王仁朋
(煙臺黃金職業(yè)學(xué)院,山東 煙臺 265400)
后倉金礦床位于膠東半島山東招遠,行政區(qū)劃隸屬招遠市大伊格莊。本文在后倉金礦床的地質(zhì)勘查資料詳細總結(jié)分析的基礎(chǔ)上,對礦床工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)進行了調(diào)查研究,為礦區(qū)整體工程建設(shè)規(guī)劃、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、勘查工程布置和礦床開采方法確定提供了較為詳實的資料及有益參考。
勘查區(qū)位于膠東半島西北部—膠西北金礦集區(qū),為我國最重要的金成礦區(qū),其大地構(gòu)造位置處在華北板塊(Ⅰ)東南緣,膠北隆起區(qū)(Ⅱ)之膠北隆起(Ⅲ)西緣之Ⅳ級構(gòu)造單元—膠北斷?。〝啵抒饠嗔褞|側(cè)。招(遠)~平(度)斷裂帶中段。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖漿巖廣布。
礦床位于膠東隆起的西緣,區(qū)域構(gòu)造活動不甚強烈,淺層第四系松散巖層較薄,基巖為較為堅固的巖漿巖和變質(zhì)巖,巖石硬度大,力學(xué)強度高,巖石質(zhì)量以好的、極好的為主,巖體較完整,穩(wěn)定性較好。
根據(jù)鉆孔工程地質(zhì)編錄、巖石物理力學(xué)性能測試等成果數(shù)據(jù)綜合分析,礦床的工程地質(zhì)大致可分為四個區(qū):第四系松散軟弱巖層工程地質(zhì)條件不良區(qū)(Ⅰ);基巖風化帶及主斷裂面下部工程地質(zhì)條件較差區(qū)(Ⅱ);上盤及下盤蝕變帶工程地質(zhì)條件良好區(qū)(Ⅲ);底板工程地質(zhì)條件優(yōu)良區(qū)(Ⅳ)。
(1)工程地質(zhì)條件不良區(qū)(Ⅰ)。位于礦區(qū)的表層,主要為第四系松散土層,由沖洪積、殘坡積堆積形成,主要沿河流呈階地狀分布,厚度變化較大,最厚15m。巖土層呈散體結(jié)構(gòu),強度低,屬軟弱層,施工中易出現(xiàn)坍塌、流砂等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。工程施工時應(yīng)全面支護,也可采用施工前先固結(jié)等方法施工,工程地質(zhì)條件不良。
(2)工程地質(zhì)條件較差區(qū)(Ⅱ)。主要分布于裸露于地表的基巖風化帶和礦體發(fā)育的主裂面附近,在局部構(gòu)造裂隙發(fā)育明顯地段也有展布。基巖風化帶位于礦床淺層,分布在整個礦床范圍內(nèi),風化層厚度一般在10m~20m,局部可達60m,受風化水蝕作用影響較強,RQD:10~40,工程地質(zhì)條件較差。主裂面附近基巖整體較破碎,巖體主要有斷層泥、構(gòu)造角礫巖、黃鐵絹英巖化碎裂巖等構(gòu)成,沿斷層泥走向分布,厚度0.05m~40m,厚度變化較明顯,巖石破碎程度差異較大,RQD多在35~65。巖石受強烈風化和構(gòu)造蝕變作用,裂隙十分發(fā)育,受力程度呈不均勻性,強度也很低,飽和單軸抗壓強度多為30MPa左右,巖石整體屬軟弱~半堅硬巖。巖體的完整性差或破碎,屬碎裂結(jié)構(gòu),工程施工中易出現(xiàn)坍塌、掉塊、冒頂?shù)炔涣脊こ痰刭|(zhì)現(xiàn)象,需部分支護,工程地質(zhì)條件較差。
(3)工程地質(zhì)條件良好區(qū)(Ⅲ)。主要位于主斷裂附近的上、下盤區(qū)域,巖體裂隙發(fā)育中等,鉆孔揭露主要可見2~3組,多為壓扭性,RQD值一般在65~85左右,巖石質(zhì)量以好的為主,部分為中等。巖體較完整或中等完整,屬整體塊狀結(jié)構(gòu),巖石飽和單軸抗壓強度平均83.73MPa,硬度較大,屬堅硬巖。工程施工中一般不會出現(xiàn)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象,個別地段可能出現(xiàn)掉塊、冒落等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象,工程施工中個別地段需簡單支護,工程地質(zhì)條件良好。
礦床內(nèi)的巖石多為巖漿巖和變質(zhì)巖,巖性間多呈蝕變過渡接觸,各種巖性間以及各巖石內(nèi)部沒有明顯接觸結(jié)構(gòu)面,其主要結(jié)構(gòu)面為斷裂構(gòu)造形成,礦區(qū)主要發(fā)育為招平斷裂構(gòu)造帶。招平斷裂構(gòu)造帶貫穿整個礦區(qū),不僅控制著礦體及巖性帶的分布,還是礦床及附近最大規(guī)模的斷裂結(jié)構(gòu)面,也是二長花崗巖與(礦化)蝕變巖帶的接觸面,結(jié)構(gòu)面延伸達數(shù)十公里,為區(qū)域性斷裂構(gòu)造帶。斷裂帶的主要標志層是由斷層泥構(gòu)成的斷層面,深灰至黑色,斷層泥粘粒的質(zhì)地均勻,呈軟塑狀至硬塑狀,強度極低,分布范圍大,對礦床及區(qū)域巖體穩(wěn)定的影響很大。結(jié)構(gòu)面兩側(cè)碎裂蝕變巖受其影響,強度差異明顯,頂部破碎程度增大,并有一定的視層狀特點,巖石質(zhì)量和巖體完整性均較差,下部巖體多堅硬,巖石質(zhì)量和巖體完整性均較好,并多出現(xiàn)蝕變成礦。
根據(jù)鉆探資料和巖石力學(xué)性質(zhì)測試統(tǒng)計,礦體頂、底板巖石質(zhì)量有一定的差異,主要體現(xiàn)在巖石的完整程度上,其次是巖石的強度。通過鉆孔揭露,主裂面附近巖體多碎裂結(jié)構(gòu),巖心柱狀、塊狀為主,蝕變較強,且受構(gòu)造作用明顯,巖石硬度較差,巖石RQD多大于65,飽和單軸抗壓強度多在30MPa左右,屬軟弱~半堅硬巖,工程地質(zhì)條件較差。主裂面以下的成礦構(gòu)造蝕變巖至隔水底板下伏厚度約25m以上區(qū)域,巖體多中等完整,巖心住狀為主,巖石RQD值一般在60~80,屬中等的,飽和單軸抗壓強度多在30MPa~40MPa,屬半堅硬巖,工程地質(zhì)條件較好。
隔水底板巖體整體塊狀結(jié)構(gòu),本層未穿透,據(jù)鉆孔揭露,巖石RQD值多大于70,飽和單軸抗壓強度多大于70MPa,工程地質(zhì)條件好。根據(jù)礦山情況,礦體位于主裂面以下,平巷開拓多沿下盤巖體挖掘礦體,平巷一般開拓到主裂面附近就要終止,工程施工中一般不會出現(xiàn)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象,個別地段需簡單支護。若井巷施工穿過礦體開拓至頂板位置時,由于頂板巖體破碎,斷層泥遇水易軟化,工程地質(zhì)條件較差,生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生冒頂、坍塌、掉塊、偏幫等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象,必須嚴格支護。
礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境優(yōu)良,通過近幾年的礦山開采沒有對礦區(qū)地下水造成明顯的破壞,各含水層水質(zhì)一般,地下水化學(xué)類型多樣。礦山礦坑水不外排,全部循環(huán)利用,用作生產(chǎn)用水(選礦用水、充填用水、井下生產(chǎn)用水),礦坑排水不會與地表水發(fā)生直接聯(lián)系。區(qū)內(nèi)丘陵發(fā)育,溝淺坡緩,歷史上沒有發(fā)生過崩塌、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害,交通干線兩側(cè)可視范圍內(nèi)未見地形地貌景觀遭受破壞。礦山開采多年,對采空區(qū)進行了尾礦砂充填,至今未發(fā)現(xiàn)因礦山采礦造成的采空塌陷、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題。確定,礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。
在礦區(qū)內(nèi),隨著探采工程的加深,可能誘發(fā)或加劇地質(zhì)環(huán)境問題,現(xiàn)分述如下:
(1)廢水。礦坑疏干排水要進行重復(fù)利用如井下施工,采空區(qū)回填等,醫(yī)療、生活等方面的廢水要達標排放。如果對這些廢污水不經(jīng)處理直接排放,將直接或間接地污染地表水、地下水和周圍土地,有害元素的揮發(fā)也污染空氣。
(2)廢渣。采礦過程廢棄的石渣處理不當,會占用大量的土地,土地的破壞在一定程度上也影響礦區(qū)的生態(tài)平衡乃至造成泥石流等不良地質(zhì)災(zāi)害。被破壞的地表、廢石堆、尾礦池更是大氣、水體、土壤的污染源,所以廢渣除要進行回填外,還要定點堆放,統(tǒng)一進行無害化處理。
(3)粉塵。本礦床礦石類型為硬質(zhì)巖類,富含長英質(zhì)礦物成分,在礦山采掘爆破、礦石破碎等生產(chǎn)過程中,都會產(chǎn)生大量的游離性SiO2等粉塵,不僅對大氣環(huán)境質(zhì)量有影響,而且對操作人員的健康直接構(gòu)成傷害,長時間過量吸入粉塵會增大硅肺病發(fā)生的幾率,因此井下作業(yè)人員要配備好勞動防護用品。
(4)其它因素。未來礦床開采中隨著開采深度的不斷加大,應(yīng)加強深部巖礦石的放射性檢測,以免給礦區(qū)工作人員造成傷害和對環(huán)境造成放射性污染;在深部開拓中,受地溫影響越來越明顯,應(yīng)加強對地溫變化情況監(jiān)測。
礦體上、下盤巖體完整,巖石物理性質(zhì)較好,礦體頂板以半堅硬巖為主,巖體中等完整,工程地質(zhì)條件較好;礦體巖石以半堅硬類為主,巖體中等完整為主,工程地質(zhì)條件較差;底板巖體完整,巖石力學(xué)強度高,屬堅硬巖,工程地質(zhì)條件良好。依據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(GB12719-91),確定該礦區(qū)工程地質(zhì)條件屬簡單型;礦區(qū)所屬區(qū)域斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育,巖性巖相較穩(wěn)定,礦山建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性小,礦區(qū)范圍無重大污染源,對地質(zhì)地貌景觀的破壞和影響較小,依據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(GB12719-91),確定該礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好。