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        礦床開采的技術條件及探采對比分析

        2019-01-03 16:13:12施杰李
        中國金屬通報 2019年10期
        關鍵詞:昆陽巖類礦層

        施杰李

        (云南磷化集團工程建設有限公司,云南 昆明 650600)

        1 礦區(qū)地質(zhì)概況

        昆陽磷礦位于滇池聚磷區(qū)南西部,即原昆陽磷礦區(qū)一至四采區(qū)勘探線6-56線之間,為昆陽磷礦區(qū)的東半部,與昆陽磷礦二礦(原五、六采區(qū))相接。位于昆明市204°方向平距39km、晉寧縣325°方向平距6.7km,地處云南省昆明市晉寧縣昆陽鎮(zhèn)境內(nèi)。其地理坐標(54北京坐標系):東經(jīng)102°31′39″~102°34′55″,北緯24°42′36″~24°44′12″。昆陽磷礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育,主要分布于測區(qū)北西50km~65km的富民羅次一帶,普渡河—滇池斷裂與羅次—易門斷裂之間。主要為基性、超基性和堿性巖體,呈巖珠、巖墻、巖床狀產(chǎn)出[1]。

        2 礦床開采技術條件

        2.1 水文地質(zhì)條件

        礦區(qū)水文地質(zhì)條件類型以大氣降水和礦層及其頂?shù)装迦跻恢械葞r溶裂隙含水層補給的簡單類型,開采前后,礦區(qū)的水文地質(zhì)基本無變化,礦區(qū)地層因剝蝕而出露不全,該礦區(qū)地形為順向坡,巖(礦)層為單斜構造,為裂隙充水礦床,探明礦體大部分位于當?shù)刈畹颓治g基準面—滇池水面以上;本次核實開采標高在1620m以上,礦坑水多能自然排泄。

        礦區(qū)開采礦層均位于當?shù)刈畹颓治g基準面和地下水位以上,礦坑充水的主要因素比較單一,僅為大氣降水,包括直接落入采坑的大氣降水涌水量及地表徑流涌水量,處理的主要方法是挖排洪溝泄洪,排洪溝的規(guī)模根據(jù)礦坑涌水量預測及對實際涌水量的觀測經(jīng)驗設計,從開采的情況來看,此方法完全可以解決礦山開采過程中的礦坑涌水量問題。

        礦區(qū)地處區(qū)域強富水補給、徑流區(qū),本次進行資源儲量核實的礦層按開采標高分為兩部分:最低標高以上區(qū),礦體位于水位和當?shù)刈畹颓治g基準面以上,礦坑充水因素主要為大氣降水,水文地質(zhì)條件屬簡單類型;礦體位于地下水位以下,主要充水含水層富水性強,礦坑水不能自流排泄,水文地質(zhì)條件為以巖溶含水層充水為主的中等偏復雜型。

        2.2 工程地質(zhì)條件

        礦區(qū)工程地質(zhì)條件為以可溶鹽巖、碎屑巖類堅硬-半堅硬巖類為主的中等類型。工程地質(zhì)條件隨著開采規(guī)模的擴大,有滑坡的可能性。礦層直接頂板為含磷硅質(zhì)白云巖,新鮮巖石致密堅硬,比重2.84g/cm3,飽和容重2.79g/cm3,吸水率1.6%,飽和內(nèi)聚力14.0MPa,飽和內(nèi)摩擦角47.1°,風干抗壓強度124.1MPa~141.5MPa,飽和抗壓強度117.7MPa~133.3MPa,軟化系數(shù)0.95,屬堅硬巖類,穩(wěn)固性好。

        露天采礦場工作幫的邊坡類型為逆向層狀巖質(zhì)邊坡,其組成巖層為筇竹寺組一—四段(?1q1-4)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,中誼村組二段(?1z2)白云巖、一段砂屑狀磷塊巖(?1z1),巖組單軸抗壓強度71.8MPa~193.7MPa,屬堅硬巖類;端幫(東、西部)的邊坡類型為斜(切)向層狀邊坡,其組成邊坡巖層同上;永久幫的邊坡類型為順向層狀邊坡,組成邊坡的地層巖性單一,為漁戶村組二、三段(?1y2+3)白云巖、白云巖夾硅質(zhì)巖,單軸抗壓強度為97.0MPa~106.9MPa,屬堅硬巖類[2]。

        2.3 環(huán)境地質(zhì)條件

        礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為中等類型。由于礦山為露天開采礦山,礦層及圍巖中檢出有害元素F含量較高,應在開采的過程中注意,同時還應注意水土流失問題。剝采破壞地表形態(tài)及植被,堆放的剝離物結構松散,又無法被根系保護,易產(chǎn)生水土流失,如遇大雨,還有引發(fā)泥石流的可能。

        露采可能會引起邊坡失穩(wěn)、滑坡、滑移,露采時穿孔爆破、機械振動等人工活動對邊坡穩(wěn)定性有影響,局部軟弱夾層可能會產(chǎn)生蠕動變形,引起滑坡。

        露采易產(chǎn)生粉塵,對環(huán)境造成影響。

        綜上所述,經(jīng)過2018年調(diào)查研究可發(fā)現(xiàn),礦區(qū)在區(qū)域上屬地震烈度Ⅷ度帶,為較不穩(wěn)定區(qū),地下水質(zhì)良好,物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育,但礦石及圍巖中F和U的含量偏高,對環(huán)境有一定危害,礦山長期開采造成地表形態(tài)、植被的破壞,礦段環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量中等偏復雜。

        3 探采對比

        2018年度主要對二、三、四采區(qū)進行開采,動用7個礦體上層Ⅰ品級、上層Ⅱ品級、上層上Ⅲ品級、上層下Ⅲ品級、下層Ⅰ品級、下層Ⅱ品級、下層下Ⅲ品級,70個采空塊段。通過本次調(diào)查,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造輪廓和特征與原勘探報告描述基本相同,僅個別斷裂構造上稍有增減。本次調(diào)查未見新增礦體,原各礦體的形態(tài)、產(chǎn)出位置、厚度均變化不大,礦體產(chǎn)狀、結構、構造及礦石質(zhì)量也無大的變化,局部礦體傾向延伸品位略有變化,但對資源儲量的影響不大。

        經(jīng)本年度動測,全區(qū)上礦層工業(yè)礦體厚5.00m~7.00m,平均厚度6.18m。上礦體(層)工業(yè)礦體從地表至中深部厚度穩(wěn)定。礦體厚度沿傾向及走向的變化規(guī)律是:東部較厚,一般7.00m~8.00m,最厚15.30m。西部較薄,一般5.00m~6.00m,最厚7.40m。上礦層厚度大于8m的地段主要分布于補勘區(qū)東部靠南側(14-37線),作東西向展布,長約2.5km,寬200m~600m。該厚度帶的北部有零星地段厚度大于8m,礦層工業(yè)礦體的厚度與P2O5含量一般呈消長關系,個別位于溝谷的地段,因次生富集作用,P2O5含量變高,略有波動。

        下礦體(層)工業(yè)礦體厚度從地表至中深部具變薄的趨勢,但變化不大,變化系數(shù)57.70%,從變化系數(shù)來看,厚度變化仍屬中等。下礦層除個別地段底零星分布有低品位礦石外,大部分礦層與礦體吻合。工業(yè)礦體厚度3.00m~4.00m,最厚7.95m,平均3.25m。下礦層工業(yè)礦體厚度變化情況與上礦層截然相反,一般為西部較厚,為4.00m~6.00m,東部較薄,為2.00m~4.00m。礦區(qū)中部靠南段礦體厚度為0,其分布范圍東西長約1km,南北寬約600m。此外,無礦區(qū)的北側及東側,零星地段厚度小于1m。工業(yè)礦體上、下礦層與全區(qū)工業(yè)礦體平均品位比較得出結論:P2O5平均含量地表至中深部具下降的特點。

        4 礦山的礦床地質(zhì)及開采技術條件變化特征

        據(jù)實測和收集礦山相關開采資料分析,昆陽磷礦為海相沉積的大型磷塊巖礦床,厚度較大,品位較高,層位穩(wěn)定。含礦巖系為下寒武統(tǒng)中誼村組(?1z),具工業(yè)價值的礦體(層)為上礦層(?1z1-3)和下礦層(?1z1-1),其間夾灰白色凝灰質(zhì)粘土巖層(?1z1-2)。上礦層的頂板為硅質(zhì)白云巖(?1z2),下礦層的底板為白云巖夾硅質(zhì)條帶(?1y3)。層序清楚,頂、底板界線及標志明顯。開采后的含磷礦地層系為下寒武統(tǒng)中誼村組(ε1z),磷塊巖礦床為穩(wěn)定的層狀,礦體(層)總體為一走向東西,向南緩傾斜的單斜構造,平均傾角16°,其產(chǎn)狀完全與圍巖產(chǎn)狀一致。礦體(層)的規(guī)模皆指工程控制范圍而言,長5.6km,寬1.0km~2.15km。

        礦山為露天開采,礦床總體開采技術條件無原則性變化,礦區(qū)在區(qū)域上屬地震烈度Ⅷ度帶,為較不穩(wěn)定區(qū),地下水質(zhì)良好,物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。

        5 結論

        綜上所述,昆陽磷礦礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查研究和預測評價,較詳細地查明了礦段水文地質(zhì)條件為以大氣降水充水和礦層及其頂?shù)装宄渌疄橹鞯闹械阮愋?;工程地質(zhì)條件為以上覆碎屑巖類半堅硬—堅硬巖類、礦層及頂?shù)装蹇扇茺}巖類堅硬巖類為主的中等類型;礦床開采對環(huán)境有一定影響,環(huán)境地質(zhì)條件中等。礦床開采技術條件勘查類型屬中等型的復合問題礦床(II-4型)。

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