李家梁子建筑石料用灰?guī)r礦露天開采境界確定與周邊環(huán)境

夏永閣

摘 要 本文針對李家梁子建筑石料用灰?guī)r礦礦體賦存、周邊環(huán)境及該礦的采礦證規(guī)定條件下，從而確定該露天開采的最終開采境界。

關(guān)鍵詞 露天開采 開拓 周邊環(huán)境 安全 措施

中圖分類號：TD21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

由于李家梁子建筑石料用灰?guī)r礦礦體位于平泉縣城165胺轎唬本嘣？km，運距約15km，隸屬于平泉縣道虎溝鄉(xiāng)管轄，北側(cè)距小寺溝—平泉縣級公路7km。區(qū)內(nèi)有平泉—道虎溝鄉(xiāng)級公路從礦區(qū)東側(cè)通過。

礦體沿自然山脊北東-南西向布展，該石灰?guī)r礦體形態(tài)呈層狀，長約1000m，寬40-50 m，走向17埃？87啊？5埃湮韃課а椅漚縝喟卓諳的嗌持室逞遙課а椅月萄搖？

距礦體東北邊緣220m處有一110KV的高壓線，礦體南端距離王家溝村200m。

1 礦體開采技術(shù)條件

（1）水文地質(zhì)條件

普查區(qū)屬燕山山地水文地質(zhì)區(qū)（Ⅲ），興隆-平泉中低山峽谷裂隙—巖溶水亞區(qū)（Ⅲ5）。最低海拔標(biāo)高500m，最高海拔標(biāo)高691.7m，相對高差191.7m。地形較陡，地貌形態(tài)屬低山區(qū)，溝谷切割較深。

普查區(qū)范圍內(nèi)無常年性水體，大氣降水是地下水的唯一補給來源。礦區(qū)的匯水面積為1.5km2，匯水區(qū)域內(nèi)，大部分基巖裸露，植被較少，不利于降水入滲轉(zhuǎn)為地下水。地下水飽和后，以泉和潛水形式向溝谷下游排泄，最后排出礦區(qū)。

就礦區(qū)而言，水文地質(zhì)條件屬簡單型。

（2）工程地質(zhì)條件

礦體裸露地表，植植被很少。礦石的物質(zhì)成分沿走向及傾向均較穩(wěn)定。組成礦體的巖石較堅固，為中等堅固性巖石，實測結(jié)果抗壓強度93.9-259.4Mpa，平均抗壓強度193.04Mpa，普氏硬度f為8--10左右。風(fēng)化程度較低，礦體及圍巖未發(fā)現(xiàn)構(gòu)造破碎帶，穩(wěn)固性好。

據(jù)上述，該區(qū)工程地質(zhì)條件屬簡單類型。

（3）環(huán)境地質(zhì)條件

本區(qū)屬燕山地震構(gòu)造區(qū)，新生代構(gòu)造活動微弱，為穩(wěn)定隆起區(qū)域，根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）的地震峰值加速度、地震動反應(yīng)譜特征周期。本區(qū)地震動峰值加速度為0.05G，反應(yīng)譜特征周期為0.45S，按烈度Ⅵ級設(shè)防。

本區(qū)碳酸巖石，不含有害雜質(zhì)，采礦產(chǎn)生的廢渣有限，不會污染環(huán)境。

該區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件屬簡單類型。

2 開采范圍

礦體沿北東-南西裸露山體走向分布，礦體東北邊緣220m處有一110KV的高壓線，礦體南端距離王家溝村200m。結(jié)合《爆破安全規(guī)程》及《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》的要求，設(shè)計期間，與高壓線之間留設(shè)了不小于500m的安全距離，南西邊緣與民房距離不小于300m。即開采地段長度500m，寬度40—50m，3線與0線之間呈山丘狀地形，南北兩側(cè)均存在溝谷切割；0線至8線間北東低，南西高；山體坡度一般在10～40？

3 露天開采境界及剝采比

根據(jù)現(xiàn)場勘查，礦區(qū)內(nèi)礦體為礦體出露地表，地表植被稀疏，基本沒有覆蓋層，主采礦體為石灰?guī)r，主要用于破碎建筑用碎石，上盤剝巖少部分可用于道路修筑及采場作業(yè)平臺擴展，亦可破碎后作為公路路基墊方利用；礦山為了充分利用資源，將上盤大部分剝巖做為制砂磚原料充分利用。

（1）經(jīng)濟合理剝采比的確定

由同類型礦山采出的巖石和礦石價格按照市價，按“原礦成本比較法”確定經(jīng)濟合理剝采比是合理可行的。

原礦成本比較法：指露天開采每噸礦石成本和所需剝巖成本不大于地下開采每噸礦石成本。

（2）經(jīng)濟合理剝采比的應(yīng)用

除其計算原則為應(yīng)用原則外，還有生產(chǎn)期間的生產(chǎn)剝采比不應(yīng)大于經(jīng)濟合理剝采比，否則就地下開采。一般規(guī)律是境界內(nèi)平均剝采比的1.2倍，即為正常年份的生產(chǎn)剝采比。據(jù)此限定境界內(nèi)平均合理剝采比為4.9？.2=4.1t/t。

根據(jù)礦體產(chǎn)狀及地表情況，利用斷面法推斷出其經(jīng)濟剝采比為0.39。

由于礦山將剝巖充分利用，少部分用于鋪路和墊道外，其余全部用于制作砂磚原料，所以礦山開采中不再考慮采剝比問題。

（3）采場最小底寬確定

根據(jù)礦脈產(chǎn)狀及賦存條件，以及采礦證規(guī)定開采最低標(biāo)高，確定露天最低采高130m，采場最小底寬根據(jù)礦體的厚度及所選設(shè)備確定，由于礦體厚度遠(yuǎn)大于設(shè)備在鏟裝運輸作業(yè)時的寬度，故以礦體寬度確定最小底寬為25m。

（4）采場最終邊坡角的確定

根據(jù)采場邊坡的巖性及巖體穩(wěn)定性，參照相鄰礦山采礦經(jīng)驗和規(guī)程、規(guī)范要求，推薦礦山將作業(yè)臺階坡面角度控制在65耙閱冢鈧氈咂陸強刂圃？0耙閱冢誑筇迓懵叮久揮懈哺遣悖乇矸緇潭燃停Vけ咂擄踩乇矸緇畝ゲ刻ń灼旅娼嵌人跫踔？5耙韻隆？

分層臺階高度10m，并段臺階高度20m，留設(shè)安全平臺，安全平臺寬度不小于10m。

（5）開采深度的確定

根據(jù)華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊2010年10月提交的《河北省平泉縣道虎溝鄉(xiāng)李家梁子建筑石料用石灰?guī)r礦普查地質(zhì)報告》，該礦最低開采標(biāo)高初定為550m水平；再利用圖解法，按照境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的原則進行校正：

NJ≤nJH的原則：

nJ==3.5，小于nJH=4.9；

由此可以確定最低可采標(biāo)高定為550m是合理的。

（6）底部境界的確定

①將每個550m水平的橫剖面調(diào)整至確定底寬

將各地質(zhì)剖面圖上確定的露天開采合理深度投影到平面圖；連接各剖面圖上開采深度點得到該礦脈縱剖面的理論開采深度；各剖面的理論深度相差不大時可設(shè)計為同一標(biāo)高。

②圈定底部平面境界

按調(diào)整后采場開采深度，繪制各水平地質(zhì)分層平面圖；在對各橫剖面境界進行修正；修正后投影至上述分層平面圖上；分別連接上盤和下盤坡底各點得出底部的理論周界。

（7）繪制采場終了平面圖

將設(shè)計底部周界繪在地形平面圖上；將最終邊組成要素從底部周界開始由內(nèi)向外（標(biāo)高由上向下）依次繪出各個臺階坡頂線、坡底線和平臺寬度；在圖上布置開拓運輸公路；檢查與修正上述露天開采境界，調(diào)整最終剝采比。

4 安全距離測算

5 邊坡管理

礦體裸露地表，植植被很少。礦石的物質(zhì)成分沿走向及傾向均較穩(wěn)定。組成礦體的巖石較堅固，為中等堅固性巖石，實測結(jié)果抗壓強度93.9-259.4Mpa，平均抗壓強度193.04Mpa，普氏硬度f為8--10左右。風(fēng)化程度較低，礦體及圍巖未發(fā)現(xiàn)構(gòu)造破碎帶，穩(wěn)固性好。采場最終邊坡角≤50啊5泵扛齬ぷ魎酵頻鉸短熘樟司辰縭保緇？5傲羯璞咂攏Vげ沙“踩曬討斜咂鹵匭氬扇∠鋁泄芾澩朧？

（1）制定可靠邊坡管理制度，加強邊坡監(jiān)測和管理，及時排查和處理邊坡隱患。經(jīng)常檢查并及時處理邊幫及工作幫浮石，盡量采用挖掘機鏟斗處理浮石，人工處理浮石的作業(yè)人員，必須佩帶安全繩等保護設(shè)施。

（2）靠近邊坡時，合理調(diào)整和控制鉆孔參數(shù)及爆破裝藥量，降低對永久邊坡振動，提高邊坡穩(wěn)定性。

（3）在局部潛在滑坡危險的地段，必須采取降低坡度，增加安全平臺寬度，或砌筑護坡、錨鎖加固等安全措施。

（4）定期清掃安全平臺。采取人員與設(shè)備相結(jié)合的方式清理安全平臺，防止?jié)L石危及作業(yè)人員及設(shè)備安全，為保證清掃工作能順利進行，利于清掃人員避災(zāi)，每個清掃平臺必須至少設(shè)置2個出入口。

（5）露天礦邊界必須設(shè)置可靠的圍欄或醒目的警示標(biāo)志，防止無關(guān)人員誤入。露天礦邊界上2m范圍內(nèi)，可能危及人員安全的樹木及其他植物、不穩(wěn)固材料和巖石等，應(yīng)予清除。露天礦邊界上覆蓋的松散巖土層厚度超過2m時，其傾角應(yīng)小于自然安息角。

（6）采場工作幫應(yīng)每季度檢查一次，高陡邊幫應(yīng)每月檢查一次，不穩(wěn)定區(qū)段在暴雨過后應(yīng)及時檢查，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即處理。

（7）對運輸和行人的非工作幫，必須定期進行安全穩(wěn)定性檢查（雨季應(yīng)加強），發(fā)現(xiàn)坍塌或滑落征兆，杜絕運輸和行人，及時采取安全措施，并報告礦有關(guān)主管部門。

（8）對邊坡必須進行定期觀測，包括坡體表面和內(nèi)部位移觀測、爆破震動觀測等。技術(shù)管理部門必須及時整理邊坡觀測資料，用于指導(dǎo)采場安全生產(chǎn)。對存在不穩(wěn)定因素的最終邊坡應(yīng)長期監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

6 結(jié)語

針對礦體東北邊緣220m處有一110KV的高壓線，礦體南端距離民房200m，本次設(shè)計根據(jù)電力設(shè)施相關(guān)保護規(guī)定，結(jié)合《爆破安全規(guī)程》及《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》的要求，設(shè)計期間，與高壓線之間留設(shè)了不小于500m的安全距離，南西邊緣與民房距離不小于300m，從而確定了最終開采境界，保證了開采過程的安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊，北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[2] 王運敏.現(xiàn)代采礦手冊，北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

[3] 金屬非金屬礦山安全規(guī)程GB16423-2006.

[4] 冶金礦山采礦設(shè)計規(guī)范GB5830-2013.

[5] 《電力設(shè)施保護條例》.