建筑用石灰岩矿地质特征及开采新技术研究

方松

摘 要：在对石灰石类型进行分析后，对于建筑用石灰岩矿地质特征进行分析后，在开采石灰岩矿山开采过程中出现的问题可以通过开采技术的研究，进一步指出信息化、可视化和机械化为其开采技术新的技术发展趋势。

关键词：建筑用石灰石；石灰岩矿地质；开采新技术；研究

0 引言

随着我国建筑业的不断发展，尤其是对水泥和建筑级石灰石的需求不断增加，对于建筑用石灰岩矿地质的分析后，对石灰石开采过程中进行新技术的运用和开发，以便于提高我国石灰石矿山开采的整体技术水平。

1 石灰岩的适用类型

1.1 石灰岩适用广泛

石灰岩是一种较丰富的矿石资源，分布比较广泛，对其进行加工生产，其工业制成品用途普遍存在于人类生活中，随着我国建筑业不断发展，其中主要作为建筑材料进行使用。石灰岩矿山的矿石类型比较多，主要有竹叶状石灰岩、鲕粒石灰岩、生物碎屑石灰岩这几大类。其主要物质为碳酸钙或者是钙镁碳酸盐。

1.2 建筑级石灰石的应用

石灰石加工后可以应用于日常生产生活中，因其适用类型较为广泛，基于本文主要是对石灰石的建筑类型的研究，所以只对建筑类型的石灰岩矿山进行分析和探讨开采技术。石灰石作为水泥生产的主要原料，廣泛应用于建筑施工中，除此之外，石灰石由于其物质硬度较大而且开采方便价格低廉，广泛用于地基铺建和建筑物结构的主体构建。

2 建筑石灰岩在建筑施工中的作用

基于石灰岩在建筑施工中应用主要集中在水泥生产、地基铺建以及建筑物主体构建方面的作用，可知建筑石灰岩在建筑中具有重要作用。其主要用途有：（1）用石灰膏或消石灰粉进行石灰砂浆和水泥砂浆的置换作用，进行建筑物主体的砌筑和内外壁的抹灰工作。（2）将石灰粉与松散结构的沙土进行石灰稳定土合成作为路基的主要铺设物。（3）以石灰粉与硅质材料进行搅拌可以制成建筑级砖块。（4）对于石灰石的碎石可以通过煅烧技术进行熟石灰转化，可以广泛应用涂料加工行业。

3 对石灰岩矿的地质特征和形成分析

基于石灰石矿区所处的地质条件不同，对于矿床结构有一定影响进而对矿石的质量和分布有也会产生一定影响。各地区的石灰石矿山出产的石灰石化学结构还出现略微差异进而对于石灰石的使用用途有一定的影响。

3.1 各地石灰岩化学构造不同

众所周知石灰石的化学构造与矿山的质地地貌有重要影响，石灰岩开采出来的石灰石由于水文地质因素有关，覆盖土分布、岩溶发育情况、夹层情况、以及侵入岩脉情况这些因素直接作用于石灰石形成过程中，在易于出现断层溶洞机制明显地区，石灰石钙含量明显增多，但是其结构比较疏松。在平原地区地下水系欠发达地区，石灰石的硬度普遍偏高，便于建筑物的建筑路基铺设和建筑物的主体建造成型。

3.2 各地石灰岩矿地质构造特点和形成原因

3.2.1 石灰岩地质构造分类

在西南地区石灰岩矿山出现断层现象比较多，地下暗河和流水侵蚀作用明显，所以在石灰石分布构造上呈现大面积分布，小规模聚集的特性。石灰石的质地较为疏松，一般用于石灰石的粉碎加工。再西北内陆地区石灰岩矿山主要是沉积作用形成的累石层，土层较厚，主要受风沙侵蚀作用，石灰石地质较为密实，用于建筑物的建设。

3.2.2 石灰岩矿形成原因

石灰岩的主要成分就是碳酸盐岩，是在浅海环境中碳酸钙溶液发生过饱和，从水体中沉淀形成的。现代和古代碳酸盐沉积主要分布于低纬度带无河流注入的清澈而温暖的浅海陆棚环境以及滨岸地区。这是因为碳酸盐过饱和沉淀需要排出二氧化碳气体，海水温度升高和海水深度变小都有利于水中二氧化碳排放，促进碳酸钙过饱和沉淀。另外，温暖浅海环境，生物发育，藻类光合作用均需要吸收二氧化碳，也促进碳酸钙的饱和和沉淀。底栖和浮游生物还通过生物化学和生物物理作用直接建造钙质骨骼，形成生物灰岩。机械作用在石灰岩形成中占有重要位置。在浅海带中一经沉淀的碳酸盐沉积物就受到水动力带能量的改造、簸选和沉积分异，形成以机械作用为主的各种滩、坝颗粒碳酸盐沉积体。同时，波浪、潮汐流、风暴流搅动海盆地，促使海水中二氧化碳迅速释放，由新鲜的水流带来充分的养料，加速生物繁殖，因而使碳酸盐沉积。这是远古时期地壳运动变化激烈的原因，其造成了石灰岩的矿山矿脉走向。

3.2.3 皖南石灰岩矿的地质特征

皖南地区地处于温暖带半湿润季风气候区，降水较多，冬季降温明显且潮湿，岩性多为厚层块状灰岩、豹皮状灰岩并含有少量燧石灰以及白云质灰岩。开采量比较大，由于皖南多为山地，对于石灰石矿脉的走向较为复杂，除此之外，对于皖南地区石灰岩分布比较广泛，可以进行露天和地下开采。

4 开采过程中存在的问题

在石灰岩矿山开采过程中会出现许多问题，如：爆破勘探危险、开采中颗粒悬浮物以及开采机械程度低以及矿内生产通风问题都是开采过程中出现频率较高。对于此类问题研究有利于确保石灰石矿山开采作业顺利完成。

4.1 爆破勘探危险

鉴于石灰岩体积较大必须要对岩体进行整体爆破作业，在爆破前必须要对矿山地质以及岩体硬度进行勘探，同时对于矿脉和矿床进行定位，根据以上因素确认爆破作业流程，由于进行矿体内进行开采，所以避免出现哑炮和爆破力度不够的情况出现。

4.2 石灰岩颗粒较多

在石灰岩矿山开采时，由于开采空间的限制以及机械与岩壁的摩擦导致矿内极易出现大量石灰岩颗粒。导致矿内颗粒物急剧增加加之空间狭小容易出现爆炸。石灰岩颗粒也会对操作人员的身体造成危害，所以这也是开采过程中存在的主要问题之一。

4.3 挖掘设备对岩体破坏大

挖掘设备的操作对于矿体整体稳定性有重要影响，一旦出现大型设备频繁操作就会出现岩体的震裂现象，出现岩体局部坍塌和部分岩体内部下滑。所以，在挖掘设备的使用一定要根据开采的具体条件进行实地开采作业分析，确保大型设备的开采工作顺利进行。

5 石灰岩开采的新技术措施

在分析石灰岩开采过程中出现的问题，要采取一些新技术措施来进行石灰石的开采工作。针对不同的地区进行石灰岩矿山进行不同的开采技术研发，针对其地形特点可以具体的开采作业，以便于进行新技术的研发工作。

5.1 采取机械挖掘

对于石灰岩的开采中石灰石体积和重量较大，要采取机械化开采来推进开采进度的加快，并提高开采技术水平。引进大型机械开采设备进行地上和地下开采作业。我国非煤矿开采机电设备时代已经到来。现代非煤矿的采集是机械化、自动化、信息化为基础进行综合采掘。那么，我们石灰岩的开采就要重视矿山机电设备的运用。

5.2 引入先进测绘和探测技术

矿山测量工作已成为矿区可持续发展的基础性技术，其在一定程度保证矿山安全高效生产。矿区地理信息系统诸多环节中最重要的一环就是对矿山测量数据的信息化處理。而根据测量信息进行三维建模有利于计算机技术系统对矿区多源信息的管理和处理分析。对中国矿山范围通过三维坐标的方式进行标注有利于中国资源多元开发。矿山如果建立起完整的地理信息系统，有利于维护矿山资源的梯度开发和可持续发展，也有利于解决矿山生产开采过程中的安全问题。

5.3 可视化通风管理系统

地下开采的石灰石矿山通风信息管理方式长期落后，对于通风网络解算和风量调节还是没有实现自动化、信息化以及网络化。随着科学技术的发展，信息技术以及互联网的使用。地下开采的石灰石矿山通风管理方面出现了智能化和可视化趋势，并且这种通风管理技术较之传统粗放型管理要有优势。

6 结语

综合所述，在对石灰石类型的使用方面进行简述后，重点介绍建筑石灰石矿山的地质特点以及地质作用对石灰石形成的关系。指出石灰石矿山开采过程中出现的问题以及解决开采过程中出现问题的措施，明确信息化、机械化已经成为矿山开采新技术的发展趋势。

参考文献

[1]黄东方.石灰石矿山的地质及采矿设计[J].水泥技术，2008，（6）：81-84.

[2]宋伟远，刘永刚.浅析露天石灰石矿山开采规划技术[J].科技与企业，2013，（10）：154.

[3]陈磊.浅析露天石灰石矿山开采规划技术[J].化工管理，2015，（18）：72.

（作者单位：中国安徽省江南产业集中区管委会）