河南省水泥灰岩矿资源开发利用设计要点的探讨

2013-08-02彭建谋

河南建材 2013年2期

彭建谋

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（45000 2）

河南省石灰岩资源较为丰富，总量预测远景资源达1 526.5亿吨，其中水泥用灰岩447.2亿吨，水泥用大理岩119.4亿吨，熔剂用灰岩952.2亿吨，化工用灰岩7.7亿吨。省内分布，除豫东覆盖区外，京广铁路以西和本省南部山区达55个市县和25个地层层位，均有石灰岩分布，尤其是下古生界石灰岩矿层厚度大、质量优，是本省勘查、开发的主要对象。

水泥工业是资源型工业,一般80%是水泥灰岩,其余为铁粉、砂岩、粉煤灰（或粘土）。河南省现有水泥生产企业中，除少数几家没有自备灰岩矿山外，95%以上都有自备矿山。企业采矿权新设、延续或变更,都必须编制水泥灰岩矿资源开发利用方案。资源开发利用方案编制的优与劣，不但影响资源的合理利用，而且关系到安全、环保、水土保持、土地复垦、地质环境治理等多个方面。笔者就编制资源开发利用方案过程中和评审其它报告中发现的问题，进行探讨。

1 办理采矿权证的要求

目前河南省国土资源厅办理采矿权，依据《矿产资源开采登记管理办法》（国务院令第241号）、《国土资源部关于矿产资源勘查登记、开采登记有关规定的通知》（国土资发【1998】7 号）、《国土资源部关于规范勘查许可证采矿许可证权限有关问题的通知》（国土资发【2005】200 号）、《关于进一步规范矿业权出让管理的通知》（国土资发【2006】12号）、《国土资源部关于进一步完善采矿登记管理有关问题的通知》（国土资发【2011】14 号），要求申请人应提交相应的资料[1]，详见表1。

从表1可以看出，资源开发利用方案不但是取得采矿许可证的基本要件,而且是安全预评价报告、环境影响评价报告、矿山地质环境保护与治理恢复方案、矿山土地复垦方案、采矿权价值评估报告的主要依据之一。

表1 申请人应提交的资料汇总表

编制资源开发利用方案应注意:设计利用储量和可采储量的确定、安全距离的确定、资源的综合利用、废石场的确定。

2 设计利用储量和可采储量的确定

资源储量一般由地质勘查报告提供，经矿产资源储量评审中心评审通过，河南省国土资源厅备案。资源储量级别可分为储量、基础储量、资源量三大类十六种类型[2]。水泥灰岩矿山最常用的有（111b）、（331）、（332）、（333）、（334）。

根据评审通过的估算资源量，减去不能利用的资源量，得出可利用的资源量。不能利用的资源量包括占压和安全原因留设的不能开采的资源量。占压类型有铁路、公路、输电线路、村庄、设施占据的地下资源量，安全原因是按规程规范要求，保证设施、设备安全留设的安全距离，而不能开采的储量。

河南省资源开发利用方案评审要求，不能利用的资源量必须有详细计算，必要时附剖面图。

可利用的资源量乘以可靠性系数为设计利用储量，水泥灰岩矿矿床为沉积矿床，（111b）、（331）、（332）可靠性系数为 1.0，（333）可靠性系数为 0.8，（334）不能作为设计利用储量。

3 安全距离的确定

首先叙述矿山周边环境,以开采境界为参照物，详细叙述四周需要保护的设施名称，距开采境界的距离。特别要关注铁路、公路、输电线路、住户。采矿区内是否存在地下采空区和老硐，也应了解清楚。

依据《爆破安全规程》（GB6722-2011），爆破地点与人员和其他保护对象之间的安全允许距离，应按各种爆破有害效应（地震波、冲击波、个别飞散物等）分别核定[3]。根据多个矿山计算，个别飞散物的距离最大。深孔台阶爆破时最小安全距离不小于200 m；沿山坡爆破时，下坡方向的个别飞散物安全允许距离应增大50%，即300 m。

由于要保护的设施或住户留设安全距离，损失储量较大，为了充分利用资源，应进行经济比较，确定是否搬迁。

4 资源的综合利用

4.1 表土层的利用

以前矿山基建期将表土与废石一同剥离，排弃在废石场，矿山复垦期需要表土时无法取回，造成很大的浪费。地表土是宝贵资源，作为复垦时的覆土土源，也是复垦种植植被的关键所在，应首先剥离，单独堆放。

对于地表建设需要占用土地的采矿工业场地、废石堆场、运矿道路、露天采场等用地单元，地面建设前须首先进行表土剥离，剥离的表土堆存起来用于复垦时表土覆盖。表土剥离厚度根据原土壤表土层厚度、复垦土地利用方向及土方需要量等确定。在矿山开采时，针对不同的开采时段，对露采区地表土进行剥离。将剥离的表土堆放在表土排土场，待土地复垦时利用。

表土堆场禁止放牧、机器和车辆的进入，防止粉尘、盐碱的覆盖；不在计划中受施工损毁的地段，避免水蚀、风蚀和各种人为损毁。

土壤含水过量时极易被压紧,为保持土壤结构,避免土壤板结，尽量避免雨季剥离、搬运，土堆高度不宜超过5 m。堆存场地四周按需要情况设置挡土墙，防止土壤被雨水冲刷。为避免土壤长时间堆存造成土壤中微生物停止活动、土壤板结、土壤性质恶化、雨水淋溶后有机质含量下降等，应尽快在土堆上播撒草籽，有效保存土壤中的肥力。

4.2 利用废石加工建筑用骨料

据中国砂石协会统计，随着我国基础建设的快速发展，砂石骨料的用量不断增加，从1981年的不足5亿吨到2012年的100多亿吨,砂石的年产销量增长了20多倍。

水泥灰岩矿山覆盖层主要为白云质灰岩，加工成石子质量一般较好。可以建设砂石骨料生产线，根据市场需要生产各种规格的骨料。

4.3 利用顶板盖层加工石材

有些矿山顶板盖层，抗压强度高，通过实验，白云质灰岩作为石材，效果较好。

4.4 夹层搭配利用

根据矿床夹层赋存情况,计算出夹层总量，经配料计算，按一定比例混入，可满足水泥生产的要求。一般矿山夹层CaO偏低，MgO或K2O+Na2O偏高。影响搭配的主要因素因夹层化学成分的不同而不同。一般台阶高度为15 m,计算出在一个台阶中夹层厚度在多少米以下时，可直接开采。当大于多少米时应与其他采掘面协调，搭配开采。水泥灰岩矿山一般矿山同时开采工作面大于2个，可以实现搭配开采。当夹层过于集中，部分无法完全实行开采的搭配，可用于加工骨料。

5 废石场的确定

采矿排弃的大量废石，若堆存不合理或缺少相应的安全设施，当堆存的废石达到一定数量及高度时，在水力侵润等外界因素的作用下，自然安息角降低，流动性增大，容易发生泥石流事故，严重危及下游设施和居民生命的安全。

废石场位置的选择，应遵守以下原则:1）保证排弃土岩时不致因滚石、滑坡、塌方等威胁采矿场、工业场地(厂区)、居民点、铁路、道路、输电网线和通讯干线、耕种区、水域、隧道涵洞、旅游景区、固定标志及永久性建筑等的安全；其安全距离在设计中规定。2）依据的工程地质资料可靠；不宜设在工程地质或水文地质条件不良的地带；若因地基不良而影响安全，应采取有效措施。3）依山而建的排土场，坡度大于1:5且山坡有植被或第四系软弱层时，最终境界100 m内的植被或第四系软弱层应全部清除，将地基削成阶梯状。4）避免排土场成为矿山泥石流重大危险源，必要时，采取有效控制措施。5）排土场位置要符合相应的环保要求；排土场场址不应设在居民区或工业建筑主导风向的上风侧和生活水源的上游，含有污染物的废石要按照GBl8599的要求进行堆放、处置[4]。

根据下面公式设计排土场容积计算: