(duì)W200 至W120 區(qū)域回填物料進(jìn)行護(hù)坡，護(hù)坡方式為擋墻。

2）煤泥泵站。煤泥泵站位于W300、－37 水平處，需拆除。

3）正二十帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)。三號(hào)轉(zhuǎn)載站至五號(hào)轉(zhuǎn)載站區(qū)段，需要拆除。

4）坑下?lián)v排泵站管線。新建公路系統(tǒng)在E1200、－163 水平；E1170、－182 水平2 處過(guò)此管線，需要進(jìn)行相應(yīng)工程。

5）投資估算。投資估算共計(jì)1 147.8 萬(wàn)元。其中：工程建設(shè)費(fèi)合計(jì)1 094.4 萬(wàn)元、工程建設(shè)其他費(fèi)20 萬(wàn)元、工程預(yù)備費(fèi)取工程建設(shè)費(fèi)和工程建設(shè)其他費(fèi)用的3%，小計(jì)33.4 萬(wàn)元。

2.2 方案2

2.2.1 方案2 工程簡(jiǎn)述

主公路系統(tǒng)由W1200、＋36 水平處開(kāi)始，至E1400、－164 水平處經(jīng)1 次折返，到達(dá)設(shè)計(jì)終點(diǎn)位置E900、－204 水平。全長(zhǎng)3.2 km。

方案2 與方案1 在W200 以西區(qū)域一致，只是在W200 以東區(qū)域按照整體縱坡坡度8%，進(jìn)行設(shè)計(jì)。108 t 型車(chē)雙車(chē)道路面寬度應(yīng)為20 m，設(shè)計(jì)公路平盤(pán)寬度為25 m。箱涵處考慮承重及建設(shè)費(fèi)用，設(shè)計(jì)公路為單車(chē)道，平盤(pán)寬度為16 m[7]。主公路系統(tǒng)方案2 設(shè)計(jì)示意圖如圖2。

圖2 主公路系統(tǒng)方案2 設(shè)計(jì)示意圖

2.2.2 方案2 工程和投資

方案2 挖方工程量為13.4 萬(wàn)m3，填方工程量為57 萬(wàn)m3。

1）護(hù)坡工程。需要對(duì)W200 至W120 區(qū)域回填物料進(jìn)行護(hù)坡，護(hù)坡方式為擋墻。

2）煤泥泵站。煤泥泵站位于W300、－37 水平處，需拆除。

3）正二十帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)。三號(hào)轉(zhuǎn)載站至五號(hào)轉(zhuǎn)載站區(qū)段，需要拆除。

4）坑下?lián)v排泵站管線。新建公路系統(tǒng)在E1200，－163 水平；E1170、－182 水平2 處過(guò)此管線，需要進(jìn)行相應(yīng)工程。

5）投資估算。投資估算共計(jì)1 434.4 萬(wàn)元。其中：工程建設(shè)費(fèi)合計(jì)1 372.6 萬(wàn)元、工程建設(shè)其他費(fèi)20 萬(wàn)元、工程預(yù)備費(fèi)取工程建設(shè)費(fèi)和工程建設(shè)其他費(fèi)用的3%，小計(jì)41.8 萬(wàn)元。

2.3 方案3

2.3.1 方案3 工程簡(jiǎn)述

主公路系統(tǒng)由W1400、＋52 水平處開(kāi)始，至E1300、－127 水平處第1 次折返，至E900、－158 水平處第2 次折返，至E1200、－180 水平處第3 次折返，后到達(dá)設(shè)計(jì)終點(diǎn)位置E900、－204 水平。全長(zhǎng)3.9 km，共分為5 個(gè)區(qū)段。

1）1 區(qū)段。區(qū)間W1400 至W1000，此區(qū)段為現(xiàn)有汽采隊(duì)公路位置。挖方工程量0.3 萬(wàn)m3；688 帶式輸送機(jī)桁架護(hù)角。

2）2 區(qū)段。區(qū)間W1000 至W300，此區(qū)段回填工程量36.4 萬(wàn)4 m3。護(hù)坡?lián)鯄こ塘?0 m。

3）3 區(qū)段。W300 區(qū)域箱涵工程，長(zhǎng)度56 m。

4）4 區(qū)段。區(qū)間W300 至E500，此區(qū)段挖方工程量0.5 萬(wàn)m3，填方工程量29.5 萬(wàn)m3。正二十帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)三號(hào)轉(zhuǎn)載站至五號(hào)轉(zhuǎn)載站區(qū)段，需要拆除帶式輸送機(jī)860 m。護(hù)坡?lián)鯄こ塘?00 m。

5）5 區(qū)段。區(qū)間E500 至E1300，此區(qū)段挖方工程量0.7 萬(wàn)m3，填方工程量64.1 萬(wàn)m3。公路過(guò)排水管線，需要進(jìn)行相應(yīng)工程。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范108 T 型車(chē)雙車(chē)道路面寬度應(yīng)為20 m，設(shè)計(jì)公路平盤(pán)寬度為25 m。最大縱坡坡度8%。公路跨帶式輸送機(jī)箱涵處，考慮承載力等設(shè)計(jì)公路為單車(chē)道，平盤(pán)寬度為16 m[8]。主公路系統(tǒng)3 方案3 設(shè)計(jì)示意圖如圖3。

圖3 主公路系統(tǒng)3 方案3 設(shè)計(jì)示意圖

2.3.2 方案3 工程和投資

方案3 挖方工程量為1.5 萬(wàn)m3，填方工程量為130 萬(wàn)m3。

1）護(hù)坡工程。需要對(duì)W900、E300、E1400 區(qū)域回填物料進(jìn)行護(hù)坡，護(hù)坡方式為擋墻。

2）煤泥泵站。煤泥泵站位于W300、－37 水平處，需拆除。

3）正二十帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)。三號(hào)轉(zhuǎn)載站至五號(hào)轉(zhuǎn)載站區(qū)段，需要拆除。

4）坑下?lián)v排泵站管線。新建公路系統(tǒng)在E1200、－163 水平，E1170、－182 水平2 處過(guò)此管線，需要進(jìn)行相應(yīng)工程。

5）投資估算。投資估算共計(jì)418 萬(wàn)元。其中：工程建設(shè)費(fèi)合計(jì)385.8 萬(wàn)元、工程建設(shè)其他費(fèi)20 萬(wàn)元、工程預(yù)備費(fèi)取工程建設(shè)費(fèi)和工程建設(shè)其他費(fèi)用的3%，小計(jì)12.2 萬(wàn)元。

2.4 3 種設(shè)計(jì)方案對(duì)比

3 種設(shè)計(jì)方案對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 3 種設(shè)計(jì)方案對(duì)比

根據(jù)表1 中入坑主公路系統(tǒng)3 種設(shè)計(jì)方案從施工難度、工程量以及投資估算等方面進(jìn)行對(duì)比分析，依據(jù)經(jīng)濟(jì)合理的原則，同時(shí)考慮汽車(chē)公路與電鐵排土線之間的空間關(guān)系，方案3 為最優(yōu)選擇。

3 結(jié)語(yǔ)

露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)是制約生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，如何合理規(guī)劃運(yùn)輸系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)采的前提條件。通過(guò)幾個(gè)方案的對(duì)比分析，確定了入坑主公路的設(shè)計(jì)方案，確保在運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，應(yīng)考慮盡量保持與運(yùn)輸設(shè)備相適宜的坡度，同時(shí)盡量減少折返及工程量，確保經(jīng)濟(jì)合理。該系統(tǒng)建設(shè)完成后，將徹底解放撫順東露天礦電鐵排土線由北向南延伸路端的限制，為東露天礦提供排土空間2 000 萬(wàn)m3以上，同時(shí)利用剝離物回填運(yùn)輸系統(tǒng)，既縮短了運(yùn)距，提高了施工進(jìn)度，又可實(shí)現(xiàn)局部?jī)?nèi)排。撫順西露天礦主公路運(yùn)輸系統(tǒng)在初步設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮回填內(nèi)排的因素，設(shè)置在非工作幫，避免與生產(chǎn)系統(tǒng)形成交叉，制約采礦效率。