劉文祥

摘要： 隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量日益加大，為更合理地利用礦產(chǎn)資源，需先對(duì)礦區(qū)的開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行分析。本文通過(guò)地表、出水點(diǎn)、泉點(diǎn)的流量觀測(cè)，水質(zhì)分析，鉆孔抽水試驗(yàn)，圍巖及礦體穩(wěn)定性的觀察記錄，地表不良工程地質(zhì)現(xiàn)象的觀察等，基本查明礦區(qū)的水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件和環(huán)境地質(zhì)條件，為礦山合理設(shè)計(jì)和開(kāi)采提供一個(gè)可靠依據(jù)。

Abstract： With the development of society， the demand for mineral resources is increasing， and for more rational use of mineral resources， it is first to analyze mining technical conditions. Through the surface， flow observation of water spot and spring spot， water quality analysis， pumping test， observation record of surrounding rock and orebody stability， observation of surface engineering geological phenomena， basic identification of hydrogeological conditions of mining area， the engineering geological conditions and environmental geological conditions has been achieved， providing a reliable basis for the rational design of mines and mining.

關(guān)鍵詞： 開(kāi)采技術(shù)條件；水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)

Key words： mining technical conditions；hydrogeology；engineering geology；environmental geology

中圖分類號(hào)：P618.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）13-0087-02

0 引言

某銅礦廠位于云南省玉溪市青龍鎮(zhèn)內(nèi)，礦區(qū)地理坐標(biāo)范圍為東經(jīng)102°02′07″～102°02′59″北緯23°47′40″～23°48′33″。該區(qū)段為一補(bǔ)償型裂谷盆地[1-2]，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，由南北向淺變質(zhì)的元古界昆陽(yáng)群巖系構(gòu)成區(qū)域基底，且火山、巖漿活動(dòng)頻繁，因此其成礦條件極為優(yōu)越。前人對(duì)該銅礦區(qū)已做了大量研究，但主要集中在地質(zhì)特征和控礦因素方面，對(duì)其礦床開(kāi)采技術(shù)條件還沒(méi)有系統(tǒng)的研究[3-4]。本文在對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件及工程地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，分析揭示礦區(qū)開(kāi)采技術(shù)的主要影響因素，為礦山后續(xù)開(kāi)采生產(chǎn)工作提供依據(jù)。

1 水文地質(zhì)條件

1.1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件 某銅礦廠位于以青龍廠鎮(zhèn)一帶為分水嶺的北側(cè)，礦區(qū)面積0.979km2。地表水以水渠和沖溝為主，自西向東轉(zhuǎn)向北東流入河底江。礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面為它克河溝谷1170m左右，潛水面標(biāo)高1284～1265m，礦體大部分在潛水面以上。核實(shí)礦體最低標(biāo)高1036m，開(kāi)采方式主要有露采和坑采，現(xiàn)有坑道控制最低標(biāo)高為二號(hào)坑（1265m），礦區(qū)地形利于礦坑自然排水。

1.1.1 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件 礦床地下水主要包括大氣降水補(bǔ)給和徑流補(bǔ)給[5]。該銅礦廠在勘探時(shí)根據(jù)鉆孔及坑道所揭露的資料確定深部無(wú)大的地下水體存在，潛水面存在于1284～1265m以下，補(bǔ)給主要靠大氣降水。礦區(qū)礦體產(chǎn)于山脊或近山脊的山坡上，地形坡度較陡，大氣降水難于積聚，且礦體均在當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面（1170m）以上，自然排水條件有利。

1.1.2 坑道水文地質(zhì)特征 坑道涌水主要來(lái)自構(gòu)造裂隙發(fā)育地段，以滴水和淋漓兩種形式出現(xiàn)。據(jù)觀測(cè)，二號(hào)坑（1265m）坑口總涌水量，最大流量463.97m3/日，最小流量13.22m3/日，平均133.66m3/日。露天采場(chǎng)面積僅0.069km2，因開(kāi)采分水嶺以北的土狀礦，采場(chǎng)位于近南北的山脊上，采場(chǎng)由北向南采，底板南高北低，大氣降雨由南向北自然排放。雨水下滲較少，對(duì)礦坑涌水量影響甚微。

1.2 礦坑涌水量預(yù)測(cè) 本次坑道涌水量預(yù)測(cè)用水文地質(zhì)比擬法，根據(jù)原勘探報(bào)告HCK（1/31）孔抽水試驗(yàn)資料對(duì)未來(lái)1150m礦坑進(jìn)行預(yù)測(cè)，涌水量計(jì)算公式如下：

式中：Q-預(yù)測(cè)坑道開(kāi)采時(shí)的涌水量（m3/日）；Q0-現(xiàn)有坑道開(kāi)采時(shí)的涌水量（m3/日）；F-預(yù)測(cè)坑道開(kāi)采時(shí)的控制面積（m2）；F0-現(xiàn)有坑道控制面積（m2）；S-預(yù)測(cè)坑道系統(tǒng)開(kāi)采時(shí)的水位降低值（m）；S0-現(xiàn)有坑道系統(tǒng)開(kāi)采時(shí)的水位降低值（m）。

根據(jù)資料可知：最大涌水量Q0=463.97m3/日，平均涌水量Q0=133.66m3/日；F0=237575m2；S0=55m；1150m中段坑道控制范圍長(zhǎng)1074m，寬228m，F(xiàn)=244872m2；S=120m。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表1。從計(jì)算結(jié)果看，坑道的涌水量大小與控制面積和水位降深有關(guān)，其預(yù)測(cè)的坑口最大涌水量為706.37m3/日，由于礦區(qū)地形有利于自然排水，所以對(duì)礦坑不易造成大的涌水事故。盡管如此，礦山還應(yīng)做好疏排水工作，防止涌水給礦坑帶來(lái)安全隱患，影響礦山正常生產(chǎn)工作。

2 工程地質(zhì)條件

礦區(qū)位于青揚(yáng)斷裂西側(cè)，總體構(gòu)造線走向30°，次級(jí)撓曲構(gòu)造發(fā)育。礦區(qū)總體為單斜構(gòu)造，構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，區(qū)內(nèi)褶皺、斷層、節(jié)理及裂隙等均較發(fā)育。

2.1 斷裂構(gòu)造破碎帶的工程地質(zhì)特征及對(duì)開(kāi)采的影響

礦區(qū)斷層較為發(fā)育，沿巖層走向及傾向均有分布，計(jì)有F1～F9九組主要斷層：其中F1、F4、F8三組為成礦前斷層，其他斷層為成礦后破壞礦體的斷層，規(guī)模較大斷層為F1、F2、F3。

F1：為青揚(yáng)斷裂派生的礦區(qū)內(nèi)最主要的斷層，延長(zhǎng)4km，產(chǎn)狀：305～325°∠70°，走向幾乎與青揚(yáng)斷裂一致。該斷層顯擠壓性斷裂特征，對(duì)礦床開(kāi)采有一定影響，坑道揭露該斷層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行支護(hù)處理。

F2：此斷層為對(duì)礦床礦體破壞最大的斷層，走向和傾向延伸均大于300m，產(chǎn)狀：290°∠40～60°，個(gè)別地段緩至24°。

F3：規(guī)模與F2相當(dāng)，走向長(zhǎng)達(dá)300m以上，出露在礦床深部，使礦體普遍向西錯(cuò)移50m以上，造成約40m左右的礦體缺失帶。

F2、F3斷層破碎帶充填物均由松散物質(zhì)組成，抗壓強(qiáng)度低，礦床開(kāi)采中易受應(yīng)力作用影響而破碎，工程揭露后易產(chǎn)生垮塌、崩落、掉塊等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)開(kāi)采影響較大，應(yīng)予以重視，坑道開(kāi)拓中需要進(jìn)行支護(hù)。

2.2 礦層頂、底板及井巷圍巖、采場(chǎng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 礦體主要賦存在昆陽(yáng)群落雪組二段、三段（Pt2l2-3）的白云巖中，次要賦礦層為落雪組一段（Pt2l1）、鵝頭廠組一段（Pt2e1）。其產(chǎn)狀與圍巖一致，局部有穿層現(xiàn)象，其巖石抗壓強(qiáng)度較低，按硐室圍巖分類將其劃為完整軟巖類組，工程揭露該巖體易產(chǎn)生不良地質(zhì)現(xiàn)象。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，節(jié)理裂隙、破碎帶由石英長(zhǎng)石、破碎巖石、泥炭質(zhì)等組成，局部有滴水現(xiàn)象。

礦山現(xiàn)有露天采場(chǎng)，主要是采土狀礦。采礦方法為臺(tái)階采礦，土狀礦穩(wěn)定性較好，凡按設(shè)計(jì)采礦地段，無(wú)邊坡坍塌、崩落現(xiàn)象。但局部地區(qū)裂隙較發(fā)育，應(yīng)采取措施進(jìn)行支護(hù)[6]。臺(tái)階高度較高，邊坡角較陡出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，產(chǎn)生邊坡坍塌、崩落等（圖1）。為防止露天采場(chǎng)出現(xiàn)大的工程地質(zhì)問(wèn)題，保證礦山的安全生產(chǎn)，采場(chǎng)邊坡頂部、各臺(tái)階應(yīng)開(kāi)挖截、排水溝。嚴(yán)格控制工作臺(tái)階高度在6m以內(nèi)，臺(tái)階最終邊坡角小于50°。

3 環(huán)境地質(zhì)條件

3.1 地震及區(qū)域穩(wěn)定性 按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）附錄A劃分，礦區(qū)屬地震設(shè)防烈度Ⅶ度區(qū)。資料顯示近20年來(lái)元江縣境內(nèi)未發(fā)生6級(jí)以上地震。但該區(qū)位于綠汁江深大斷裂、普渡河大斷裂、紅河大斷裂夾持地帶，此斷裂均為活動(dòng)斷裂，近期仍在發(fā)生ML≥2.0 級(jí)地震，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較活躍，區(qū)域地殼穩(wěn)定性差，屬次穩(wěn)定性。

3.2 地表水、地下水環(huán)境質(zhì)量 礦區(qū)內(nèi)地表水系主要有它克河、紅龍廠溝及一些人工水渠、沖溝和泉點(diǎn)，兩條河流流量均具有明顯的季節(jié)特征，旱季水量較小，清澈無(wú)味，雨季水量大但渾濁，含泥沙較重。經(jīng)三個(gè)點(diǎn)的水樣分析結(jié)果：含菌值都超標(biāo)，水質(zhì)量較差，需專門(mén)處理后才能飲用。細(xì)菌檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。故礦山開(kāi)采過(guò)程中要挖好排洪溝，做好安全防護(hù)工作，并制定用水循環(huán)等措施[7]。

3.3 有毒有害成分及放射性元素

對(duì)礦床開(kāi)采有影響的有害元素主要為游離SiO2，主要存在于礦體和圍巖中，其中泥質(zhì)白云巖中含量為35.83%，褪色白云巖中含量為5.10%，青灰色白云巖含量為17.34%，需設(shè)置吸塵設(shè)備，其它硫、磷含量極低，無(wú)甚影響。巖石中鎂含量較高，對(duì)選礦和冶煉效果造成一定的影響。氧化鎂含量達(dá)10.24～14.07%，需在選礦時(shí)采取抑制泥化及冶煉時(shí)防止?fàn)t渣粘結(jié)的必要措施。其它砷、鋅等有害元素含量極低，對(duì)人體無(wú)甚影響，對(duì)礦床開(kāi)采和礦山地質(zhì)環(huán)境無(wú)影響。

該銅礦廠在勘探過(guò)程中，對(duì)放射性進(jìn)行了查定，礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有放射強(qiáng)度高值區(qū)，放射性對(duì)礦床開(kāi)采和礦山環(huán)境無(wú)影響。

4 結(jié)論

①昆陽(yáng)群落雪組（Pt2l）碳酸鹽巖構(gòu)造裂隙含水層為礦床的主要含水層，礦區(qū)附近無(wú)大的地表水系通過(guò)。構(gòu)造破碎帶、地下水對(duì)礦床充水有一定影響，但不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的涌水問(wèn)題。礦巖層頂板為板巖，起到隔水的作用且較穩(wěn)定，所以礦床水文地質(zhì)條件屬以落雪組構(gòu)造裂隙含水層充水為主的中等類型。②昆陽(yáng)群鵝頭廠組一段（Pt2e）和落雪組（Pt2l）中、厚層狀較堅(jiān)硬工程地質(zhì)巖組是該銅礦廠的含礦層和礦體頂?shù)装鍘r層，構(gòu)造破碎帶存在小范圍不良工程地質(zhì)問(wèn)題，采礦坑道系統(tǒng)在通過(guò)斷裂破碎帶部位時(shí)易發(fā)生冒頂、崩塌等工程地質(zhì)問(wèn)題。露天采場(chǎng)局部地段出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)等工程地質(zhì)問(wèn)題，上述情況影響范圍均不大，且礦石圍巖較穩(wěn)定，容易護(hù)理。所以礦床工程地質(zhì)條件屬以中厚層狀較堅(jiān)硬工程地質(zhì)巖組為主的簡(jiǎn)單類型。③礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境較好，但礦床開(kāi)采對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成了一定影響，不利于礦床開(kāi)采的因素存在，礦床的開(kāi)采還有誘發(fā)小型地質(zhì)災(zāi)害的可能性，加上區(qū)域地殼不穩(wěn)定，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為中等類型。

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