田
中
寿
雄*
Regarding
the Shibetsu
Limestone
Mine and its Developement
By Toshio Tanaka
Abstract
Many limestone layers are intercalated in the Pre-Cretaceous system (so-called the Kamui holizon of the
Hidaka Group) which developes at the border area of Shibetsu city and Asahi town in Kamikawa province.
Especially the limestone mass which is found in the south-eastern range of Kamishibetsu 27 area is
comara-tively large and its quantity is also good.
This limestone has been developed by the Shibetsu Sekkai Kogyo K.K. since 1960, and its production of
both slaked lime and quick lime shows 60% of whole Hokkaido in recent.
During this time, the company has been attempting the rationalization of management, promotion of
out-door minig of ore, improvement of equipment and calcination method. However recent economical depression
of limestone industry forced every limestone mine to cost down its mining charge. So, it is urgently necessary
to reinvestingate the ore body and re-examine its un-mined reserve.
This area is a mountainous high-land, showing 400-600m from sea-level, and is occupied mostly by
Pre-Cretaceous Hidaka Group. This group is striking alomost NS and dipping toward E. Owing to the existence
of many severe foldings, faults and crushing zones, the detailed Seological succession is not clear. However
generally speaking it will be said that the lower part is mainly consist of black slate, sandststone, the upper
is of schalstein, limestone, siliceous rock and shale.
In some parts hornfels and gneiss are formed, and dioritic rocks are also observed.
Workable limestone is intercalated in the schalstein of the Kamui-holizon as irregular masses, and are
developed along NE-SE mountain range containing 644.7m peak. These limestones are grayish white-dark
gray in color, compact, generally microcrystalline, and sometimes phanerocystalline in nature. The marginal
parts of limestone are changed to hard siliceous limestone and calcareous schalstein frequently. The destribution
of ore is traced about 2km, and separated into 3 parts, No. 1 ore, No. 2 ore and No. 3 ore.
No. 1 ore is situated at the northern end of the ores and is now under working.
Average value of limestone is as follow;
CaO
54.95%
5iO2
0.06%
Fe2O3+Al2O3
0.19%
MgO
0.07%
Ig. Loss
43.46%
Fig. 2 shows holizontal figure of each 20m distance from 315m to 455m from sea level. In this body,
the excllent part is a northern half (part A) which is now working, and a part of northern side (part B).
The extention of A is 250m and 70m wide, and the lower part is like a bilge shape, extending irregulary.
The extention of B is 180m and 30m wide forming a lenticular shape.
The ore reserve of A part is estimated
as 2,840,000t and B part is 920,000t (each 5m contour, specific gravity of ore-2.6 and safty security 90%).
However the workable reserve will be as follows;
A
1,420,000t
B
460,000t
158 応 用 地 質 第12巻 第3号
Further more 700,000t of ore has already been mined out of A part.
So the workable reserve of A is 720,000t.
The Shibetsu Sekkai Kogyo K.K. started to business by the schedule of 72,000t yeary production (40,000t
for construction, 32,000t for slaked and quick lime). Actual production in 1960 was 87,000t (30,000t for
construction, 57,000t for slaked and quick lime).
The first pit was settled at the center of No. 1 ore body, 315m high from sea level. At first main level
transportation way was made aiming against the No. 1 ore bodycenter, then the main druft and the
sub-druft were made by 55° upward at the point of 120m pit mouth. These drufts are settled in order to connect
the working face of
the north
side
of the eastern
part of No. 1 ore. Another main drufts,
No. 2, No. 3
and No. 4 are completed lately
after,
and the glory hole mining method was started.
As mining method,
underground
mining and sub level
method were adopted mainly,
and sometimes
bench-cut
method was also
used.
10 dump-cars
of each 2t capacity
(6 were usually used)
were used for underground
transportation
and
hoisting machine
were 20-30HP. For marketing
the products,
4 trucks
of 6-7t capacity
were used and
direct
transportation
for big demand TAIKON (0.5t capacity)
and lime-container
were used. Crude ore is
carried
out by belt-conveyer
from a pocket
(400t Cap.) and classified
into 3 size
(80mm, 60-40mm, -40mm),
sometimes into 2 (60mm, -60mm) by secondary
low head screen. The former
is supplied
to calcination
and
the latter
to furtilizer
use. 3 indepedent
furnaces
were installed
for calcination,
and their
capacity
are 30-40t/
day each. Discharge
3 times
a day by 3 shifts
working.
Quick lime which is discharged from furnace is also classified into -2,3∼-7mm and+3∼+7mm by
vibrating screen. The former is directly send to No. 2 Factory and the latter is to No. 1 Factory after
crashed by roll-crasher.
No. 1 Factory produce high-class quick lime (80-100t/day),
and No. 2 Factory produce low-class quick
lime and slaked lime for furtilizer use (20-30t/day).
Production until September, 1969 was 250-340t/day,
workers for mining containing digging, transportation
and crashing were 15. In recent these workers were decreased to 8 for 360-440t/day
production.
1. ま え が き 上 川 郡士 別 市 と旭 町 の境 界 付 近 に発 達 す る先 白亜 紀 層(日 高層 群 神威 層 準)の 中 に は,し ば しば 石 灰 岩 を 夾 在 して い るが,特 に上 士 別27線 の南 東 山 稜 地 帯 の もの は か な り大 き く品 質 良好 で あ る。 本 地 区 の石 灰 石 鉱 床 につ い ては,す で に 昭 和27年 土 居 繁 雄1)お よび 酒 匂 純 俊2)3) に よつ てそ の埋 蔵 鉱 量 の算 定 と とも に企 業 化 の可 能 性 が 指 摘 され て い る。 三 井 鉱 山 株 式 会 社 か ら鉱業 権 を譲 り受 け て士 別 石 灰 工 業 株 式 会 社 の 設 立 され た の は 昭 和35年2月 で,同 年10 月か ら営 業 開 始 され て い る。 当 時道 内 の石 灰 事 情 を総 合 的 に判 断 し て北 海 道 開 発 の 一助 とな る こ とを期 し,石 灰 石,生 消 石 灰 石 生 産 を 目的 と して設 立 さ れ た も の で あ り, 特 に生 消 石 灰 の生 産 は 最 近 で は 道 内 の60%を 超 え る よ うに な つ て きた 。 そ の間,経 営 の合 理 化,原 石 採 掘 の坑 外 掘 り一本 化,工 場 生 産 設 備 の 全 般 的 改 良,焼 成 技 術 の 改 善 な どを押 し進 め て きた が,現 状 で は コス トダ ウ ン の 問題 が 出 て き てお り,今 後 の 開 発 の た め に は現 在 採 掘 中 の鉱 体 の再 吟 味 を し て残 存 鉱 量 を把 握 す る必 要 が生 じて き た。 す な わ ち,当 面 採 掘 現 場 の 石 灰 石 鉱 床 の 形態 を 明 らか に しな け れ ば な らない 。 2. 位 置 お よび 交 通 士 別 石灰 石 鉱 山 は,士 別 市 上 士 別27線 南 東 の 天 塩 川 に 面 す る山 腹付 近 に 在 り,士 別 市 の 東 方 ほ ぼ20kmで, 士 別 駅 か ら現 場付 近 ま で は道 道 お よび 市 道 が 通 じ,交 通 は 比 較 的 便 利 で あ る。 3. 地 形 ・地 質 の 概 要 本 地 域 は,海 抜400∼600mの 山地 帯 で老 年 期 に近 い 山 容 を示 し,こ の前 面 に 天塩 川 が西 流 し,東 翼 に は パ ン ケ ヌ カ ナ ン プ川,西 翼 に パ ンケ川 が そ れ ぞれ 北 流 し て天 塩 川 に注 い で い る。 付 近 の地 質 は,先 白亜 紀 日高 層群 が大 部分 を 占 め てい る。 本 層 群 は,ほ ぼ 南 北 の 走 向 で東 に傾 斜 す る よ うで あ る が,い ち じ る しい褶 曲 ・断 層 ・破 砕 帯 が認 め られ,上 下 の 関係 は明 らか に し得 ない 。 だ い た い下 部 に 黒色 粘 板 岩 砂岩 層 お よび 硬 砂 岩 が 多 く(中 ノ川 層 準相 当層)上 部 に 輝 緑凝 灰 岩 ・石 灰 岩 ・珪 質 岩 ・頁 岩 を含 む(神 威 層 準 相 当層)よ うで あ る。 ま た,そ の一 部 には ホル ン フ ェル ス お よび特 殊 な片 麻 岩 が形 成 され,さ ら に南 西 部 一 帯 に 閃 緑 岩 類 の発 達 が あ る。 これ らの基 盤 岩類 を被 覆 して,天 塩 川 北 部 地 区 に第 四 紀 河 成 段丘 堆 積 層 が み られ,さ らに河 川 沿 い に冲 積 層 が 図―1 士別 石 灰 石 鉱 山地 質 図
160 応 用 地 質 第12巻 第3号 広 く農 耕 地 と して 利 用 され て い る。 4. 鉱 床 ・鉱 石 石 灰 石 鉱 床 は,神 威 層 準 の輝 緑 凝 灰 岩 中 に きわ め て 不 規 則 に胚 胎 す るも の で,三 角 点644.7mを 含 む 北 西― 南 東 方 向 の 馬背 状 の尾 根 沿 い に断 崖 状 を な し て認 め られ る。 この よ うに石 灰 岩 が 急 峻 でや や 丸 味 を帯 び た 特 徴 あ る外 形 を示 す こ とは,石 灰 岩 自体,雨 水 には 化 学 抵 抗 が 弱 い が,寒 暖 の差 な どに よ る物 理 的 破 壊 作 用 には 強 い た め と考 え られ る。 石 灰 石 は,灰 白色 ない し暗 灰 色 緻 密 で,ふ つ う微 晶 質 で あ るが,と きに顕 晶質 の部 も認 め られ る。 概 して 鉱 体 の 縁 辺 部 で は,硬 質 の珪 質石 灰 岩 お よび石 灰 質 輝 緑 凝 灰 岩 とな つ て い る こ とが 多 い 。 石 灰 岩 体 は ほ ぼ2kmに わ た つ て分 布 す る が,こ の う ち特 に石 灰 石 鉱 床 と して対 象 とな る もの は第1・ 第2・ 第3の3鉱 体 で あ る。(図―1参 照) 第1鉱 体 は,最 北 部 に あ つ て,品 質 ・立 地 とも に条 件 が そ ろい,そ の 一 部 が 採 鉱 され て い る。 本 鉱 体 は,ほ ぼ 350m×200mの 範 囲 に か な り不規 則 な ク ラ ゲ状 の足 を 出 し て賦 存 す る もの で,不 良 部 も夾 在 してい る の で,実 際 の埋 蔵 鉱 量 は ほ ぼ470万tと 算定 さ れ る。 しか も可 採 率55%と す る と,可 採 鉱 量 ほ ぼ260万tと な る 。 第2鉱 体 は,最 南東 部 に あ つ てや や 大 き く,こ れ も不 図―2 士 別 石 灰 石 鉱 山採 掘 現 場 平面 図
図―3 土別 石 灰 石 鉱 山採 掘 現 場 断 面 図 規 則 な タ コ足状 部 を有 す る も の で,立 地 的 に 恵 ま れ ず, 可 採 鉱 量730万tと 算 定 され る。 第3鉱 体 は,第1と 第3鉱 体 の間 に細 長 く突 出 し てみ られ,品 質 もあ ま り よ くな く,可 採 鉱 量50万tと なつ てい る。 上 部 各 鉱 体 の 鉱 量 算 定 にはCaO54%以 上 を基 準 に した が,次 に 採 取 試 料13個 に つ い て の 分析 結 果 の平 均 を述 べ る。 CaO53.57∼56.00%の 平 均54.95% SiO2 0.01∼0.14%の 平 均0.06% Fe2O3+Al2O3 0.06∼0.42%の 平 均0.19% MgO0.02∼0.14%の 平 均0.07% IgLoss43.03∼44.00%の 平 均43.46% 5. 採 掘 鉱 床 の形 態 す で に述 べ た よ うに,現 在 第1鉱 体 の北 半 部 が 採 鉱 さ れ,こ こか らほ ぼ70万tの 出鉱 を み て い る。 将 来 第2 鉱 体 の開 発 も考 え られ な い わ け で は な い が,さ しあた り 第1鉱 体 北 半 の 石 灰 石 鉱 床 の 形態 を 復元 し,そ れ に よつ て残 存 鉱 量 を算 定 し てみ る こ と とす る。 図―2は 稼 行 鉱 体 に つい て,海 抜315mか ら455m ま で の20m毎 鉱 体 平 面 の形 態 をあ らわ した もの で,そ の 断面 図 とあ わせ て,総 体 的 には 不 規 則 塊 状 を 呈 す るが, 平 面 に す る と,北 西― 南 東 方 向 に300m,幅180mの ハ ー トに 近 い形 が認 め られ る。 しか し なが ら,こ の ハ ー ト 形 全 体 が 鉱 床 で は な く,こ の 中 で優 良 部 は現 在 採 掘 中の 北 側 半 分(以 下A部)と 南 側 の一 部(以 下B部)で あ り,そ の 他 は 黒 色 石灰 岩 も し くは石 灰 質 輝 線 凝 灰 岩 の不 良 部 で あつ て,と きに 輝 緑凝 灰 岩 を も挾 ん でい る。 A部 は,や や 東 西 に近 く伸 び てお り,そ の最 大 延 長 250m,幅70mの 下 底 は 舟 底 型 を 示 す よ うで あ る。 この 部 の東 翼 で は,タ コ足 状 部 を 出 して か な りひ ね れ た形 と な り,品 質 も多 少 落 ち る こ とが あ る。 ま た,反 対 の西 翼 で は 逐 次幅 も狭 まつ て北 の方 に曲 が つ て い く傾 向 が み ら れ(ハ ー トの 先端 部),こ の付 近 で は 白 色結 晶化 石 灰 石 も多 い よ うで あ る。 B部 は,最 大 延長180m,幅30mの レ ン ズ状 鉱 体 で, 現 在 の と ころ 採掘 に制 約 が あ る た め に稼 行 対 象 とは な ら ない 。 以 上 の よ うな 形 態 を有 す る鉱 体 の埋 蔵 鉱 量 を稜 体 公 式 に よつ て算 定 す る と次 の よ うに な る。 まず,A部 ・B部 の 石 灰石 の容 積Vは 次 の式 を適 用 す る。
162
応
用
地
質
第12巻 第3号た だ しH=等 高 線 間 隔=5m(図―2で は20m毎 と した が さ らに5mに 細 分化) a0, a1, a2… …anは 各 海 抜mの 鉱 体 の 平 面 積 また,石 灰 石 の比 重Dを2.6と し,安 全 率Fを90% とす る。 A部:T1=V×D×F=1.22×106m3×2.6×0.9 =2.84×106t B部:T2=V×D+F=3.92×105m3×2.6×0.9 =9.16×105t す な わ ち,A部 は284万t,B部 は ほ ぼ92万tと な る。 次 に,可 採 鉱 量 と して は,グロリー 階 段 採 掘 を考 え る と,剥 土 と60° 傾 斜 を 必要 とす るた め に,全 鉱 量 の 半 分 は 掘 さ く不 能 とみ ね ば な らない 。 した が つ て,可 採 鉱 量 は 次 の よ うに な る。 A部:142万t B部:46万t さ らに,A部 の鉱 体 か ら現 在 ま で にほ ぼ70万tの 出 鉱 を み て い るの で,実 際 のA部 の残 在 可 採 鉱 量 は72万t とな る。 た だ し,現 在 ま で に採 鉱 した 部 は 特 に条 件 の よい と こ ろ を 選 ん で い るの で,こ の残 在72万tの 採 掘 に も制 約 の あ る こ とを念 頭 に 置か ね ば な ら ない 。 6. 開 発 計画 6-1 生 産 規 模 当初,士 別石 灰 工 業 株 式 会 社 は そ の 生 産 規 模 を72,000 tと して発 足 した 。 内 訳(焼 成 炉2基) 原 石 採掘 72,000t (240t/日) 砕 石 40,000t 生 ・消 石 灰 用 32,000t 生 ・消石 灰 20,000t (65∼70t/日) そ の後,生 ・消 石 灰 の需 要 が,製 紙 各 社 の 増産 に伴 つ て 活発 とな り,ま た 士 別 炭 酸 カ ル シ ウ ム 工 場 に 年 30,000tの 供 給 を す る こ とを決 め,昭 和45年 度 現 在 の 生 産 は87,000tと な つ て い る。 内訳(焼 成 炉3基) 原 石 採 掘 87,000t (290t/日) 砕 石 30,000t 生 ・消 石 灰 用 57,000t 生 ・消 石 灰 35,000t (117t/日) 6-2 坑 口の 選 定 第1鉱 体 は3鉱 体 の 最 北 端 に位 置 し,北 側 斜 面 は 緩 傾 斜 を な し,市 道27号 線 が この 山麓 ま で延 び てい る の で, 工 場 敷 地 ・運 搬 ・配 電 な どを考 慮 して第1鉱 体 か ら採 掘 す る こ と と した 。 さ らに,鉱 体両 翼 の 開発,安 定 地 盤, ク ラ ッシ ャー プ ラ ン ト設 立,排 水 な どの諸 点 を も考 え て, 坑 口は 鉱 体 中 央 部 を 臨 む 海抜315mの 位置 に決 定 した 。 6-3 坑 内 構 造 と探 鉱 海 抜315mの 位 置 か ら鉱 体 中 央部 に 向か つ て水 準 運 搬 坑 道 を 掘 進 し,120mの 地 点 か ら55° の傾 斜 で第1大 流,人 道昇 を 掘下 げ,鉱 体東 部 北 側 の採 掘 現 場 に貫 通 さ せ た 。 そ の 後,坑 内構 造展 開 に資 す るた め,水 準 坑 着 鉱 地 点 よ り東 南 方 向 に180m掘 進 し,4本 の 探 鉱 昇 を 上 げ た。 次 に,東 部水 準 坑 道70m,西 部 水 準 坑 道81mを 掘 進 し,さ らに第2大 流 を東 部 北 斜 面 に,第3大 流 を 鉱 体 中 央 部 に,第4大 流 を西 部 南 斜 面 にそ れ ぞ れ 貫 通 さ せ, これ らの大 流 を軸 とし て グ ロ リー採 掘 現 場 を 設 け た 。 6-4 採 掘 方 法 坑 内 採掘 に は主 と して サ ブ レベ ル 法 が と られ,一 部 ス パ イ ラル法 を用 い てい る。 坑 外 採 鉱 に は グ ロ リー採 掘 が と られ,と きに小 ベ ン チ 採掘 が な さ れ てい る。 6-5 運 搬 坑 内運 搬 は2tダ ン プ カ ー10台(使 用6台)を 利 用 し,小 捲(20∼30HP)運 搬 方 式 で あ る。 工 場 製 品 の駅 出 しは6∼7t/車 トラ ック4台 を利 用 して い る。 大口 需 要 の直 送 に は ダ イ コン(0.5t/袋)ま た はバ ラ専 用 タ ン ク車(1.8m3)を 使 用 して い る。 6-6 砕 石 選 鉱 斜 面 原 石 ポケ ッ ト(400t)の 貯 鉱 はベ ル トコ ンベ ア ー で 抜 き と られ,-80∼-100m/mは2次 振 動 ス ク リー ン に,+80∼+100m/mは30HPブ レキ ク ラ ッシ ャー (40t/h)で 破 砕 され て2次 振 動 ス ク リー ンに送 られ,80 m/m,60∼40m/m,-40m/mの3種 類 ま た は+60m/m, -60m/mの2種 類 に分 級 され る。+60m/mは 焼 成 に, -60m/mは 肥 料用 に供 給 す る。 6-7 焼 成 お よび 工場 焼 成 には 独 立 炉3基 を有 し,1日 焼 出30∼40t/基 で 34
あ り,作 業 方 式 は3交 代,抜 取 方 式 は9回/日 とな つ て い る。 焼 成 炉 か ら抜 取 つ た 生 石灰 を3∼7m/mバ イブ レー タ ー に掛 け,-3∼-7m/mは 第2工 場 へ,+3∼+7m/m は ロー ル ク ラ ッシ ャーで+50m/mに 破 砕 さ れ て第1工 場 消 石 灰 製 造 用 に供 給 され るが,一 部 は生 石 灰 製 品 と し て直 接抜 取 られ る。 第1工 場 では 上 級 消 石 灰 を製 造 し (80∼100t/日),第2工 場 で は 中 級 消 石灰 と肥 料用 消石 灰(20∼30t/日)と を 出 して い る。 6-8 生 崖 お よび 人 員 昭和44年9月 ま での 生 産 は,日 産250∼340tで あ り,原 石 関 係 の人 員 は,採 掘 運 搬 ク ラ ッシ ャー等 を 含 め, 15名 ぐ らい で あつ た 。 これ に た い し,現 在 で の 日産 は 360∼440t,原 石 関 係 人 員 は8名 とな つ てい る。 この他 に,昭 和36年 以 降 の 工 場 関 係 の人 員 の推 移 は 32∼40名,管 理 事 務 関 係7∼12名 で あ る。 6-9 製 品 ・銘 柄 昭 和43年 度 にお け る製 品 の 販 売 に つ い て 表示 す る と 次 の とお りで あ る。 7. あ と が き 既 に述 べ た よ うに,士 別 石 灰 工業 株 式会 社 は,そ の設 立 以来 経 営 の合 理 化,機 械 設 備 の 近 代 化 を押 し進 め て き た が,さ らに 昭和44年 か らは 原 石 採 掘 の坑 外 掘 り1本 化,工 場生 産 設 備 の全 般 的 改 良,焼 成 法 の工 夫 な どを 図 つ て い る。 石 灰 石 鉱床 は,第1,第2,第3の3鉱 体 に 分 か れ る が,品 質 ・立 地 とも に条 件 が そ ろつ てい るの が第1鉱 体 で,そ の一 部 が開 発 され て現 在 ま で にほ ぼ70万tの 出 鉱 を み て い る。 この部 の鉱 体 は,下 底 が 舟 底 型,両 翼 に タコ 足 状 部 を 出 し,総 体 的 にか な りひ ね れ た 形 の不 規則 塊 状 を 呈 し,残 存 可 採 鉱 量 は ほ ぼ72万tと な つ て い る。 本 鉱 山 の今 後 の課 題 と して は,原 石 採 掘 関 係 で は ア イ ヨ ン機 採用 に よる火 薬 の節減,焼 成 炉 関 係 で は 原 石 投 入 量 減 で 歩留 りを あ げ,製 品輸 送 関 係 では バ ラ輸 送 の 拡 張 と設 備 の 増強 お よび公 害 関係 の解 消 な ど であ る。 した が つ て,今 後 道 内 に お け る石 灰 工 業 の合 理 化 工 事 と して は, 重 油焼 成設 備 を早 急 に着 工 し て近 代 的 な経 営 に した い と 計 画 して い る。 参 考 文 献 1) 土 居 繁雄(1952):天 塩 国上 川 郡 士 別 市 付 近 の 石 灰 石 鉱 床,北 海 道 地下 資 源調 査 資料,No. 3 2) 酒 匂 純俊(1952):5万 分 の1地 質 図 幅 「奥 士 別 」, お よび 同説 明書,北 海 道 開発 庁 3) 酒 匂 純俊 他5名(1959):士 別 市 の 地 質 と地 下 資 源,地 下 資 源 調 査 所報 告,No. 21