handeliang9992020-01-15

一、礦床一般工業指標

不同的工業用途，對石灰岩礦石有不同的工業要求。

。1 冶金熔劑、電石、制鹼石灰岩化學成分一般要求（表20-1、表2-02）

表20-1 黑色冶金熔劑石灰岩化學成分一般要求

表20-2 有色冶金熔劑、電石、制鹼石灰岩化學成分一般要求

2。水泥原料礦石化學成分一般要求（表20-3）

表20-3 水泥用石灰質原料礦石化學成分一般要求

3。礦山開採技術條件要求

礦山露天開採技術條件一般要求如下：

1）最低可採標高：一般不低於礦區附近的最低地平面標高，如低於最低地平面標高，必須透過技術經濟論證確定。

2）剝採比：覆蓋層、脈岩、夾層、邊坡圍巖的剝離總量與礦石總量之比，一般不大於0。5：1（m3/m3）。

3）可採厚度：大、中型礦一般8 m，小型礦4 m。

4）夾石剔除厚度：一般2 m。

5）採場最終邊坡角：一般50。～60°。

6）採場最終底盤最小寬度：大中型一般不小於60 m，小型礦一般不小於40 m。

7）爆破安全距離：礦床開採邊界對公路、鐵路、高壓線、居民區和其他主要建築物的爆破安全距離一般不小於300m，如爆破安全距離小於300m時，應與投資者商定。

二、礦床勘探型別的劃分

。1 勘查型別劃分的主要地質依據

（1）礦體內部結構複雜程度

1）簡單：礦石質量穩定或變化有規律，不含或含少量不連續夾層。

2）中等：礦石質量較穩定，含不連續夾層，分佈無規律。

3）複雜：礦石質量不穩定，含較多的不連續夾層，分佈無規律。

（2）礦體厚度穩定程度

1）穩定：礦體連續，厚度變化小或呈有規律變化，厚度變化係數＜40%。

2）較穩定：礦體基本連續，厚度變化不大，區域性變化較大，厚度變化係數40%～70%。

3）不穩定：礦體連續性差，厚度變化大，變化無規律，厚度變化係數＞70%。

（3）構造複雜程度

1）簡單：礦體呈單斜或寬緩向、背斜，產狀變化小，一般沒有較大斷層切割礦體，所見少量斷層對礦體形態影響小。

2）中等：礦體呈單斜或寬緩向、背斜，產狀變化較大，有少數較大斷層切割礦體，對礦體圈定、對應連線有一定影響。

3）複雜：礦體呈單斜或中常向斜、背斜，產狀變化大，有一些較大斷層或較多斷層切割礦體，破壞了礦體的完整性，對礦體圈定、對應連線影響較大。

（4）岩漿岩與變質岩

1）不發育：一般沒有較大脈岩、巖株、變質岩等分佈，所見岩漿岩及變質岩不發育對礦體影響小。

2）較發育：有一些較大脈岩、巖株、變質岩等分佈，所見岩漿岩及變質岩較發育對礦體影響較大。

3）發育：有較多較大脈岩、巖株、變質岩等分佈，所見岩漿岩及變質岩發育對礦體影響大。

（5）岩溶發育程度

1）不發育：有少量較大溶洞分佈，地表、地下岩溶率一般＜3%，對開採影響小。

2）較發育：分佈有較多較大的溶洞，地表、地下岩溶率一般為3%～10%，對開採有一定影響。

3）發育：分佈大量溶洞，地表、地下岩溶率一般在10%以上，對開採有較大影響。

2。冶金、化工用石灰岩及水泥原料礦產勘查型別（表20-4）

表20-4 冶金、化工用石灰岩及水泥原料礦產勘查型別

三、不同勘探型別勘探工程間距的要求（表20-5）

表20-5 石灰岩礦參考勘查工程間距

以上不同勘探型別和不同儲量級別之間的工程間距總是相互過渡的，沒有規定過死，這樣，有利於結合礦床實際靈活運用，甚至可以考慮過渡型別。

一般在確定一個具體礦床的勘探型別和工程間距時，首先要以礦床本身的地質特徵為基礎，參照規範，初步擬定礦床的型別和大致的工程間距，並遵循由稀而密、由淺入深，由表及裡的施工程式，逐步施工，隨著工作的不斷深入，認識的不斷深化，隨時注意檢查和驗證早期擬定的型別和網度，發現問題，及時糾正。這樣，才能使型別和工程間距確定得較為正確和合理。

四、取樣、樣品加工及化驗要求

石灰岩礦床勘探工作的主要任務就是要查明礦石質量，圈定礦體，計算儲量，為礦山設計和開採提供依據。為此，地質勘查的各個階段，隨著勘探工程施工的進展情況，均應及時的進行各種取樣工作。

。1 基本分析

基本分析樣品在勘查工程中分層、分段採取。地表樣品應在新鮮巖礦層中採取，取樣方法一般用刻槽法，刻槽斷面規格一般為（3cm x 2cm）～（10cm ×5cm），鑽孔中取樣用半心法。樣長一般為2～4 m。取樣方法、長度和斷面規格，應根據礦石質量變化情況，考慮礦體可採厚度和夾石剔除厚度而定。對肉眼可以區別的夾石，其厚度超過0。5 m者應單獨取樣分析。基本分析專案見表20-6。

表20-6 石灰岩基本分析專案

2。組合分析

組合分析樣品應按勘查工程分層、分型別、分品級由基本分析的副樣中按所代表的厚度按比例組合而成。組合分析樣品代表厚度一般為8～16 m。石灰岩組合分析專案見表20-7。

表20-7 石灰岩組合分析專案

3。光譜分析、多元素分析取樣

光譜分析、多元素分析樣品是按礦層、礦石型別、品級從基本分析樣品的副樣中抽取1～2件。

多元素分析專案可視光譜分析的結果而定，一般多元素分析專案為CaO， MgO， SiO2，Al2O3，Fe2O3，K2O，Na2O，SO3，TiO2，P2O5，Mn3O4，Cl-和燒失量。

4。樣品加工

化學分析樣品的加工包括破碎、過篩、拌勻和縮分四個程式。樣品縮分公式：Q =K 2d，K值一般採用0。05～0。1，對質量均勻者採用較小的K值，反之採用較大的K值。

五、礦石加工技術試驗要求

預查階段應收集礦石加工技術有關資料進行類比研究，普查階段一般應進行礦石加工技術對比研究，做出是否可作為工業原料的評價，詳查階段與勘探應根據投資者的需求進行礦石加工技術的試驗。

1。冶金、化工石灰岩加上技術試驗要求

耐磨、耐壓：冶金工業用做熔劑石灰岩一般做此項試驗。試樣規格5cm ×5cm ×5cm。

煅燒試驗：試驗一般採用半工業規模試驗。如果已有類似加工技術方面資料，可透過類比確定。

水洗試驗：透過水洗試驗，確定是否增加洗礦裝置，目的是為提高礦石質量，確保礦石經破碎、磨礦後能滿足要求。

2。水泥原料工藝效能試驗要求

應透過試驗以驗證礦石利用的可能性。需進行試驗時，應在勘探階段進行。對新型別礦石應提前進行。試驗研究一般採用實驗室規模試驗。一般情況下全套試驗（不含輥磨試驗）需各種原料試驗樣重約100～200 kg，輥磨易磨性試驗所需樣重約1200～1500 kg。幹法生產應做易磨性、磨蝕性、可磨性、可破性、輥磨易磨性、易燒性等試驗專案。

六、石灰岩作為水泥原料時的配料計算及綜合評價

自然界較難找到一種單一的原料，能完全滿足製造水泥的要求，因此，只能選用幾種原料，進行合理搭配，使其總的化學成分符合生產優質水泥熟料要求。一般水泥熟料中的CaO為60%～66%，SiO2為19%～23%，Al2O3為4%～7%，Fe2O3為3%～5%。

目前生產矽酸鹽水泥熟料的原料主要有石灰質原料、粘土質原料和輔助原料三大類。石灰質原料的種類有石灰岩、大理岩、泥灰岩、白堊等，以石灰岩應用最廣泛。粘土質原料包括地殼表層的風化沉積物如粘土、黃土等，也包括了已經硬結成巖的頁岩、泥岩等。其總的特點是組成物質以粘土礦物為主，其含量一般大於50%。化學成分上w（SiO2）56%～70%，w（Al2O3）12%～16%，w（Fe2O3）4%～8%。它是水泥熟料所需SiO2， Al2O3和Fe2O，的主要來源。是製造矽酸鹽水泥不可缺少的主要原料之一。輔助原料在水泥生產中，有些用量較少，但對提高產品質量，改善操作條件，保證正常生產起著良好作用的原料。

熟料中的有害雜質為MgO，K2O，Na2O，SO3，fSiO2等。

氧化鎂主要來源於灰質原料中的白雲石，煅燒後以方鎂石存在於熟料中，製成水泥後，與水作用形成氫氧化鎂，並引起水泥的體積膨脹，降低了水泥的強度，甚至引起構件的破壞。所以，國家標準規定，熟料中氧化鎂的含量不得超過5%。氧些鉀及氧化鈉主要來源於粘土原料中的雲母及長石等礦物。它們能與熟料中的矽酸二鈣和矽酸三鈣起化學反應，生成遊離的氧化鈣，降低了水泥質量，故要求熟料中氧化鉀和氧化鈉的總含量不得超過1。3%。三氧化硫能與氧化鉀和氧化鈉反應生成硫酸鹽，影響到製成水泥的安定性，含量多時，在煅燒過程中易引起結窯，影響正常生產，故規定其含量不得超過1。5%。遊離二氧化矽主要為燧石及石英顆粒，因其硬度大，難粉磨，而且化學活潑性差，增加了煅燒的困難，所以灰質原料中限定其含量不超過4%。粘土質原料中含砂量一般要求不超過5%，最多不超過10%。

在水泥生產中，只有透過調整水泥生料中各種原料的配比，以獲得所需要的化學成分，才能控制熟料中各種礦物成分的含量。生產實踐中是透過對以下幾個係數的計算，以求得合理的原料配比。

（1）飽和係數（KH）

是指石灰質飽和係數，也叫石灰質飽和比。它是反映熟料中的二氧化矽被氧化鈣所飽和的程度，即熟料中所含氧化鈣的總和，扣除滿足三氧化二鋁、三氧化二鐵、三氧化硫形成鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣和硫酸鈣所需要的氧化鈣以後，剩餘的氧化鈣，如果能滿足熟料中二氧化矽全部形成矽酸三鈣，則飽和係數應為1，如果只能滿足二氧化矽全部形成矽酸二鈣，則飽和係數等於0。66，如果飽和係數大於1，說明熟料中二氧化矽全部形成矽酸三鈣後，尚有遊離的氧化鈣存在；如果飽和係數小於0，66，說明熟料中氧化鈣嚴重不足，有遊離二氧化矽存在。水泥配料中要求控制飽和係數在0。85～0。92。即

非金屬礦產地質與勘查評價

實際上KH值是控制熟料中矽酸三鈣與矽酸二鈣兩種礦物的含量比例。當飽和係數超過0。92趨近於1時，說明熟料中矽酸三鈣過多，它的早期強度高，凝結硬化快，但燒成較困難，如果飽和係數小於0。85趨近於0。66時，說明熟料中矽酸二鈣過多，它製成的水泥凝結硬化慢，早期強度較低，而且熟料冷卻不迅速時，易產生粉化現象，嚴重影響水泥質量。

（2）矽酸率（n）

矽酸率簡稱矽率，是熟料中二氧化矽與三氧化二鋁及三氧化二鐵總和的比值，它實際上反映了熟料中矽酸鹽礦物與熔媒礦物的相對含量關係。矽酸率大，說明熟料中矽酸鹽礦物較多，製成的水泥強度較大，但煅燒困難。如果矽酸率較小，說明熟料中熔媒礦物較多，熟料較易燒成，但製成的水泥強度較低，質量較差。一般要求矽酸率控制在1。8～2。5之間較為適宜，即

n=SiO2/（Al2O3+Fe2O3）=1。8～2。5

（3）鋁氧率（ρ）

鋁氧率也叫鐵率，是熟料中三氧化二鋁與三氧化二鐵的比值，它代表了熟料中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣兩種熔媒礦物的相對含量關係。鋁氧率高，說明熟料中鋁酸三鈣相對較多，這種熟料製成的水泥凝結硬化較快，但煅燒熟料時黏性大，操作困難。鋁氧率低，熟料中鐵鋁酸四鈣相對較多，煅燒比較容易，但製成的水泥凝結硬化較慢，強度較低。一般要求控制鋁氧率在1。0～1。8的範圍內較為合適。即

ρ= Al2O3/Fe2O3=1。0～1。8

在對作為水泥原料的石灰岩礦床進行評價時，除按照規範要求對其質量進行評價外，還需要注意結合水泥生產對原料的總體要求進行評價，特別是水泥灰岩原料緊缺地區，應加強對有害組分含量較低的泥質灰巖的綜合評價，透過調整水泥生產時的配料，使其能滿足水泥生產的要求。

七、石灰岩礦床地質經濟技術評價要點

石灰岩礦床的地質勘查評價工作主要是在區域地質調查的基礎上進行，它實質上是將踏勘中發現的各個石灰岩礦點進行比較，根據不同的用途和要求，本著先易後難，先近後遠的原則，選擇經濟技術條件較好的石灰岩礦床作為下一步工作的重點。在石灰岩礦床的地質勘查工作中應注意下列問題。

（1）礦點選擇

這是一項綜合性的技術經濟工作。礦點選擇是否合理，關係到地質工作及建廠後的經濟效益。在一個建廠的區域內有一個以上可供選擇的礦點時，應本著先易後難，全面衡量，保證礦石質量數量與開採條件最為有利的原則進行比選。交通條件和礦區地形是選點時必須考慮的問題，在當前技術經濟條件下，石灰岩礦床應在通航河道兩側或在鐵路沿線20km的範圍內，以便於礦石及其製品的運輸，降低成本。由於石灰岩礦床易於風化溶蝕，一般地形比較複雜，這樣，礦床的地形條件就關係到能否被開採利用，因此，選點時必須考慮前礦床開採時採場的安排，廠房的修建場地等因素。另外，還必須注意石灰岩的用途。不同的用途，對石灰岩的質量、產狀、規模、形態、硬度、花紋甚至工作方法都有不同的要求。如選擇溶劑用石灰岩的原料基地時，應偏重於厚度大，岩石成分均勻的石灰岩礦床，只要它能供給大批開採而不需加以選分，鎂含量可稍高一些。選擇水泥用石灰岩時，純灰巖礦床最為理想，石灰岩和白雲岩互層時。由於需剔除白雲岩層，對礦床開採不利。厚度小而傾角陡的石灰岩層一般不宜做大型的原料基地，但當石灰岩質純，開採條件好時，可做電石用石灰岩開採。具有一定層理和節理的石灰岩礦床有利於開採石材，堅硬的結晶石灰岩宜做建築用碎石，在評價飾面用石灰岩時，最重要的因素是石灰岩的顏色、花紋、裂隙、節理的形態和大小。

（2）白雲岩化問題

這是水泥用石灰岩礦床勘查地質工作中的一個重要問題，它影響石灰岩礦床評價及開採利用。如四川江油天井山石灰岩礦山，在地質勘查初期階段由於對白雲岩化問題不夠重視，經深入勘探後發現白雲岩化使礦床複雜化，以至不能開發利用，浪費了勘查投資。

（3）岩溶

岩溶是石灰岩礦床的特殊問題，必須注意研究。對岩溶發育的礦床要用各種手段如物探、鑽探來摸清大型溶洞的位置和大小，瞭解一般溶洞的大小，形態、充填情況及其分佈規律，統計岩溶係數，以判斷岩溶對礦床開採的影響程度，以免造成不應有的損失。如武山吉子坪石灰岩礦床，因對岩溶沒有足夠的重視，一個規模達33萬m3的溶洞沒有被發現，致使採準工作面200餘m 無法正常採礦，被迫再行補充勘探，修改採礦設計。可見，岩溶研究是勘查石灰岩礦床的一項不可忽視的工作。

（4）綜合利用

石灰岩是一種多用途的工業岩石，在地質勘查評價時，一定要注意綜合評價，綜合利用，以提高礦床的工業價值，最大限度地利用礦產資源。

（5）礦床經濟評價

影響石灰岩礦床經濟評價的因素主要為質量、開採技術條件、運輸條件和儲量。石灰岩質量是礦床評價的前提。不同用途的石灰岩對質量要求不同，如石灰岩中由於磷或硫含量過高，不宜用於冶金熔劑，但卻是燒石灰的優良原料。不適合生產水泥的石灰岩，卻可能完全符合建築工業的要求如做毛石等。因此，必須根據需要來確定石灰岩的質量是否合乎要求，從而對礦床做出評價。

開採技術條件是礦山能否經濟合理地被利用的前提。有的白灰巖的量很大，質也很好，但由於開採技術條件不符合要求而難以作為礦床來加以開採。對石灰岩來講，過厚的覆蓋層、過厚的夾層、過多的侵入體而導致區域性剝採比過大或總剝採比過大是礦山不能利用的最主要原因。另外，過分發育並有粘土充填的岩溶洞隙，影響機械化開採，巨大的溶洞不但影響採礦的作業，而且可能引起機械和作業人員的突然陷落事故。地形也影響到礦床評價，陡峻山區的石灰岩層，由於採場展開及場內運輸等困難，也不能作為石灰岩礦床來開採。我國目前大都採用露天法開採石灰岩，因此，地面下埋深過大的石灰岩也難以成為礦床。

交通運輸條件是石灰岩礦床的一個極為重要的評價因素。以水泥石灰岩為例，由於石灰石礦石和水泥都是廉價而需要量大的產品，所以水泥廠都建於礦山近旁，儘量減少內部運輸距離以降低生產成本。工廠生產的水泥，必須就近運往銷售市場，並且運輸的價格要便宜。因此水泥廠必須靠近通航江河或鐵路愈近愈好，以免修築過長的運水泥專用鐵路線或人工河渠，增加基建投資。

儲量的多少影響礦山和水泥廠的規模，因而也影響機械裝備和採礦成本。儲量大，礦山開採的年限長，工廠企業的規模也大，礦山的機械化程度相應也高，採礦成本就低。就水泥石灰岩而言，在我國一般要求大中型礦山的服務年限為50年，小型礦山的服務年限為30年。