浅谈凹陷石灰石露天矿山坑线布置方式

（华新水泥股份有限公司，湖南 株洲 412000）

1 矿山概况

1.1 矿床地质及构造特征

矿区内出露的地层主要有：泥盆系中统跳马涧组（D2t）、棋梓桥组（D2q）、泥盆系上统佘田桥组（D3s）和第四系（Q），其中棋梓桥组（D2q）为矿层附存地层，最大控制厚度139.00 m。总体为一倾向南东的单斜构造，岩层走向约为34°，由于受矿区外围北北东向断裂构造的影响，使得矿区内的棋梓桥组形成了一个北北东向展布的次一级的宽缓褶曲。

1.2 矿体特征

矿区水泥用石灰岩矿床赋存于泥盆系中统棋梓桥组第二岩性层（D2q2）中，属覆盖型岩溶矿床，呈层状产出，地层总体走向北北东～南南西，沿倾向自北西向南东具舒缓波状延伸，形成一个向北东扬起，轴向略倾向南西的倾伏宽缓褶曲，矿床地面形态中间高、南东、北西两侧低的低缓丘陵状，山体总体呈北北东展向，自然地面标高最高为95.14 m、最低为39.68 m。

矿体呈层状产出，沿倾向为一宽缓的向斜，在走向方向略有波状起伏变化，整体产状与地层产状基本一致，走向北北东，倾向分别为104°～128°和302°～340°，倾角北西翼为4°～12°，南东翼为2°～28°，仅局部变化较大，在30°以上。矿体全部被第四系浮土覆盖，露头很少，矿区西、南两个方向覆盖的表土约11 m，土夹石约15 m。

2 矿山现状（见图1）

矿区范围约1300亩，矿权范围内保有储量5500万t，初步设计开采标高为75～12 m。根据矿体产状及爆破警戒范围内农户的分布，东、北两个方向已放弃开采，并对这个方向边坡进行修整作为永久边坡，将开采区转为西、南两个方向及深部扩大范围以内，所以当前表土和土夹石是影响成本的主要因素。

矿权变更后的面积为800亩，加上从开采深度上扩大范围，资源量可达6000万t，能够满足水泥厂生产需要。矿山当前采用移动坑线开拓方式，开采台阶分别为+12 m、+24 m、+36 m、+48 m及+60 m。

图1 矿山现状

表1 开拓方式优缺点

表2 矿体平均化学成分（%）

3 当前移动坑线布置方式问题分析

移动坑线开拓时，在开采过程中，开拓坑线随一侧工作帮推进而移动，直到工作线推进到最终开采境界，才在最终边帮上固定下来。

3.1 移动坑线开拓方式的使用范围

（1）矿床地质或水文地勘不清楚，又要立即投产的矿山。（2）用于急倾斜矿山，以缩短建设周期，减少基建工程量。（3）今后需要改扩建的矿山。（4）在露天矿坑底开采时，为减少扩帮工程量，可以选在移动坑线。

3.2 移动坑线开拓方式在当前矿山的优缺点分析

当前矿山采用的开拓方式为移动坑线布置方式，即坑线随着采区的移动而变动，这种开拓方式优缺分析见表1。

3.3 当前坑线布置方式产生的剥离情况分析

根据矿山开采现状，如按照移动坑线布置，矿山现在主要开采标高为75～12 m（按12 m台阶高度计算共5个台阶，CaO均值按为47%），主采区的西侧和南侧总开采工作线长度为600～800 m（按700 m计），可以计算出矿山开采总宽度为140 m，其中表土剥离计划宽度大约45～50 m。按矿山每年生产约280万t石灰石，需要剥离表土和土夹石分别约为25万m3左右，剥采比接近0.41，剥离成本较大。

4 改进建议

4.1 优化开拓方式

鉴于移动坑线开拓方式具有超前剥离量较大、压矿严重、经常性进行坑线维护等缺点，建议将开拓方式变为固定坑线，即当坑线沿露天矿最终边帮（非工作帮）设置时，运输干线除随采矿工作的开展而延深（深凹）或缩短（山坡）外，不作任何移动，

如改为固定坑线开拓方式，尽快将矿区北东、北两个方向边坡进行处理，形成终了边坡，使该区域边帮由工作帮转为非工作帮并将坑线布置在这两个方向，形成固定坑线。根据矿石实际需求核算：石灰石年需求量为280万t，可推算出剥采总宽度为120 m。

4.2 搭配建议（见表2、表3、表4）

（1）石灰石搭配基本方案。

①矿岩质量。此外，土夹石是由于石灰石孤石中夹有黏土，CaO含量约37%～41%之间，没有其他有害物质，可以跟优质石灰石搭配利用。

②矿石搭配方案。该矿山石灰石搭配方案较为简单，即优质石灰石与土夹石按照7∶3即可满足生料质量要求，另外生料中需要用矿山第四系覆盖层表土代替外购黏土。

（2）采场布置方案。

由于矿山+48 m以上有土夹石，土夹石主要问题是CaO含量约为37%～45%，而+48 m以下石灰岩CaO约49%～51%，其它指标在合理范围以内。

根据质量指标CaO控制在46%～48%以内，所以+48 m以下的优质石灰岩和+48上部的土夹石可按照7∶3搭配，这样一来：+48 m以上两个平台年开采总宽度为42 m（考虑到48～60 m有部分石灰石），下部3个台阶年推进总宽度为78 m，每个台阶平均推进26 m，这样可以完成年生产计划。

如此推算：改为固定坑线后，矿山剥离量主要集中在表土，而土夹石全部可以搭配，无形中减少了25 m宽度的超前剥离量，即每年的剥离量可减少一半。

5 综合效益

（1）减少25 m宽度的超前剥离量，相当于减少50%的剥离量，综合年度剥离量由50万m3降至25万m3以内，剥采比由0.41降为0.2，剥离成本降低50%。

（2）将坑线布置在非工作帮，有效避免压矿现象，有利于上下多台阶同时搭配开采，提高资源综合利用率。

（3）避免重复修路，降低了坑线开拓费用和维护费用。

（4）有效避免窝工和开采秩序混乱的情况，有效提升矿山整体生产效率。

6 结 论

对于表土和土夹石层较厚的石灰岩矿山，基建期过后采用固定坑线布置的开拓方式相对更为合理。