2 0 0 8 . 4C HI NAC E ME NT客 座 主 编 :唐 光 荣 热线电话:1 3 5 2 2 8 9 5 9 4 1中 国 水 泥 协 会 矿 山 专 业 委 员 会 北 京 首 钢 重 型 汽 车 制 造 厂 常 熟 仕 名 重 型 机 械 有 限 公 司协 办吉子坪石灰石矿属祁连山武山水泥厂自备矿山,从1 9 8 1年投产至今, 通过技术改造, 矿山年生产能力从6 2万t已扩大到1 0 0万t。矿山实际生产中将采出的顶底板、 矿体中的夹石和各类剥离土全部作为废弃物运至废石场排弃, 在编制该矿山 矿产资源综合利用方案 时, 通过分析我们认为该矿的剥离物可以全部搭配利用, 矿山能够实现零排弃生产。1矿床地质概述1 . 1矿层本矿床赋存于二叠系下统第二岩性层中, 矿体位于该层的上部,东西出露长5 8 0 m,南北出露宽约4 5 0 m。石灰岩矿层呈厚层状、 呈似层状单斜产出, 层间夹有少量呈透镜状、 薄层状的泥质灰岩。1 . 2夹层矿体内的夹层主要为煌斑岩脉和喀斯特溶洞充填物两种, 且该两种夹层在矿体中都比较发育。主要特征如下:(1) 煌斑岩脉: 岩脉呈脉状产出, 根据对其进行采样 化 验 分 析 , 平 均C a O8 . 2 3 %,M g O4 . 8 8 %,S i O24 9 . 7 1 %,A l2O31 5 . 1 4 %,F e2O38 . 4 8 %,T i O20 . 3 6 %,K2O0 . 7 7 %,N a2O0 . 9 0 %,S O30 . 0 1 4 %,L O S S1 3 . 8 2 %。煌斑岩脉分布较分散, 且规模不大。(2) 喀斯特溶洞: 矿区内喀斯特作用较为强烈, 常常使石灰岩呈蜂窝状或为溶洞, 溶洞率在矿体中总平均值为2 . 7 5 %。充填物一般为紫红色黏土、 石灰岩碎块, 少量为中-粗粒砂岩、 泥质页岩等混杂物。但局部也有以砂岩、 页岩为主。1 . 3矿体顶底板矿体的顶板为紫红色石灰岩砾岩。砾石以石灰岩为主, 有少量页岩、 砂岩, 胶结物以黏土为主, 次为钙质。矿体底板是根据钻孔控制, 在矿体底部均有一层构造破碎喀斯特化石灰岩, 其化学成分绝大多数达不到最低工业品位, 又因其岩性特征, 所以将其作为石灰岩矿体的底板。1 . 4覆盖层矿区内的覆盖层主要是第四系黄土、 坡积物及第三系残积物。 最厚1 7 . 0 1 m, 平均厚5 . 3 3 m。 顶部一般为腐植土与黄土, 其下为坡积层, 主要由石灰岩碎块、 滚石和黏土组成, 下部为第三系残积物, 成分常为紫红色黏土、 石灰岩碎块, 偶尔有少量页岩和砂岩的混杂物, 局部为泥质或钙质胶结。1 . 5矿石的化学成分全矿区矿石C a O一般在5 2 . 0 0 %至5 5 . 9 0 %之间, 平均5 3 . 4 0 %, 变化很小, 分布均匀;M g O一般在0 . 2 0 %至0 .6 0 %之间, 平均0 . 3 8 %, 变化大, 分布不均匀; 其它组分S i O23 . 1 1 %,A l2O30 . 8 3 %,F e2O30 . 5 3 %,K2O0 . 1 5 %,N a2O0 . 0 0 5 %,S O30 . 0 0 9 %,L O S S 4 1 . 6 3 %。1 . 6矿石储量及开采技术条件评审通过的石灰岩矿资源储量为: 经济基础储量(1 2 2 b)1 9 8 6 . 2 4万t, 内蕴经济资源量(3 3 3)9 1 7 . 3 2万t。合计资源储量为2 9 0 3 .5 6万t。 矿区总剥采比0 .1 5 1 m3/ m3。矿区水文地质条件及开采技术条件较简单, 矿区地质构造较复杂。武山水泥厂吉子坪石灰石矿资源 综合利用方案陈立贵 ,徐海清 ,侯红文 ,王林( 成都建筑材料工业设计研究院有限公司,四川 成都6 1 0 0 2 1)MI N I N GI N D U S T R Y矿山与机械版7 9中国水泥2 0 0 8 . 42矿山设计2 . 1矿山生产工艺生产工艺流程:K Y Q - 1 5 0潜孔钻机凿岩2号岩石炸药爆破WK - 22 m3电铲和2 . 0 m3反铲挖掘机铲装T - 8 1 5型自卸矿车运输9 0 0 1 6 0 0鄂式破碎机粗碎胶带输送机输送!1 6 0 0 1 6 0 0型锤式破碎机破碎至3 0 m m以下9 . 5 k m索道输送工厂联合储库。2 . 2开拓运输方案矿山采用公路开拓汽车索道联合运输方式将矿石运输到工厂联合储库。2 . 3主要开采运输设备( 见表1)2 . 4开采境界圈定(1) 境界圈定参数最低开采标高:20 2 5 m;台段高度:1 5 m;台段坡面角:5 5 ;安全平台宽度:4m、6 m间隔设置;爆破安全距离:3 0 0 m。(2) 境界圈定结果( 见表2)境界内矿石量:28 2 7 . 2 4万t;境界内剥离物量:2 1 1 . 7 2万m3;境界内平均剥采比:0 . 2 0 1m3/ m3;最终边坡角: 西南侧4 3 . 9 2 4 8 ,东侧及端帮4 6 5 5 。3资源综合利用3 . 1矿石和剥离物的化学成分本矿区矿石质量总体较好, 有益组分C a O含量高,主要有害组分M g O含量低,K2O、N a2O等虽变化大, 含量不稳定, 但绝对含量低。造成矿石成分变化大的主要原因是矿体断层、 破碎带多, 节理发育, 在矿层中混杂有较多的煌斑岩脉, 溶洞土及黏土成分等, 从而影响了矿石的质量。各部位剥离物的化学成分见表3。由表3可见, 溶洞土、 东侧表土、 东侧红胶泥、 西侧表土、 山下红土等均具有S i O2和A l2O3含量较高的特征, 且M g O、K2O及N a2O含量都比较低, 虽然达不到优质黏土的标准, 但作为黏土质原料进行综合利用是完全可以的, 能够满足水泥生产配料要求。而西侧红 土 和 西 侧 土 加 石 则 具 有C a O较 高 (3 7 . 8 3 %4 4 . 7 2 %) , 而M g O、K2O及N a2O比较低, 可以判定为低品位石灰石。3 . 2水泥生产配比目前水泥生产的配比见表4。3 . 3高低品位石灰石及剥离土搭配分析水泥原料与金属矿物不同, 并不是要求矿石中的表1石灰石开采主要设备序号设备名称规格型号单位数量1潜孔钻K Y Q - 1 5 0台22电铲WK - 2台43P C 1 6 0挖掘机1 . 6 m3台14P C3 6 0挖掘机1 . 8 m3台17液压破碎锤M B 1 2 0 0台15P C4 0 0挖掘机2 . 0 m3台16自卸汽车T - 8 1 5辆2 4表2各台段开采矿量、 剥离岩石量台段高度(m)矿石量( 万t)剥离量( 万m3)剥采比2 2 0 5 2 2 2 04 . 7 05 . 8 03 . 2 22 1 9 0 2 2 0 52 6 . 0 01 6 . 0 01 . 6 12 1 7 5 2 1 9 03 5 . 0 02 7 . 2 02 . 0 32 1 6 0 2 1 7 51 0 7 . 9 75 . 80 . 1 42 1 4 5 2 1 6 03 0 3 . 1 91 9 . 8 80 . 1 72 1 3 0 2 1 4 53 3 2 . 6 61 6 . 2 20 . 1 32 1 1 5 2 1 3 03 4 2 . 0 21 0 . 6 90 . 0 82 1 0 0 2 1 1 53 3 9 . 7 91 3 . 50 . 1 02 0 8 5 2 1 0 03 4 2 . 2 81 3 . 3 40 . 1 02 0 7 0 2 0 8 53 2 6 . 9 81 5 . 6 20 . 1 22 0 5 5 2 0 7 02 9 9 . 5 21 9 . 5 60 . 1 72 0 4 0 2 0 5 52 5 9 . 9 22 6 . 2 50 . 2 62 0 2 5 2 0 4 01 0 7 . 2 12 1 . 8 60 . 5 3合计28 2 7 . 2 42 1 1 . 7 20 . 2 0成分取样点L o s sS i O2A l2O3溶洞土1 9 . 0 04 0 . 8 91 1 . 7 5东侧红胶泥1 9 . 0 44 2 . 6 41 0 . 7 0西侧红土3 1 . 6 02 1 . 5 14 . 8 9西侧土加石3 6 . 1 91 1 . 4 73 . 3 3西侧表土2 3 . 0 03 6 . 0 07 . 3 4东侧表土1 4 . 1 84 8 . 9 01 0 . 3 9东侧红胶泥2 1 . 0 83 7 . 4 09 . 9 0表3剥离物的化学成分F e2O37 . 8 95 . 0 31 . 9 01 . 3 22 . 8 76 . 2 24 . 2 7C a OM g OK2ON a2O1 4 . 2 74 . 2 20 . 8 70 . 3 09 8 . 0 21 5 . 3 81 . 3 91 . 9 11 . 1 79 6 . 4 62 3 . 2 61 . 5 11 . 6 50 . 6 89 7 . 4 21 7 . 3 32 . 2 41 . 8 70 . 7 09 6 . 9 83 7 . 8 30 . 8 40 . 8 70 . 4 09 8 . 5 72 5 . 5 72 . 6 01 . 6 60 . 6 09 7 . 3 84 4 . 7 20 . 6 00 . 5 30 . 3 29 7 . 6 3山下红土1 2 . 2 55 2 . 1 99 . 1 65 . 5 08 . 7 33 . 8 62 . 8 91 . 8 09 1 . 6 9西侧土加石3 3 . 9 01 6 . 4 94 . 1 11 . 6 14 1 . 2 80 . 7 20 . 7 00 . 3 79 8 . 1 1MI N I N GI N D U S T R Y矿山与机械版8 02 0 0 8 . 4C HI NAC E ME NT成分名称配比S i O2A l2O3石灰石8 6 . 2 47 . 0 71 . 6 5黏土9 . 3 55 4 . 6 21 3 . 1 5红砂岩3 . 1 98 4 . 0 56 . 1 4表4原料及煤灰的化学成分及配比F e2O30 . 7 36 . 0 21 . 0 0C a OM g OK2OC l 4 9 . 8 70 . 3 30 . 3 1 1 10 . 0 0 28 . 2 83 . 2 82 . 3 2 8 90 . 0 1 12 . 2 82 . 8 40 . 5 3 0 0铁粉1 . 2 22 1 . 4 24 . 5 46 5 . 3 81 . 4 92 . 0 90 . 6 10 . 0 0 2 4煤灰4 5 . 6 81 8 . 1 87 . 3 21 8 . 4 02 . 7 80 . 7 7 4 4N a2OS O30 . 0 5 2 20 . 0 41 . 8 3 4 40 . 1 50 . 5 00 . 2 5 2 21 . 6 0 3 80 . 6 3 6 76 . 9 9 6 3某一种成分越高越好, 而是要求各种组分有一定的比例关系。生产实践证明,新型干法水泥生产工艺对石 灰 质 原 料 的C a O、M g O含量等指标要求可以适当放宽而并不影响水泥的质量,通常是控制C a O含量不低于4 8 %,M g O含量不大于3 . 5 %。为 充 分 利 用 矿 产 资源, 减少废石排弃量和降低矿山开采成本, 通过设计 可 知 开 采 境 界 内 需 剥离的岩土量2 1 1 . 7 2万m3,废石场已排的废石和剥离土4 4 . 9 4万m3,矿山共有低品位矿石和表土共计约6 1 6万t( 包括废石场的废石和剥离土) , 其中C a O含量平均为2 5 . 4 0 %,M g O含量平均为1 . 9 9 %,如果