建筑用石灰巖礦地質特征及開采新技術研究

方松

摘 要：在對石灰石類型進行分析后，對于建筑用石灰巖礦地質特征進行分析后，在開采石灰巖礦山開采過程中出現的問題可以通過開采技術的研究，進一步指出信息化、可視化和機械化為其開采技術新的技術發展趨勢。

關鍵詞：建筑用石灰石；石灰巖礦地質；開采新技術；研究

0 引言

隨著我國建筑業的不斷發展，尤其是對水泥和建筑級石灰石的需求不斷增加，對于建筑用石灰巖礦地質的分析后，對石灰石開采過程中進行新技術的運用和開發，以便于提高我國石灰石礦山開采的整體技術水平。

1 石灰巖的適用類型

1.1 石灰巖適用廣泛

石灰巖是一種較豐富的礦石資源，分布比較廣泛，對其進行加工生產，其工業制成品用途普遍存在于人類生活中，隨著我國建筑業不斷發展，其中主要作為建筑材料進行使用。石灰巖礦山的礦石類型比較多，主要有竹葉狀石灰巖、鮞粒石灰巖、生物碎屑石灰巖這幾大類。其主要物質為碳酸鈣或者是鈣鎂碳酸鹽。

1.2 建筑級石灰石的應用

石灰石加工后可以應用于日常生產生活中，因其適用類型較為廣泛，基于本文主要是對石灰石的建筑類型的研究，所以只對建筑類型的石灰巖礦山進行分析和探討開采技術。石灰石作為水泥生產的主要原料，廣泛應用于建筑施工中，除此之外，石灰石由于其物質硬度較大而且開采方便價格低廉，廣泛用于地基鋪建和建筑物結構的主體構建。

2 建筑石灰巖在建筑施工中的作用

基于石灰巖在建筑施工中應用主要集中在水泥生產、地基鋪建以及建筑物主體構建方面的作用，可知建筑石灰巖在建筑中具有重要作用。其主要用途有：（1）用石灰膏或消石灰粉進行石灰砂漿和水泥砂漿的置換作用，進行建筑物主體的砌筑和內外壁的抹灰工作。（2）將石灰粉與松散結構的沙土進行石灰穩定土合成作為路基的主要鋪設物。（3）以石灰粉與硅質材料進行攪拌可以制成建筑級磚塊。（4）對于石灰石的碎石可以通過煅燒技術進行熟石灰轉化，可以廣泛應用涂料加工行業。

3 對石灰巖礦的地質特征和形成分析

基于石灰石礦區所處的地質條件不同，對于礦床結構有一定影響進而對礦石的質量和分布有也會產生一定影響。各地區的石灰石礦山出產的石灰石化學結構還出現略微差異進而對于石灰石的使用用途有一定的影響。

3.1 各地石灰巖化學構造不同

眾所周知石灰石的化學構造與礦山的質地地貌有重要影響，石灰巖開采出來的石灰石由于水文地質因素有關，覆蓋土分布、巖溶發育情況、夾層情況、以及侵入巖脈情況這些因素直接作用于石灰石形成過程中，在易于出現斷層溶洞機制明顯地區，石灰石鈣含量明顯增多，但是其結構比較疏松。在平原地區地下水系欠發達地區，石灰石的硬度普遍偏高，便于建筑物的建筑路基鋪設和建筑物的主體建造成型。

3.2 各地石灰巖礦地質構造特點和形成原因

3.2.1 石灰巖地質構造分類

在西南地區石灰巖礦山出現斷層現象比較多，地下暗河和流水侵蝕作用明顯，所以在石灰石分布構造上呈現大面積分布，小規模聚集的特性。石灰石的質地較為疏松，一般用于石灰石的粉碎加工。再西北內陸地區石灰巖礦山主要是沉積作用形成的累石層，土層較厚，主要受風沙侵蝕作用，石灰石地質較為密實，用于建筑物的建設。

3.2.2 石灰巖礦形成原因

石灰巖的主要成分就是碳酸鹽巖，是在淺海環境中碳酸鈣溶液發生過飽和，從水體中沉淀形成的。現代和古代碳酸鹽沉積主要分布于低緯度帶無河流注入的清澈而溫暖的淺海陸棚環境以及濱岸地區。這是因為碳酸鹽過飽和沉淀需要排出二氧化碳氣體，海水溫度升高和海水深度變小都有利于水中二氧化碳排放，促進碳酸鈣過飽和沉淀。另外，溫暖淺海環境，生物發育，藻類光合作用均需要吸收二氧化碳，也促進碳酸鈣的飽和和沉淀。底棲和浮游生物還通過生物化學和生物物理作用直接建造鈣質骨骼，形成生物灰巖。機械作用在石灰巖形成中占有重要位置。在淺海帶中一經沉淀的碳酸鹽沉積物就受到水動力帶能量的改造、簸選和沉積分異，形成以機械作用為主的各種灘、壩顆粒碳酸鹽沉積體。同時，波浪、潮汐流、風暴流攪動海盆地，促使海水中二氧化碳迅速釋放，由新鮮的水流帶來充分的養料，加速生物繁殖，因而使碳酸鹽沉積。這是遠古時期地殼運動變化激烈的原因，其造成了石灰巖的礦山礦脈走向。

3.2.3 皖南石灰巖礦的地質特征

皖南地區地處于溫暖帶半濕潤季風氣候區，降水較多，冬季降溫明顯且潮濕，巖性多為厚層塊狀灰巖、豹皮狀灰巖并含有少量燧石灰以及白云質灰巖。開采量比較大，由于皖南多為山地，對于石灰石礦脈的走向較為復雜，除此之外，對于皖南地區石灰巖分布比較廣泛，可以進行露天和地下開采。

4 開采過程中存在的問題

在石灰巖礦山開采過程中會出現許多問題，如：爆破勘探危險、開采中顆粒懸浮物以及開采機械程度低以及礦內生產通風問題都是開采過程中出現頻率較高。對于此類問題研究有利于確保石灰石礦山開采作業順利完成。

4.1 爆破勘探危險

鑒于石灰巖體積較大必須要對巖體進行整體爆破作業，在爆破前必須要對礦山地質以及巖體硬度進行勘探，同時對于礦脈和礦床進行定位，根據以上因素確認爆破作業流程，由于進行礦體內進行開采，所以避免出現啞炮和爆破力度不夠的情況出現。

4.2 石灰巖顆粒較多

在石灰巖礦山開采時，由于開采空間的限制以及機械與巖壁的摩擦導致礦內極易出現大量石灰巖顆粒。導致礦內顆粒物急劇增加加之空間狹小容易出現爆炸。石灰巖顆粒也會對操作人員的身體造成危害，所以這也是開采過程中存在的主要問題之一。

4.3 挖掘設備對巖體破壞大

挖掘設備的操作對于礦體整體穩定性有重要影響，一旦出現大型設備頻繁操作就會出現巖體的震裂現象，出現巖體局部坍塌和部分巖體內部下滑。所以，在挖掘設備的使用一定要根據開采的具體條件進行實地開采作業分析，確保大型設備的開采工作順利進行。

5 石灰巖開采的新技術措施

在分析石灰巖開采過程中出現的問題，要采取一些新技術措施來進行石灰石的開采工作。針對不同的地區進行石灰巖礦山進行不同的開采技術研發，針對其地形特點可以具體的開采作業，以便于進行新技術的研發工作。

5.1 采取機械挖掘

對于石灰巖的開采中石灰石體積和重量較大，要采取機械化開采來推進開采進度的加快，并提高開采技術水平。引進大型機械開采設備進行地上和地下開采作業。我國非煤礦開采機電設備時代已經到來。現代非煤礦的采集是機械化、自動化、信息化為基礎進行綜合采掘。那么，我們石灰巖的開采就要重視礦山機電設備的運用。

5.2 引入先進測繪和探測技術

礦山測量工作已成為礦區可持續發展的基礎性技術，其在一定程度保證礦山安全高效生產。礦區地理信息系統諸多環節中最重要的一環就是對礦山測量數據的信息化處理。而根據測量信息進行三維建模有利于計算機技術系統對礦區多源信息的管理和處理分析。對中國礦山范圍通過三維坐標的方式進行標注有利于中國資源多元開發。礦山如果建立起完整的地理信息系統，有利于維護礦山資源的梯度開發和可持續發展，也有利于解決礦山生產開采過程中的安全問題。

5.3 可視化通風管理系統

地下開采的石灰石礦山通風信息管理方式長期落后，對于通風網絡解算和風量調節還是沒有實現自動化、信息化以及網絡化。隨著科學技術的發展，信息技術以及互聯網的使用。地下開采的石灰石礦山通風管理方面出現了智能化和可視化趨勢，并且這種通風管理技術較之傳統粗放型管理要有優勢。

6 結語

綜合所述，在對石灰石類型的使用方面進行簡述后，重點介紹建筑石灰石礦山的地質特點以及地質作用對石灰石形成的關系。指出石灰石礦山開采過程中出現的問題以及解決開采過程中出現問題的措施，明確信息化、機械化已經成為礦山開采新技術的發展趨勢。

參考文獻

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（作者單位：中國安徽省江南產業集中區管委會）