民國115年 高考三級 採礦工程 礦山評估與礦場設計
第3題
某臺灣南部大型露天石灰石礦礦場面臨機械老化問題，礦廠考慮以混合 動態機械更新之方式提升生產效率並降低成本。請回答下列問題： 詳細說明石灰石礦床常見的地質特徵與賦…
題目
某臺灣南部大型露天石灰石礦礦場面臨機械老化問題，礦廠考慮以混合 動態機械更新之方式提升生產效率並降低成本。請回答下列問題： 詳細說明石灰石礦床常見的地質特徵與賦存形式為何？（8 分） 該露天礦場年產量700 萬噸，如果執行採礦流程最佳化，應注意那些 關鍵因素？（8 分） 假設鑽裝一體機每日可開鑿斜井300 米（其中含服務通道），設計斜井 開挖時應考量那些地質與岩體因素？並具體說明斜井開挖的岩體支 護方式。（9 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、石灰石礦床之地質特徵：石灰石主要為生物化學沉積之石灰岩、白雲岩及變質之大理岩，礦物以方解石為主，CaCO3 品位多在 90~98%，雜質為 MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3 及磷、硫。台灣南部多屬上新世至更新世隆起珊瑚礁石灰岩，呈透鏡狀、礁塊狀，受斷層與節理切割，喀斯特（karst）溶洞與地下水發達，覆蓋層厚度變化大。
- 二、賦存形式：常見層狀（bedded）、透鏡狀或凸鏡體、礁體（reef）及脈狀裂隙充填四類。層狀者延伸穩定、厚度均一，宜大規模階梯開採；透鏡狀與礁體厚度變化大、邊界不規則，須以密集鑽孔界定礦體；脈狀者品位波動大。南部礦區應特別注意紅土覆蓋、溶洞塌陷與地下水湧入對採掘安全與品位的影響。
- 三、年產七百萬噸之流程最佳化關鍵：包括礦量與品位配礦（blending）以穩定 CaCO3 與 MgO，設置均化堆場；剝採比與採掘順序（pushback）排程；鑽、爆、裝、運能力匹配與卡車鏟裝匹配係數；坑內破碎與膠帶運輸（IPCC）縮短運距；爆破孔網與塊度控制減少過粉碎；機械混合動態更新（mixed integer dynamic programming）權衡維修成本、殘值與資本支出；並兼顧粉塵、振動、水土保持與社區溝通。
- 四、斜井開挖之地質與岩體因素：應先完成岩體分類（RMR、Q、GSI）與地質調查，掌握岩性界面與軟弱夾層、斷層與剪裂帶、節理組位態、褶皺、喀斯特溶洞與湧水、深部地應力與擠壓性、洞口風化層與崩積層穩定，以及斜井傾角（一般 15~30 度）與排水、通風、逃生通道之配置；高進尺須以並行作業與超前地質預報支撐。
- 五、斜井岩體支撐方式：洞口段採超前管棚、鋼拱與仰拱閉合；一般段依 NATM 施作鋼纖維噴凝土 50~100 mm、系統岩栓（長 2~3 m、間距 1~1.5 m）、鋼網與可縮性鋼拱（間距 0.8~1.0 m）；斷層破碎帶加強超前注漿、前進式支撐與密集錨索；最終施作混凝土二次襯砌與防水層，並以收斂與多點位移監測回饋調整。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。