河南省水泥灰?guī)r礦資源開發(fā)利用設計要點的探討

彭建謀

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（45000 2）

河南省石灰?guī)r資源較為豐富，總量預測遠景資源達1 526.5億噸，其中水泥用灰?guī)r447.2億噸，水泥用大理巖119.4億噸，熔劑用灰?guī)r952.2億噸，化工用灰?guī)r7.7億噸。省內(nèi)分布，除豫東覆蓋區(qū)外，京廣鐵路以西和本省南部山區(qū)達55個市縣和25個地層層位，均有石灰?guī)r分布，尤其是下古生界石灰?guī)r礦層厚度大、質(zhì)量優(yōu)，是本省勘查、開發(fā)的主要對象。

水泥工業(yè)是資源型工業(yè),一般80%是水泥灰?guī)r,其余為鐵粉、砂巖、粉煤灰（或粘土）。河南省現(xiàn)有水泥生產(chǎn)企業(yè)中，除少數(shù)幾家沒有自備灰?guī)r礦山外，95%以上都有自備礦山。企業(yè)采礦權新設、延續(xù)或變更,都必須編制水泥灰?guī)r礦資源開發(fā)利用方案。資源開發(fā)利用方案編制的優(yōu)與劣，不但影響資源的合理利用，而且關系到安全、環(huán)保、水土保持、土地復墾、地質(zhì)環(huán)境治理等多個方面。筆者就編制資源開發(fā)利用方案過程中和評審其它報告中發(fā)現(xiàn)的問題，進行探討。

1 辦理采礦權證的要求

目前河南省國土資源廳辦理采礦權，依據(jù)《礦產(chǎn)資源開采登記管理辦法》（國務院令第241號）、《國土資源部關于礦產(chǎn)資源勘查登記、開采登記有關規(guī)定的通知》（國土資發(fā)【1998】7 號）、《國土資源部關于規(guī)范勘查許可證采礦許可證權限有關問題的通知》（國土資發(fā)【2005】200 號）、《關于進一步規(guī)范礦業(yè)權出讓管理的通知》（國土資發(fā)【2006】12號）、《國土資源部關于進一步完善采礦登記管理有關問題的通知》（國土資發(fā)【2011】14 號），要求申請人應提交相應的資料[1]，詳見表1。

從表1可以看出，資源開發(fā)利用方案不但是取得采礦許可證的基本要件,而且是安全預評價報告、環(huán)境影響評價報告、礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復方案、礦山土地復墾方案、采礦權價值評估報告的主要依據(jù)之一。

表1 申請人應提交的資料匯總表

編制資源開發(fā)利用方案應注意:設計利用儲量和可采儲量的確定、安全距離的確定、資源的綜合利用、廢石場的確定。

2 設計利用儲量和可采儲量的確定

資源儲量一般由地質(zhì)勘查報告提供，經(jīng)礦產(chǎn)資源儲量評審中心評審通過，河南省國土資源廳備案。資源儲量級別可分為儲量、基礎儲量、資源量三大類十六種類型[2]。水泥灰?guī)r礦山最常用的有（111b）、（331）、（332）、（333）、（334）。

根據(jù)評審通過的估算資源量，減去不能利用的資源量，得出可利用的資源量。不能利用的資源量包括占壓和安全原因留設的不能開采的資源量。占壓類型有鐵路、公路、輸電線路、村莊、設施占據(jù)的地下資源量，安全原因是按規(guī)程規(guī)范要求，保證設施、設備安全留設的安全距離，而不能開采的儲量。

河南省資源開發(fā)利用方案評審要求，不能利用的資源量必須有詳細計算，必要時附剖面圖。

可利用的資源量乘以可靠性系數(shù)為設計利用儲量，水泥灰?guī)r礦礦床為沉積礦床，（111b）、（331）、（332）可靠性系數(shù)為 1.0，（333）可靠性系數(shù)為 0.8，（334）不能作為設計利用儲量。

3 安全距離的確定

首先敘述礦山周邊環(huán)境,以開采境界為參照物，詳細敘述四周需要保護的設施名稱，距開采境界的距離。特別要關注鐵路、公路、輸電線路、住戶。采礦區(qū)內(nèi)是否存在地下采空區(qū)和老硐，也應了解清楚。

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2011），爆破地點與人員和其他保護對象之間的安全允許距離，應按各種爆破有害效應（地震波、沖擊波、個別飛散物等）分別核定[3]。根據(jù)多個礦山計算，個別飛散物的距離最大。深孔臺階爆破時最小安全距離不小于200 m；沿山坡爆破時，下坡方向的個別飛散物安全允許距離應增大50%，即300 m。

由于要保護的設施或住戶留設安全距離，損失儲量較大，為了充分利用資源，應進行經(jīng)濟比較，確定是否搬遷。

4 資源的綜合利用

4.1 表土層的利用

以前礦山基建期將表土與廢石一同剝離，排棄在廢石場，礦山復墾期需要表土時無法取回，造成很大的浪費。地表土是寶貴資源，作為復墾時的覆土土源，也是復墾種植植被的關鍵所在，應首先剝離，單獨堆放。

對于地表建設需要占用土地的采礦工業(yè)場地、廢石堆場、運礦道路、露天采場等用地單元，地面建設前須首先進行表土剝離，剝離的表土堆存起來用于復墾時表土覆蓋。表土剝離厚度根據(jù)原土壤表土層厚度、復墾土地利用方向及土方需要量等確定。在礦山開采時，針對不同的開采時段，對露采區(qū)地表土進行剝離。將剝離的表土堆放在表土排土場，待土地復墾時利用。

表土堆場禁止放牧、機器和車輛的進入，防止粉塵、鹽堿的覆蓋；不在計劃中受施工損毀的地段，避免水蝕、風蝕和各種人為損毀。

土壤含水過量時極易被壓緊,為保持土壤結(jié)構(gòu),避免土壤板結(jié)，盡量避免雨季剝離、搬運，土堆高度不宜超過5 m。堆存場地四周按需要情況設置擋土墻，防止土壤被雨水沖刷。為避免土壤長時間堆存造成土壤中微生物停止活動、土壤板結(jié)、土壤性質(zhì)惡化、雨水淋溶后有機質(zhì)含量下降等，應盡快在土堆上播撒草籽，有效保存土壤中的肥力。

4.2 利用廢石加工建筑用骨料

據(jù)中國砂石協(xié)會統(tǒng)計，隨著我國基礎建設的快速發(fā)展，砂石骨料的用量不斷增加，從1981年的不足5億噸到2012年的100多億噸,砂石的年產(chǎn)銷量增長了20多倍。

水泥灰?guī)r礦山覆蓋層主要為白云質(zhì)灰?guī)r，加工成石子質(zhì)量一般較好?？梢越ㄔO砂石骨料生產(chǎn)線，根據(jù)市場需要生產(chǎn)各種規(guī)格的骨料。

4.3 利用頂板蓋層加工石材

有些礦山頂板蓋層，抗壓強度高，通過實驗，白云質(zhì)灰?guī)r作為石材，效果較好。

4.4 夾層搭配利用

根據(jù)礦床夾層賦存情況,計算出夾層總量，經(jīng)配料計算，按一定比例混入，可滿足水泥生產(chǎn)的要求。一般礦山夾層CaO偏低，MgO或K2O+Na2O偏高。影響搭配的主要因素因夾層化學成分的不同而不同。一般臺階高度為15 m,計算出在一個臺階中夾層厚度在多少米以下時，可直接開采。當大于多少米時應與其他采掘面協(xié)調(diào)，搭配開采。水泥灰?guī)r礦山一般礦山同時開采工作面大于2個，可以實現(xiàn)搭配開采。當夾層過于集中，部分無法完全實行開采的搭配，可用于加工骨料。

5 廢石場的確定

采礦排棄的大量廢石，若堆存不合理或缺少相應的安全設施，當堆存的廢石達到一定數(shù)量及高度時，在水力侵潤等外界因素的作用下，自然安息角降低，流動性增大，容易發(fā)生泥石流事故，嚴重危及下游設施和居民生命的安全。

廢石場位置的選擇，應遵守以下原則:1）保證排棄土巖時不致因滾石、滑坡、塌方等威脅采礦場、工業(yè)場地(廠區(qū))、居民點、鐵路、道路、輸電網(wǎng)線和通訊干線、耕種區(qū)、水域、隧道涵洞、旅游景區(qū)、固定標志及永久性建筑等的安全；其安全距離在設計中規(guī)定。2）依據(jù)的工程地質(zhì)資料可靠；不宜設在工程地質(zhì)或水文地質(zhì)條件不良的地帶；若因地基不良而影響安全，應采取有效措施。3）依山而建的排土場，坡度大于1:5且山坡有植被或第四系軟弱層時，最終境界100 m內(nèi)的植被或第四系軟弱層應全部清除，將地基削成階梯狀。4）避免排土場成為礦山泥石流重大危險源，必要時，采取有效控制措施。5）排土場位置要符合相應的環(huán)保要求；排土場場址不應設在居民區(qū)或工業(yè)建筑主導風向的上風側(cè)和生活水源的上游，含有污染物的廢石要按照GBl8599的要求進行堆放、處置[4]。

根據(jù)下面公式設計排土場容積計算:

式中:V—需要的排土場容積；V1—計劃在排土場排棄的剝離量,單位為萬立方米;K1—富余系數(shù),一般 K1=1.02～1.05；K2—巖土松散系數(shù), 取 1.3;K3—巖土下沉系數(shù)，土石取0.1。

為了防止破壞生態(tài)環(huán)境，設計采取如下措施:1）為了疏導排土場內(nèi)的雨水，在排土場的底部先以大塊廢石墊底，以利滲透。若場地內(nèi)有樹木，應將樹木砍掉運走，以免將樹木掩埋使之易分解腐爛而引起地面塌落或陡坡地段滑動。2）排土方法為水平堆積法。3）在排土場周邊設置截水溝，以消除雨水對排土場的影響。

6 結(jié)語

1）資源開發(fā)利用方案不但是取得采礦許可證的基本要件，而且是安全預評價報告、環(huán)境影響評價報告、礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復方案、礦山土地復墾方案、采礦權價值評估報告的重要依據(jù),應引起高度重視。

2）通過對設計利用儲量的確定、安全距離的確定、資源的綜合利用、廢石場的確定的探討，對提高資源開發(fā)利用的質(zhì)量有較大作用。

[1]河南省國土資源廳.辦事指南[S].

[2]GB/T17766-1999,固體礦產(chǎn)資源/儲量分類[S].

[3]GB16423-2006,金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].

[4]河南建筑材料研究設計院有限責任公司.寶豐縣永順鋁土有限公司水泥灰?guī)r土地復墾方案報告書[R].2012.