李家梁子建筑石料用灰?guī)r礦露天開(kāi)采境界確定與周邊環(huán)境

夏永閣

摘 要 本文針對(duì)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(kāi)采的最終開(kāi)采境界。

關(guān)鍵詞 露天開(kāi)采 開(kāi)拓 周邊環(huán)境 安全 措施

中圖分類號(hào)：TD21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(yùn)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(jí)公路7km。區(qū)內(nèi)有平泉—道虎溝鄉(xiāng)級(jí)公路從礦區(qū)東側(cè)通過(guò)。

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(zhǎng)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(kāi)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(duì)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(wú)常年性水體，大氣降水是地下水的唯一補(bǔ)給來(lái)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(jiǎn)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(jiān)固，為中等堅(jiān)固性巖石，實(shí)測(cè)結(jié)果抗壓強(qiáng)度93.9-259.4Mpa，平均抗壓強(qiáng)度193.04Mpa，普氏硬度f(wàn)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(jiǎn)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(dòng)微弱，為穩(wěn)定隆起區(qū)域，根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）的地震峰值加速度、地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期。本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05G，反應(yīng)譜特征周期為0.45S，按烈度Ⅵ級(jí)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(huì)污染環(huán)境。

該區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。

2 開(kāi)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(chǎng)安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》的要求，設(shè)計(jì)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(kāi)采地段長(zhǎng)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(kāi)采境界及剝采比

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(méi)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(chǎng)作業(yè)平臺(tái)擴(kuò)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(jì)合理剝采比的確定

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

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

（2）經(jīng)濟(jì)合理剝采比的應(yīng)用

除其計(jì)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(jì)合理剝采比，否則就地下開(kāi)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(jì)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(kāi)采中不再考慮采剝比問(wèn)題。

（3）采場(chǎng)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(kāi)采最低標(biāo)高，確定露天最低采高130m，采場(chǎng)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(yùn)輸作業(yè)時(shí)的寬度，故以礦體寬度確定最小底寬為25m。

（4）采場(chǎng)最終邊坡角的確定

根據(jù)采場(chǎng)邊坡的巖性及巖體穩(wěn)定性，參照相鄰礦山采礦經(jīng)驗(yàn)和規(guī)程、規(guī)范要求，推薦礦山將作業(yè)臺(tái)階坡面角度控制在65耙閱冢鈧氈咂陸強(qiáng)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(tái)階高度10m，并段臺(tái)階高度20m，留設(shè)安全平臺(tái)，安全平臺(tái)寬度不小于10m。

（5）開(kāi)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(duì)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(bào)告》，該礦最低開(kāi)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(jì)合理剝采比的原則進(jìn)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(gè)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(kāi)采合理深度投影到平面圖；連接各剖面圖上開(kāi)采深度點(diǎn)得到該礦脈縱剖面的理論開(kāi)采深度；各剖面的理論深度相差不大時(shí)可設(shè)計(jì)為同一標(biāo)高。

②圈定底部平面境界

按調(diào)整后采場(chǎng)開(kāi)采深度，繪制各水平地質(zhì)分層平面圖；在對(duì)各橫剖面境界進(jìn)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(diǎn)得出底部的理論周界。

（7）繪制采場(chǎng)終了平面圖

將設(shè)計(jì)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(kāi)始由內(nèi)向外（標(biāo)高由上向下）依次繪出各個(gè)臺(tái)階坡頂線、坡底線和平臺(tái)寬度；在圖上布置開(kāi)拓運(yùn)輸公路；檢查與修正上述露天開(kāi)采境界，調(diào)整最終剝采比。

4 安全距離測(cè)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(jiān)固，為中等堅(jiān)固性巖石，實(shí)測(cè)結(jié)果抗壓強(qiáng)度93.9-259.4Mpa，平均抗壓強(qiáng)度193.04Mpa，普氏硬度f(wàn)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(chǎng)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(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)和管理，及時(shí)排查和處理邊坡隱患。經(jīng)常檢查并及時(shí)處理邊幫及工作幫浮石，盡量采用挖掘機(jī)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(hù)設(shè)施。

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

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

（4）定期清掃安全平臺(tái)。采取人員與設(shè)備相結(jié)合的方式清理安全平臺(tái)，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(jìn)行，利于清掃人員避災(zāi)，每個(gè)清掃平臺(tái)必須至少設(shè)置2個(gè)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(wú)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(shù)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(guò)2m時(shí)，其傾角應(yīng)小于自然安息角。

（6）采場(chǎng)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(guò)后應(yīng)及時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即處理。

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

（8）對(duì)邊坡必須進(jìn)行定期觀測(cè)，包括坡體表面和內(nèi)部位移觀測(cè)、爆破震動(dòng)觀測(cè)等。技術(shù)管理部門必須及時(shí)整理邊坡觀測(cè)資料，用于指導(dǎo)采場(chǎng)安全生產(chǎn)。對(duì)存在不穩(wěn)定因素的最終邊坡應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)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(jì)根據(jù)電力設(shè)施相關(guān)保護(hù)規(guī)定，結(jié)合《爆破安全規(guī)程》及《小型露天采石場(chǎng)安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》的要求，設(shè)計(jì)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(kāi)采境界，保證了開(kāi)采過(guò)程的安全。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 王運(yùn)敏.現(xiàn)代采礦手冊(cè)，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(jì)規(guī)范GB5830-2013.

[5] 《電力設(shè)施保護(hù)條例》.