節石灰巖知識

一、石灰巖簡介：

石灰巖 (Limestone)，簡稱灰巖，是以方解石為主要成分的碳酸鹽巖，有時含有白云石、粘土礦物和碎屑礦物，屬于，是水成巖的一種。石灰巖主要是在淺海的環境下形成的，屬于生物性沉積形成，其主要形成是海洋生物的尸體的沉降累積，加上來自陸地的動植物腐物殘渣與泥沙一起在河床或海床上沉積壓實后經地質變化形成。

二、石灰石的組成結構：

石灰巖的成分主要為方解石、伴有白云石、菱鎂礦和其他碳酸鹽礦物，還混有其他一些礦物，比如菱鎂礦，石英，石髓，蛋白石，硅酸鋁，硫鐵礦，黃鐵礦，水針鐵礦，海綠石等等。此外，個別類型的石灰巖中還有煤、地瀝青等有機質和石膏、硬石膏等硫酸鹽，以及磷和鈣的化合物，堿金屬化合物以及鍶、鋇、錳、鈦、氟等化合物，但含量很低。灰巖的主要化學成分是CaCO3易溶蝕，故在石灰巖地區多形成石林和溶洞，稱為喀斯特地形。

石灰巖的結構較為復雜，有碎屑結構和晶粒結構兩種，其中碎屑結構多由顆粒、泥晶基質和亮晶膠結物構成，晶粒結構是由化學及生物化學作用沉淀而成的晶體顆粒。

三、石灰巖的分類：

按其沉積地區，石灰巖右分為海相沉積巖和陸相沉積巖，以海相沉積巖為多。

按其形成類型，石灰巖可分為生物沉積、化學沉積和次生三種類型。

按礦石中所含成分不同，石灰巖可分為硅質石灰巖、粘土質石灰巖和白云質石灰巖三種。

按結構構造，石灰石可分為竹葉狀灰巖、狀灰巖、團塊狀灰巖等。

四、石灰巖的特性：

1、石灰巖分布相當廣泛，巖性均一，易于開采加工，是一種用途很廣的建筑石料。

2、石灰巖具有良好的加工性、不透氣性、隔音性和很好的膠結性能、可深加工應用，是的建筑裝飾材料。

3、石灰巖產地廣泛，色澤紋理頗豐，有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色，有良好的裝飾性。

4、石灰巖的質地細密，加工適應性高，硬度不高，有良好的雕刻性能，易制作小型架上雕刻，較適宜初學雕刻者選用，但由于石灰巖易溶蝕，不適于戶外的雕刻。

5、石灰石用途很廣，是冶金、建材、化工、輕工、建筑、農業及其它工業部門都是重要的工業原料。

節露天開采的基本概念及述語

露天開采是在范圍內敞露的空間里，將掩蓋在礦體上部的表土及周圍部分的巖石剝除掉，而把礦石開采出來。因此為了采出礦石，還須開采礦石。

一、基本述語：

    

1、臺階（bank）：（圖1-1）開采時，自上而下把礦巖劃分成具有厚度的水平分層，用獨立的采掘、運輸設備進行開采，各分層保持的前關系，從而形成階梯狀。

臺階由以下要素構成：上部平盤、下部平盤、坡面、坡頂線、坡底線、高度、坡面角。

臺階分：

工作臺階——工作平盤布置采掘、運輸設備。

非工作臺階——保安平臺：用于緩沖和阻截滑落巖石，減緩邊坡角。

清掃平臺——阻截滑落巖石并用清掃設備進行清理。

運輸平臺——作為工作臺階與出入溝運輸的聯系通道。

2、工作線（Avdvance line）：已經做好準備而形成的礦巖區段。

3、采掘帶（excavation zone）：開采時將臺階劃分為若干個條帶，逐條順次開采，每一個條帶叫做采掘帶。

4、參數：寬度

（1）實方...取決于爆破方法和參數。

（2）電鏟...取決于電鏟的挖掘和卸載半徑。

（3）采區（working section ）每一條帶開采時也可劃分為若干區段配以獨立的采運設備。

參數：長度...一條電鏟所占的采掘工作線長度。

5、露天坑道：

按用途分：

①出入溝…建立開采水平間的運輸通道。(Bl—4中的AB)。

②開段溝…建立條工作線（初始臺階）見圖l—4中的CD。

按斷面形狀分：整斷面（1－5 a），單側溝（1－5 b）

6、露天礦場（open pit）已經進行和正在進行露天開采的區域，由臺階和露天坑道形成。

山坡露天：封閉圈以上。凹陷露天：封閉圈以下。

構成要素：

（1）邊幫：露天礦場四周表面的總體，分 ：頂幫、底幫（slope）、端幫。

（2）工作幫：（working slope），非工作幫（slope of respose）。

（3）工作幫坡面及工作幫坡面角。

（4）非工作幫坡面及終邊坡角。

（5）上下部終境界線……開采結束時，非工作幫坡面與地面或露天礦底平面相交的閉合曲線。

（6）露天礦場終境界：上下部終境界線所限定的位置。

二、露天開采工藝過程：

穿孔－爆破－采裝－運輸－排卸。

工藝形式分：間斷式工藝，連續化工藝，半連續化工藝。

這幾個生產環節是互相緊密配合的，因而在不斷完善各生產環節的同時，還須考察他們的聯系，以便提高露天礦的綜合生產能力。

三、露天礦山工程的發展程序：

如前所述，從露天礦場采出礦石和巖石是從工藝過程實現的，這種工作總稱為露天礦山工程。

露天礦山工程：按施工對象分，剝離工程和采礦工程；按施工形式分，掘溝工程和括幫工程。

礦山工程的發展按程序進行的。

對于一個臺階：掘出入溝開段溝 擴幫。

對于上下水平：掘溝與擴幫同時進行，即上部水平擴幫的同時下部水平掘溝，于是：

礦山工程深度不斷增加，直到終開采深度。

各開采水平的工作線從初開段溝的位置不斷向外推進，直到終邊界。

露天礦場在發展過程中，逐步由小變大，由淺至深，不斷采出礦石和剝離巖石，直至終境界范圍內開采終了為止。露天礦山工程的發展程序的本質特征是漸進的即開采工作要不斷在空間移動，臺階工作線不斷擴展推進，露天采場隨之逐深擴大。

綜述露天采礦工作特點：生產對象是賦存礦巖，開采地點及生產條件不斷推移變化，舊水平不斷結束新水平陸續投產，構成了采礦過程從準備到生產又從生產到新的準備的循環運動規律，使掘溝、剝離、和采礦三者之間總是保持相互依存和相互制約關系。

第三節露天礦采掘計劃

一、編制采掘意義：

是礦山持續地均衡生產的要手段

人們做工作都要求心中有數，要有個計劃。礦山從建設到采完，通常需要十幾年或幾十年時間，這就更需要有面計劃安排，是露天礦生產的特點燭：生產對象及工作條件經常變化（礦山數量、品位、賦存條件、圍巖特性、地下水、氣候等）工作地點分散，并經常移動，生產環節多，而且采掘工作需自身準備，具有從準備到生，雙從生產到新的準備的循環運動規律。因此更要制定周密的采掘計劃。在面考慮露天礦各工藝環節配合的基礎上，把礦山各時期的采掘工程發展做出綜合安排。以便更合理地使用人力、材料和設備，均衡完成和額完成生產任務。

是貫徹“十六字方針”，搞好礦山管理的重要環節

采掘計劃是用圖和表，表示露天礦山工程發展的具體時間，空間與數量關系泊。通過編制計劃使露天礦采掘方針得以具體貫徹。因此，它是設計和指導露天礦均衡生產，綜合平衡的重要文件，是礦山正常持續生產，搞好礦山管理的重要環節，須認真編制和實施。

二、采掘計劃的劃分及各類計劃的任務：

采掘計劃可分為兩種：

設計中按年編制的露天礦采掘進度計劃

它是礦山設計的重要文件，是設計決定的具體化，其任務是把初步礦山生產能力，均衡生產剝比加以驗證，并安排落實同時比較準確地露天礦的基建時間，基建工程量，投入生產的時間，達產期限，設計計算年以及礦山采剝總量。逐年工作線推進位置，并按此計劃計算各個時期所需的設備，人員和材料及其他礦山設施。

生產礦山編制的年度、季度，月度采掘計劃

它是生產礦山每年的生產計劃內容之一，也是年生產計劃的，是組織管理礦山生產的重要文件。其任務是以當年家下達的產品產量、質量、技術定額等指標為依據。按照技術設計中的采掘進度計劃要求，安排該年度的采掘工作，因此，它除安排年末或月末，季末的工作線推進位置外，還要詳細地計算菜爆、采裝、運輸、排土、機修等主要生產工藝和輔助車間的生產能力，找出薄弱環節，制定相應的措施以生產任務的完成。

三、采掘進度計劃的基本內容和編制要求：

基建內容

露天礦采掘進度計劃通常是以圖表的形式來表示的，它反映了礦山工程發展的時間，窨和采剝量三者應遵守的關系。也就是說從這三個方面表示了礦山工程的發展狀態。

時間：露天礦建設起止時間、投產、達產時間新水平投入生的時間。

空間：各項工程的空間位置，各水平推進的前關系，擴幫與延深的關系。

數量：基建工程量，逐年采掘的礦石量、剝離量、掘溝量、生產剝采比，采掘進度計劃。

進度計劃表要逐年編制，一般編制到設計計算年后3-5年，所謂設計計算年是礦石已達到規定的生產能力和以均衡生產剝采比開始生產的年度，其采剝總量開始達到大值。計算年的采剝總量是礦山設備、動力、材料消耗，人員編制建筑規模等計算的依據。

1、采掘水平分層平面

以地質分層平面圖為基礎編制而成的，應有逐年采掘的礦巖量，作業挖掘機的數目和臺號，出入溝和開段溝的位置，礦巖分界線，開采境界以及年末工作線的位置等。由此表示某一臺階上逐年工程發展狀態。

2、采礦場年末開采綜合平面

以采掘水平分層平面圖為基礎編制而成的。繪有各水平的工作線位置，出入溝和開段溝的位置，挖掘機的配置，礦巖分界線、開采境界和運輸站線設置等。由此表示了某年末礦山工程發展狀況：包括工作線長度，工作平盤寬度，斜溝及段溝的掘進，上下水平的前關系，保有儲備礦量，工作面線路和挖掘機配置等。

3、產量逐年發展圖表

在采掘進度表編制完成的基礎上整理繪制出來的，采掘計劃只編制設計計算年后3-5年，以后的產量可以3年或5年為單位粗略。

編制要求

1、盡快滿足家對礦石產量的要求，根據露天礦的具體情況，應盡可能地減少基建工程量，加速基本建設，在規定的時間內投入生產，投產后盡快地達到設計生產能力。

2、保持規定的各級儲量指標，以產量的均衡，在開采具有多種品級礦石時，還要求各種工業品級的礦石產量和質量保持穩定呈規律性變化。

3、正確處理剝和采的矛盾，貫徹“采剝并行”的方針，生產剝采比安排得要經濟合理大生產剝采比期限不能過短，兩個不同時期的剝采比亦盡量變化不要太大。

4、上、下水平的工作線要保持的前距離。使平盤寬度小于小工作平盤寬度、工作線要具有的長度，并盡可能地保持規整。要線路的小曲率半徑及各水平的運輸道路，采掘設備調動不要過于頻繁。

5、臺階水平推進與延深要密切配合。要按計劃及時開拓新水平以采礦和礦量準備的銜接，在擴幫過程中，要遵守預定的礦山工程發展程序。

6、對于分期開采的礦山，要處理好分期和過渡的關系，要過渡期工程的銜接和產量的穩定。

第四節開采設計要求及措施

一、設計的基本原則與指導思想：

（1）貫徹“以人為本”的指導思想；

（2）貫徹“安，為主”的安生產方針；

（3）選用能耗低、效率高、安，便于操作和維護的設備；

（4）選擇合理的開采工藝及開拓運輸方案，力求技術、經濟合理，對礦產資源開發利用的同時避免環境影響因素造成危害。

二、設計的主要內容包括生產系統及輔助系統，主要分為以下三個部分：

（1）采礦：

露天開采境界的；

開拓方式與采礦方法的；

生產工藝的選擇；

生產設備能力的核定及選型（不包括礦石加工及外部運輸設備、設施）。

（2）輔助系統：

礦區總圖運輸；

礦山供電、機修、給排水、采暖；

礦部及生產、生活設施的建設；

安與工業衛生；

礦區環境保護。

（3）投資和企業經濟效益概算。

根據現有資料和礦山開采現狀，經與業主協商本設計僅對采礦工程做完整設計，輔助設施（機修、汽修、電修、供水、供電、采場外部運輸及通訊）及生活福利設施只做初步概算，業主根據原有設施對照設計進行相關技術改造，達到設計要求，本設計僅將概算納入總投資中進行財務評價與經濟分析。

三、設計中的措施：

采空區處理方法

對于石灰巖礦山在閉坑后，采用覆土后進行植樹或復耕。

保障露天礦終邊坡穩定及防止邊坡坍塌措施

（1）按照有關設計參數進行礦山開采，及時設置安平臺。

（2）對臨近終邊邦的爆破，采用控制爆破，以保持巖體的完整性和邊邦的穩定性。

（3）定期檢查邊坡、邊邦的穩定狀況，及時清理松動浮石，清理人員應佩戴安帽、系好安帶或安繩。

（4）在采場外部合適位置修建截水溝和采場內修建臨時排水溝，及時排除采場內的積水，以避免水浸引起邊坡坍塌。

（5）對軟弱巖層邊坡，如土質邊坡、風化帶邊坡、破碎帶邊坡和軟弱夾層邊坡，采取錨噴、漿砌、噴射混凝土等方法予以加固。

防止電氣危害及防雷措施

礦山電氣設備較少，較為集中，為防止觸電危害事故發生，應采取的措施為：

（1）在發電機房設置安防護裝置、窗戶設置金屬柵欄并設立安警示牌；

（2）在發電機房內增設礦用充電應急燈1盞，設置1211型滅火器；

（3）將發電機房的房門改向外開，利于逃生；

（4）對緣老化的部分線路進行更換，敷設不規范的線路進行整改，整理發電機房的用電線路，使其有序排列；在計量室通過的線路需要分開，不能綁扎在一齊，并用緣套管保護；

（5）及時修理和更換配電屏上有缺陷的電器；

（6）為容易發生機械事故的設備配置緊急停車裝置，打掃衛生、擦拭設備時，嚴禁用水沖洗或用濕布去擦拭電氣設備，防止短路和觸電；

（7）電氣維修的安措施：

用電設備檢修施行工作票制度、工作許可制度、工作監護制度、工作間斷、轉移和終結制度。

低壓帶電作業應設專人監護，使用有緣柄的工具，工作時站在干燥的緣物上進行，并戴手套和安帽，須穿長袖衣工作，嚴禁使用銼刀、金屬尺和帶有金屬物的毛刷、毛撣等工具。低壓配電箱和電源干線上的工作，應填寫工作票。在低壓電動機和照明回路上工作，可用口頭聯系。上述工作至少由兩人進行。

低壓回路停電的安措施：

（1）將檢修設備的各方面電源斷開，取下熔斷器（保險），在開關操作把手上掛“禁止合閘，有人工作!”的標示牌。

（2）工作前須驗電。

（3）根據需要采取其他安措施。

停電更換保險器后，恢復操作時，應戴手套和護目眼鏡。

安距離的要求：低壓架空線路與建筑物等小距離。

架空電力線路保護區為導線邊線在大計算風偏后的水平距離和風偏后距建筑物的水平安距離之和所形成的兩平行線內的區域。1～10kv為1.5m。地下電力電纜保護區的寬度為地下電力電纜線路地面標樁兩側各0.75m所形成兩平行線內區域。高壓輸電線高于各種機械設備高部分2m以上，低壓輸電應高于各種機械設備高部分0.5m以上。架空導線至建筑物的垂直距離：在大計算弧垂情況下，對3～10kv線路應不小于3.0m；并且滿足《金屬非金屬礦山安規程》（GB16423-2006）的要求。

防雷設施嚴格按照《建筑物防雷設計規范》的有關規定進行設計。

礦山建、構筑物按三類防雷考慮，凡高度在15m及以上的建、構筑物設避雷網、帶，局部設避雷針保護。

礦山發電機房及架空線路、材料庫、儲油桶為主要防雷對象，應設置防雷設施。

機械危害措施

機械性傷害主要指機械設備運動（靜止）部件、工具、加工件直接與人體接觸引起的夾擊、碰撞、剪切、卷入、絞、碾、割、刺等形式的傷害。本礦空壓機、鑿巖機、裝載機等轉動機械的外露傳動部分（如飛輪、傳動帶等）和往復運動部分都有可能對人體造成機械傷害。同時，機械傷害也是礦山生產常見的傷害之一，易造成機械傷害的設備有鑿巖、壓氣、裝運等設備。主要措施包括：

（1）機械設備操作人員須學習設備結構、動作原理、操作方法等知識，懂得設備運行中出現各類事故的方法。特種設備操作人員須經考核合格，做到持證上崗操作，嚴禁非操作人員啟動運行設備，避免出現傷人、毀物事故。

（2）機械設備應按設備說明書和有關規定進行安裝，設備運轉部件的防護罩須齊完好。

（3）運動行走的設備(如汽車、裝載機等)，人們應避開其運動范圍，并設置防止運動部件脫落的防護裝置。

（4）機械傷害控制的措施，主要是對各種轉動機械應設置防護欄、防護罩和防護網或其它防護設施，做到人體與設備的危險部分隔離。機械防護裝置應符合：《機械設備防護罩安要求》（GB8196—87）；《固定式工業防護欄桿安技術條件》（GB4053.3—93）。

防排水措施

礦山為山坡露天礦，低開采標高1210m高于當地低侵蝕基準面，地下水對開采的影響不大，采場充水主要為大氣降雨，因此礦山防排水工作的是防止大氣降雨地表逕流對礦山的影響。

礦山主要防排水措施包括：在采場外部設置截排水溝，工作平臺設置3～5‰的坡度，利于排水；道路設置縱向排水溝及橫向涵洞排水。

防塵

粉塵是礦山生產中主要的職業危害因素之一。為了地控制粉塵外逸，減輕粉塵對崗位工人的影響，本工程貫徹以防為主的方針，從工藝流程上盡量減少揚塵環節：

（1）鉆機選用帶有捕塵裝置的潛孔鉆，鉆孔時加強通風、噴水等防塵措施；

（2）公路上應經常灑水，以減輕汽車運輸時的揚塵；

（3）爆破后人員不得立即進入爆區，待粉塵自然消散后方可入場，以減輕粉塵的影響；

（4）定期進行工作場所空氣中的粉塵濃度檢測，工作場所空氣中的粉塵濃度符合《工作場所有害因素職業接觸限值》中的規定；

（5）為采場作業人員配備個體防護用品，并定期進行員健康檢查。

噪聲控制措施

為了控制噪聲污染，設計中盡可能選用低噪聲設備；在空壓機、鉆機等高噪聲氣動設備上加裝消音器；在高噪聲場所要求工人配備隔聲耳罩等個人防護用品，以減輕噪聲對工人的影響。

爆破安措施

（1）在進行爆破作業時須嚴格執行《爆破安規程》，視爆破方法、規模、地形特征，根據爆破安規程按爆破地震安距離、爆破沖擊波安距離和個別飛散物安距離要求劃定爆破危險區邊界，設置安警示標志，做好警戒工作，人員和財產安。

（2）每次爆破須有經批準的爆破設計。爆破后須經安人員認真檢查工作面安情況，確認爆破地點安后才準恢復作業。

（3）從事爆破作業的人員須受過爆破技術培訓，熟悉爆破器材性能、操作方法和安規程，并持證上崗。

（4）在黃昏、大霧、雷雨天嚴禁進行爆破作業。

（5）臨近終邊邦的爆破，用控制爆破以保持巖體的完整性和邊邦的穩定性。

第五節對礦山安狀況及周邊安環境的總體評價

該礦區水文地質條件簡單；開采條件較好，工程地質條件簡單；礦區開采范圍內植被不發育，覆蓋層薄，對當地環境影響不大；對于采空區在礦山閉坑后，采用覆土后進行植樹或復耕，不會對礦區周邊安、環境造成不良影響。

本礦山工程自然危害因素及生產過程中可能發生的危險、危害因素均采取了的防治措施。在生產中重視安生產，嚴格執行各項操作規程，建立并嚴格執行安責任制，就能保障工人的勞動安和身體健康，可以礦山安生產。