李健，宋自平，黄鑫，张定文

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610037)

1 工程概述

缅甸莱比塘铜矿露天采场为深凹型矿坑，采用高15 m 的台阶分层穿孔爆破、大型液压挖掘机采装、大型矿用自卸车运输的开采工艺[1]。矿山采矿工作制度采用四班人员三班倒作业的连续工作制，即330 d/a，3 班/d，8 h/班。白班从6:30～14:30，中班从14:30～22:30，夜班从22:30～次日6:30。因此，夜间施工时间占了每天施工时间的一半，50%以上的生产任务是在夜间完成的。

采矿施工均采用大型矿用自卸车运输，废石运到废石场排放，矿石运到坑口破碎站或3#堆浸场筑堆。为确保交通安全，采坑内道路、到废石场道路、到堆浸场道路等所有通行大型矿用自卸车的道路临边均用矿岩石渣料做了安全挡坎。矿区采剥运输道路里程超30 km，弯多坡陡、车流量大，道路均未设置专门照明设施，加上矿用自卸车体型巨大、盲区较大，且灯光普遍较弱，道路边沿安全挡坎在夜间行车时不明显，传统的临边防护设施难以让驾驶员在夜间工作时保持视野清晰、快速辨识道路轮廓，而视野是保证安全行驶的一个重要因素[2]，常发生驾驶员不能准确或及时判断道路边沿而导致冲撞道路安全挡坎的事件，给矿用自卸车的安全运行带来了极大的困难，安全风险很高。因此，矿用自卸车在夜间的行车安全风险严重制约了车辆高效运行，同时也给项目的安全管理工作提出了严峻挑战。为确保矿山夜间生产行车安全，结合矿山特点对矿区道路设置反光轮廓标识进行研究，集中解决大型矿用自卸车夜间运输的行车安全问题，以确保矿山夜间施工安全，提高夜间施工效率和项目HSE 管理工作水平。

2 矿用自卸车主要参数及露天矿山道路特点分析

2.1 矿用自卸车主要参数分析

莱比塘铜矿露天采场选用的是NTE260（载重236 t）电动轮自卸车和TR100（载重91 t）刚性自卸车两种矿用自卸车，NTE260 电动轮自卸车与斗容为22 m3的PC4000 液压正铲挖掘机匹配，仅用于露天采场上部大规模的废石剥离运输，TR100 刚性自卸车与斗容为11 m3的PC2000 液压正铲液压挖掘机、斗容为12 m3的PC2000 液压反铲液压挖掘机等匹配，用于废石剥离运输和采矿运输。

TR100 自卸车长10.82 m，宽5.15 m，高4.85 m，轴距为4.57 m，轮距为3.76 m，最小转弯半径15 m，照明灯光设置2 组，每组2 只，在车前端水平布置，距地面高度约2.7 m，左、右灯具间距离约2.7 m，驾驶室高度约4.0 m。

NTE260 电动轮自卸车长14.40 m，宽8.35 m，高7.40 m，轮距为6.3 m，轴距为6.4 m，最小转弯半径15.2 m。照明灯光设4 组，每组2 只，在车前端矩形布置，灯具距地面高度下排约2.50 m、上排约4.25 m，左、右灯具间距离约2.75 m，驾驶室高度约6.0 m。

从上述数据看出，为避免车辆交汇时驾驶员产生炫目影响交通安全，矿用自卸车等矿山施工运输设备的灯具设置高度一般远低于驾驶室的设置高度。另外，为避免跟车行驶中后车灯光影响到前车驾驶员视线，矿用自卸车的灯光一般不设直射远光灯，灯光照度也不强。由于车辆本身的体型巨大，矿用自卸车的灯具设置距地面也较高。

2.2 露天矿山道路特点分析

莱比塘铜矿矿区道路根据通行的车辆参数进行设计，除个别地方因地形限制外一般均按双车道设计。为确保行车安全，单车道的道路净宽一般按2.5～3 倍车宽，双车道的道路净宽按3.5～4 倍车宽考虑。在露天采场中下部坑内矿石区，只考虑通行TR100 矿用自卸车，双车道设计宽度按TR100 矿用自卸车宽度的4 倍左右，即20 m 宽设计。在矿坑上部废石剥离区道路及到废石场、堆浸场等区域的坑外道路需要考虑通行NTE260 电动轮自卸车和TR100 矿用自卸车两种车型，双车道设计宽度按NTE260 电动轮自卸车宽度的3.5 倍左右，即30 m宽设计。

在所有道路临边侧均设置了安全挡坎，挡坎高度按道路通行车辆最大轮胎直径的1/3～3/5 考虑，矿区道路通行的车辆最大轮胎为NTE260 电动轮自卸车的50/80R57 轮胎，直径约为3.6 m，矿山道路临边坡度一般均较高，故道路的安全挡坎高度取大值，按2.2 m 设计，矿坑下部仅通行TR100 自卸车的安全挡坎高度按1.6 m 设计。安全挡坎按就近取料原则采用矿岩爆渣堆筑，按莱比塘矿山普通松散石方的边坡角 37°选择安全挡坎筑堆坡度，取1:1.327，挡坎顶宽按1.0 m 考虑。矿区道路典型断面见图1 和图2。

图1 莱比塘矿坑下部道路典型断面（单位：m）

图2 莱比塘矿区上部道路典型断面（单位：m）

为避免另设照明系统让矿山大型自卸卡车的驾驶员因灯光交叉照射产生地貌阴影干扰其分辨道路，露天矿山一般不专门设置夜间照明系统，夜间施工照明全部依靠设备本身的照明灯光。另外，为了降低施工成本，矿山运输道路边沿的安全挡坎一般采用就近爆渣物料堆筑，颜色与道路相近，夜间行车时由于车辆灯光较弱不易快速辨认出安全挡坎，加上矿山自卸卡车体型巨大，易发生驾驶员不能准确及时识别道路边沿轮廓（或判断失误）导致冲撞安全挡坎引发交通安全事故的情况。

3 矿山道路反光轮廓标识设置研究

根据矿山工程道路及其安全挡坎设置高度特点、矿用自卸卡车特点及矿山道路的交通规则特点，对反光轮廓标识的材料、设置高度、设置间距及施工方法等进行系统研究和应用。

3.1 道路反光轮廓标识的设置高度

根据NTE260 电动轮自卸车和TR100 矿用自卸车的参数特点，两种车型的灯光设置高度为2.5～2.7 m，驾驶员的视觉高度TR100 自卸车约为4 m，NTE260 电动轮自卸车约为6 m，两种矿用自卸车照明前灯、驾驶室设置高度及轮胎类型和直径等参数数据见表1。

表1 莱比塘铜矿自卸车的相关参数数据

从表1 中的数据可以看出，矿用自卸车不论载重量大小，其照明前灯的设置高度基本都处于其配置的轮胎顶部附近，而驾驶室的设置高度均高于其配置的轮胎顶部。因此，为使汽车照明灯光对道路反光轮廓标识有较好的入射角、驾驶员对反光轮廓标识有较好的观察角，反光轮廓标识的设置高度应尽量与汽车照明灯光齐平或略高于汽车照明灯光。另外，由于矿山车辆体形巨大，道路路面较宽，驾驶员对反光轮廓标识的观察距离较远，如轮廓标识面积过小，会导致反射亮度不足，不能清晰地凸显道路边界轮廓[3]，故反光轮廓标识应具有较大的尺寸以提高其醒目性。

根据莱比塘铜矿项目的特点，为了保证矿用自卸车的行车安全，矿山道路临边安全挡坎设置高度约为道路通行车辆轮胎直径的3/5。因此，将反光轮廓标识设置在道路安全挡坎上可以节约很大一部分施工成本。另外，根据矿山工程的特点，矿山设备每年要消耗的特种油料不少，废弃的油桶较多，且油桶均为200 L 左右的闭口铁桶，尺寸为高0.88 m、直径0.58 m 的圆柱形，将这些废弃的闭口铁桶贴上反光膜或刷上反光漆[4]做成反光桶，并放置于道路安全挡坎上，其总高度基本接近或略高于自卸车照明灯光的高度，不但能满足矿用自卸车对反光轮廓标识入射角和观察角的要求，还能满足大型自卸车驾驶员对道路反光轮廓标识醒目性的需求，并通过废物回收利用大幅降低道路反光轮廓标识的成本。

综上所述，将道路反光轮廓标识设置在高度为矿用自卸车轮胎高度的3/5 的道路安全挡坎上，既可增加反光轮廓标识的设置高度，满足高度要求，又可降低施工难度，减小工程量。设置的道路反光轮廓标识高度确定为道路安全挡坎加上闭口铁桶的高度，即矿坑上部道路约为3 m，矿坑下部道路约为2.5 m。

3.2 道路反光轮廓标识的设置间距

莱比塘铜矿采用的矿用自卸车的设计满载最大行车速度见表2。

表2 矿用自卸车的设计最大行车速度

根据上表的统计资料，结合莱比塘铜矿项目对矿区道路交通安全的综合考虑，矿区道路车辆的运行速度在矿坑内一般为10～20 km/h，即3～6 m/s，坑外到堆浸场、废石场等平路段一般为30～40 km/h，即8～11 m/s。根据相关研究，人眼在中等强度光线刺激下，视觉暂留时间约为0.1～0.4 s[5]，如果设置的反光轮廓标识过密，则会对驾驶员的视觉产生过度刺激，易导致视觉疲劳，反之，如果不设置反光轮廓标识或设置过稀，驾驶员为了辨别道路边界轮廓就会处于经常性紧张状态，也易导致驾驶员产生疲劳，反光轮廓标识设置不合理，会导致逆反射效应造成驾驶员注视点变化频繁、心里紧张、识认困难，影响行车安全[6]。在公路工程中，高速公路每隔约8～16 m 就设置一个反光轮廓标识，即在高速行驶中每隔0.4～0.5 s 就通过一个反光轮廓标识，确保行车安全。通过对矿山道路和矿用自卸卡车的夜间行驶研究，矿用自卸卡车形体巨大，车速较慢，对驾驶员的反应要求也不如高速公路上行车时那么快，在夜间一般每隔1～2 s 通过一个反光轮廓标识会让驾驶员既能立即识别道路轮廓边线，又感觉视觉舒适不易疲劳。因此，在设计道路反光轮廓标识的设置间隔时，应根据道路的限速要求分别考虑，按自卸卡车1～2 s 通过一个反光轮廓标识进行设置，具体设置为限速20 km/h 路段8 m/个、限速40 km/h 路段12 m/个，转弯路段加密敷设。

3.3 道路反光轮廓标识的施工

道路反光轮廓标识应与道路、临边安全挡坎同时施工，同时投入使用，以保证道路夜间运输交通安全，施工工艺流程如图3 所示。

图3 莱比塘铜矿道路反光轮廓标识施工工艺流程

3.3.1 矿区道路及临边安全挡坎施工

（1）矿坑内道路施工在穿孔爆破后采用铲装设备按照设计坡度进行掘路铲装，路坯采用推土机修整推平，压路机碾压密实，按设计宽度现场放出道路车道边线和临边边线，为道路安全挡坎的施工做准备。坑外以回填为主的道路在清表剥离时除了考虑道路车道宽度和安全挡坎的宽度外，还要考虑填筑体的放坡宽度。

（2）道路安全挡坎施工前先放线，采用装载机就近铲取矿石（废石）爆破渣料进行堆筑，主控项目为安全挡坎的高度，确保满足设计要求。

（3）矿坑内工作平台临边安全挡坎的施工方法与道路安全挡坎的施工方法相同，均采用装载机铲料堆筑。

3.3.2 反光膜（漆）施工

（1）反光膜（漆）的材质应根据矿山所处的地理环境，特别是日照、气温及矿尘腐蚀性等条件进行合理选择。

（2）收集到的废旧200 L 闭口铁桶应完好，经过清洗晾干后再进行反光膜黏贴或反光漆涂刷施工，以确保反光材料的耐久性。为方便施工，批量生产，反光膜黏贴或反光漆涂刷尽量安排在200 L闭口铁桶的储存区进行，反光膜也可根据情况选择在200 L 闭口铁桶在现场道路安全挡坎上安装就位后再黏贴。

3.3.3 反光轮廓标识就位安装

（1）反光轮廓标识施工前，安全挡坎顶部应采用装载机铲斗压实整平，宽度1 m 满足要求。

（2）根据道路限速要求确定反光轮廓标识（200 L 闭口铁桶反光桶）的设置间距，在道路转弯路段应加密布设。

（3）采用皮卡车等小型载货车辆将反光轮廓标识（200 L 闭口铁桶反光桶）运输到施工现场，人工上下车和搬运到道路安全挡坎上就位，人工搬动旋转坐实，并让反光膜（漆）带面向道路一侧。

（4）反光桶安装时，将有口的一端置于上面，就位后向桶内注入约20 kg 清水，增加其稳定性，提高防风和抗倾覆能力。

3.3.4 反光轮廓标识的维护

矿区道路因处于施工区域，环境较为恶劣，其反光轮廓标识易损坏或覆尘，时间久后反光膜容易脱落，反光性能亦会降低，需要进行经常性维护。反光膜损坏、脱落或反光性能降低后一般采用人工进行更换，先去掉旧膜，将基底清理干净，再黏贴新膜，反光漆则需要清理桶身后重新涂刷。反光轮廓标识因灰尘覆盖影响到反光性能时，采用水车喷洒清水进行清洗除尘，也可采用人工持喷雾器喷洒清水除尘。

4 结语

对缅甸莱比塘露天铜矿矿山道路反光轮廓标识进行了研究和应用，有效地解决了矿山自卸车夜间冲撞道路安全挡坎的问题，同时矿山夜间施工中不再对矿用自卸车采取降速运行和给驾驶员延长休息时间等措施来降低夜间施工风险，夜间施工效率有了显著提高。道路反光轮廓标识采用废弃油桶回收加工后重新利用，设置成本低廉，维护方便，取得了明显的安全效益、经济效益和社会效益，达到了降低施工安全风险、提高施工效率、降低生产成本的目的，为采用自卸车公路运输的露天矿山等同类型工程施工提供了参考。