3.2　料场开采

3.2.1　运输方式

料场开采运输方式有多种，水电工程中常见的有公路运输开采方式、溜井运输开采方式及两者联合运输开采方式。其他还有轨道运输方式和索道运输方式等，在矿山开采中应用较多，水电工程中不常用，其原因是建设周期长、投资成本大，优点是使用年限长，运行成本低。

（1）公路运输开采方式。公路运输是把料场开采出的毛料石运往混凝土骨料生产系统的最可靠的运输方式，优点是道路布置较为灵活、受地形限制较小，料场开拓较为容易。不但能解决有用料的运输，同时也能解决覆盖剥离和弃料的运输问题。缺点是山高坡陡时长距离的车辆重载下坡安全性较差。

公路运输方式适用于地形坡度较缓（地形坡度不大于25°），上下高差不大（一般不超过200m），易于修建公路的料场。公路运输方式是料场开拓运输方式的首选，当公路布置困难时再考虑采用其他方式。采用公路运输方式的料场有五强溪水电站右岸骨料生产系统料场、三峡水利枢纽工程下岸溪骨料生产系统料场、向家坝水电站马延坡砂石料场、官地水电站竹子坝砂石料场。官地水电站竹子坝砂石料场公路运输方案见图3-1。

（2）竖井运输开采方式。竖井运输开采方式是从矿山开采方式中借鉴过来的，水电站建设中多采用竖井解决毛料或半成品料的垂直运输。竖井运输多适用于地形高陡、难以修建公路的高山料场。

布置在料场内的竖井直径相对较大，一般为4～8m，用作半成品储运时直径一般在3m左右。料场内布置竖井时一般为两个，当其中一个竖井在降段或发生故障时其他竖井可以正常生产，保证生产的连续性。竖井顶部和底部需要设置相应的安全设施，井壁采取适当的防护（如锚喷支护或素混凝土衬砌），并要防雨和防水，防止井壁坍塌和堵料或跑矿。

竖井运输方案在水电站建设中有较多应用实例，如小湾水电站孔雀沟料场和沙牌水电站料场等。竖井应用实例见表3-1，小湾水电站孔雀沟料场竖井布置方案见图3-2和图3-3。

（3）联合运输开采方式。联合运输方式即采用两种或两种以上运输方案的开采方式，其中以公路和竖井联合方式为多见。如金安桥水电站五郞沟砂石料场，龙开口水电站燕子崖砂石料场。以上料场均为料场内毛料采用公路汽车运输，毛料经破碎后的半成品通过竖井输送到下部的加工系统进行进一步的破碎加工。

竖井、公路联合运输方式适用于顶部地形较为平坦，最终开采高程大大高于加工系统所在高程的料场。因为料场顶部平坦，适于布置汽车运输道路。料场与加工系统存在较大高差，但地形陡峻，料场与系统之间难以布置道路或者道路不能达到重载车辆安全稳定的运行时，可将粗级破碎车间设在料场附近，经过初级破碎后的半成品石料再经一个或多个（级）竖井下降至加工系统。

采取竖井还是公路运输方式，影响最大的因素是地形条件和地质状况，选择采用何种方式时要经过充分的可行性分析和技术经济比较。两种方式各有优缺点。公路运输的优势在于地形平缓时布置较容易，建设周期短，运行可靠性高，缺点是地形陡峭时道路施工难度大，且重车长距离下坡安全隐患大。竖井运输的优点在于总投资比公路运输节省，缺点是竖井建设周期较长，且井深越大穿过的地质层面越多，地质情况越复杂，成井越困难，竖井安全运行越难以保证。

3.2.2　道路布置

无论采用何种运输开采方式，道路都是必不可少的，因为开采设备需要有进出场的通道，同时料场无用渣料的覆盖剥离和揭顶也是需要通过公路运输。

道路布置设计需要考虑运输车辆的最大载重量和运输强度，在保证安全行车的要求下确定道路的各项技术参数，即路面宽度、最大纵坡和最小转弯半径等。道路设计标准一般采用厂矿三级道路标准或以上标准进行设计。道路主要技术指标见表3-2。

道路线路设计应根据料场地形条件、地质条件、开采规划、开采推进方向、开采台阶（阶段）标高以及卸料站和弃渣场位置，并密切配合开采工艺，全面考虑山坡开采或深部开采要求，合理布设路线。当地形地质条件复杂时，采用纸上定线后，应到现场核实、校正。在料场规划范围内时，宜采用挖方路基。

3.2.3　开采

合理组织采石场施工，先剥离无用层，后开采有用岩石的开采程序，严格区分弱风化和强风化界限，将强风化料作为弃料，达到减少软弱颗粒含量和含泥量的目的。

（1）工作制度。料场开采的工作制度，可根据工程所在区域的水文、气象和施工条件具体研究确定。为了便于运行管理，应与骨料生产系统的工作制度一致，骨料生产系统考虑两班制生产，每天按14h，每月350h。

（2）开采能力与骨料生产系统规模相匹配。

（3）覆盖层剥离。

1）厚层覆盖层剥离。厚层覆盖层剥离，可采用水平分区开采法或沿自然坡面角用推土机集运至装车平台。对于黏性土壤，雨季轮式装运机械工作有困难时，可采取：雨季停止剥离工作、用履带式装载机装车且运距不超过100m铺设预制板路面等措施。

2）薄层覆盖土剥离。岩石表面呈犬齿状的采石场表土，小型采石场宜用人工剥离。表层有风化岩石时，可用浅孔爆破，与表土一起剥离；大、中型采石场则多用推土机推运至采石平台装车。推土机作业与开采作业间应保持一定的安全距离。剥离与开采作业分区交叉，以免相互干扰。作业面的长度则按剥离、开采分别计算。

（4）毛料开采。

1）梯段高度。竖直分层开采法，梯段的合理高度受多方面因素影响，如岩石性质、埋藏条件、钻爆方法、钻孔设备性能、采装设备类型与规格、采石场内部的运输方式、距高峰开采能力的准备时间等，对采石场而言，最主要的是保证有好的爆破效果和采装设备的安全工作。开挖梯段的高度一般为10～15m。

2）工作梯段坡面角。工作梯段坡面角的大小，与岩土性质、爆破方法、采掘推进方向、岩石层理和岩层倾角等因素有关。在层理比较发育的陡倾斜采石场中（倾角大于45°），采用从上盘向下盘（顺坡）方向推进时，工作梯段坡面角往往与岩层的倾角一致。当采掘推进方向由下盘向上盘推进并采用斜孔爆破时，其梯段坡面角基本与钻孔倾斜角相一致。

当岩石较软，节理裂隙又较发育，为了保持爆破后工作面原岩的基本稳定，工作梯段坡面角应取小些。采用高梯段的采石场，其梯段坡面角随着梯段高度的增高而减小。工作梯段的坡面角参考见表3-3，设计中可根据各种影响梯段参考坡面角的因素参照选取。