河北省峰峰矿区水泥用灰岩开采技术条件

韩丽娟 鲁苏鸽

摘 要 河北省峰峰矿区水泥用灰岩矿床处于太行山南段东麓低山丘陵区，地势中部高，四周低。本区采矿业发达，矿山企业较多，遍布峰峰矿区北部，是当地主要经济来源。区域内探明的矿产资源有煤、铁矿石、瓷土、铝矾土、石灰石，大理石，石膏等30多种。本文对峰峰矿区水泥用灰岩矿开采地质条件进行探讨。

关键词 石灰岩；开采技术条件

引言 峰峰矿区属于丘陵地貌，石灰岩裸露，仅有零星第四系黄土分布于沟谷石灰岩之上，开采水平在+329～+210m。区内河系除漳河外，皆属海河流域子牙河水系，主要河流有漳河、滏阳河、南洺河。矿区南为滏阳河发源地黑龙洞泉群。

1. 水文地质条件

1.1 区域水文地质条件及特征

本区含水层为遍布全区的中奥陶统石灰岩，裂隙岩洞发育，富含地下水。含水层厚度一般在550～584m，其中泥质、白云质角砾岩为弱含水层，虽具有蜂窝状溶洞，但连通性差，故导水性一般不强，而厚层质纯的石灰岩为强含水层，导水性极强，单位涌水量达416～512.4升/秒·m。

1.2矿区水文地质条件

矿区内矿体及围岩为中奥陶统灰岩、花斑状灰岩，裂隙溶洞发育。都在当地地下水位之上，为透水不含水层，是良好的大气降水及地下水排泄通道。

从地形来看，矿区内地面切割深度标高为160m以上，当地滏阳河侵蚀基准面标高在130m左右，均低于露天采矿的最低标高210米，不受黑龙洞泉群及滏阳河等地表水系的任何威胁，同时也便于自然排水。

峰峰矿区石灰石矿为露天开采，开采最低标高为210m，矿区奥陶系石灰岩地下水为在130m左右，低于采矿标高80 m。矿体开采与地下水无关，矿区水文地质条件属简单类型。

1.3岩溶及其分布规律

矿区内岩溶现象可分为：溶蚀现象、溶蚀裂隙、溶洞。岩溶大致发育在厚层质纯的石灰岩地段、断裂带部位、可溶岩与非可溶岩的接触部位。从采矿现场看，裂隙、溶洞大部分已被充填和半充填，充填物主要包括：残积、坡积的亚粘土、粘土及灰岩碎块、碎屑、白云岩粒、角砾岩、糜棱岩等。溶洞充填物处于相对静止状态，不会因矿体的开采，导致水文地质条件、工程地质条件复杂化。

1.4供水方向及水质

矿区内地下水为奥陶系灰岩裂隙水，水量丰富，水质良好。能满足矿山供水、生活用水的需要。

本区奥陶系灰岩裂隙水属承压水，属HCO3-SO4-Ca水和HCO3-SO4-CaMg水，矿化度小于0.5g/l，硬度小于20德国度，达到国家生活用水及矿山供水标准。

2.工程地质条件

矿体裸露地表，便于露天开采。矿区内，自下而上出露有奥陶系磁县组、峰峰组灰岩。矿体为微晶灰岩，岩石致密坚硬。矿体为中厚层～厚层，固结程度高，稳固性强，抗风化能力强，未发现岩石破碎带。岩层内部有少量断层，断续分布，主要是走向NE20°～45°；矿山石灰岩矿石的抗压强度58.6～86.5Mpa，抗压强度平均值大于60MPa；抗剪强度为：内摩擦角40°02′～41°30′，凝聚力系数10.0～12.8，内摩擦角小于60°，属坚硬岩石。矿体呈层状产出，出露矿体厚度变化不大，产状稳定，倾角仅15°左右，近于水平展布。由于矿床开采方式为露天开采，开采方法简单，矿体负重小，加上矿体的稳定性好，不宜坍塌滑落。

矿区内岩溶现象可分为：溶蚀现象、溶蚀裂隙、溶洞。岩溶大致发育在厚层质纯的石灰岩地段、断裂带部位、可溶岩与非可溶岩的接触部位。从采矿现场看，裂隙、溶洞大部分已被充填和半充填，含水量很少，且溶洞规模一般不大，大的仅有1m3左右。溶洞充填物处于相对静止状态，不会因矿体的开采，导致水文地质条件、工程地质条件復杂化。

矿区南部义井镇公路通过矿区，在爆破开采矿石时应注意安全。石灰石出露地表，采用露天开采，公路开拓，深孔凿岩爆破，汽车运输。可以在开采矿石完毕后，进行土质回填，种植植物或修建厂房。

2.1环境地质条件

本工作区矿体为露天开采，开采过程中剔除了大量的夹石废物，矿山应对水泥制造加工工艺进行研究改造，最大限度的利用废弃物（夹石），并成功引进一条废石加工生产线，既可以给矿山带来经济利益又有助于减少环境的污染，避免发生泥石流地质灾害。

矿山生产过程中产生的噪声和粉尘对环境有一定影响，矿山配备了先进水泥加工设备、并对矿区采取防尘降噪措施（矿区、厂房定期洒水，石灰石密封运输管道）、很大程度上减少了减少污染。

矿山采场最低+210m标高，雨季应注意疏导泄洪，防止水淹采场。

综合分析，矿床环境地质条件属简单型。

2.2开采技术条件小结

矿区位于北新村南东的低山区。该矿适宜露天开采，开采技术条件简单。经一体化潜孔钻机开凿钻孔，深孔爆破，汽车运输到破碎站，碎石由密封传送带直接运往石灰石均化库。

1、剥采比：矿区地表基本上无覆盖物，矿石层含夹石层，通过本资源储量核实，矿区剥采比平均为0.43：1，符合规程技术要求。

2、安全爆破距离：资源储量估算边界距离村庄为1240m。大于规范要求的安全爆破距离300m。矿山和政府达成意见书，关于废弃电视转播塔及部分墓地和公路开采距离详见《邯郸水泥厂石灰石矿区范围意见书》。

3、矿体倾角在10～25°，矿体稳固性好，根据《河北峰峰石灰岩、黄土详细勘探报告》矿石抗压强度为96.3～148Mpa。开采边坡角60°，采场最终底盘宽度大于40m。

3结论

综上所述，本矿区矿体裸露地表，层位稳定，构造简单。矿区矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于排水，矿体围岩力学强度高，整体较为完整，稳定性好，工程地质问题不突出，无原生环境地质问题，矿石及废弃物不易分解出有害组分，采矿活动不形成对附近环境和水体的污染，综合评定，按《固体矿产开采技术条件勘查类型划分及工作要求》分类，属于开采技术条件简单的（Ⅰ）类型矿床。本区采矿业发达，矿山企业较多，遍布峰峰矿区北部，是当地主要经济来源。