新疆哈密東戈壁超大型鉬礦床工程地質(zhì)特征及礦山開發(fā)保護

張均直，崔蓓蕾，羅明偉，張 蓓，李大卓，杜春陽

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 451000)

(2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 許昌 461000)

1 區(qū)域、礦區(qū)及礦床地質(zhì)概況

新疆哈密東戈壁超大型鉬礦床自2006 年發(fā)現(xiàn)，經(jīng)4 年多的普、詳查及勘探，于2010 年11 月提交報告，并一次通過省部級評審;該礦床的發(fā)現(xiàn)與探明，是中央實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的重大突破，也是西部6 省、自治區(qū)鉬礦地質(zhì)找礦的第一次。也給在戈壁荒漠地區(qū)多金屬找礦實踐提供了經(jīng)驗。礦床出露淺、地形平坦、水工環(huán)條件及開采條件簡單，為大型機械化露天開采帶來了方便。礦區(qū)位于天山山脈東段塔里木板塊向準(zhǔn)噶爾板塊俯沖的仰沖帶一側(cè)，該區(qū)大陸地殼的演化是古生代陸緣增生-碰撞造山作用的結(jié)果(圖1)。

受古生代末期全球大陸漂移的影響，吐哈盆地地幔柱開始大規(guī)?；顒?，早期形成且階段性封閉的近東西向切殼深大斷裂—康古爾塔格斷裂、雅滿蘇斷裂沙泉子斷裂紛紛復(fù)活，地幔柱的上侵和演化結(jié)果形成古生代末期吐哈盆地強酸性巖漿巖大規(guī)模侵入［1］，在此過程中，花崗巖漿俘獲基底太古界、元古界鉬豐度值較高的地層發(fā)生熔融［2］后自身形成高鉬熔漿期后熱液繼續(xù)上侵并貫入于石炭系的圍巖內(nèi)形成礦床。因此，東戈壁鉬礦床主要工業(yè)礦體均產(chǎn)于地下深部隱伏花崗斑巖的上部外接觸帶，礦體形態(tài)與花崗斑巖頂面起伏形態(tài)相“整合”，為巨厚礦塊體，礦床的賦礦地層及巖石為古生界石炭系下統(tǒng)干墩組，為夾層狀產(chǎn)于其中，主要巖性為褐黃色-灰黑色變質(zhì)含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)砂巖—砂質(zhì)泥巖、泥巖、凝灰?guī)r、變安山巖。區(qū)內(nèi)控礦斑巖體為華力西晚期［一套陸源碎屑巖-變火山巖夾變質(zhì)火山碎屑巖組合，以陸源碎屑巖為主，變火山巖呈(227.6 ±1.3)Ma，鋯石，U-Pb 法］侵入的全隱伏斑狀花崗巖體，為全隱伏微型巖株，分布于礦區(qū)中部(圖2)。

圖1 東戈壁鉬礦區(qū)域地質(zhì)圖

1 水文地質(zhì)

1.1 區(qū)域水文地質(zhì)

1.1.1 地形景觀

區(qū)域上吐哈盆地東南部的低山丘陵—沙漠戈壁區(qū)，即庫姆塔格沙壟。北部是東天山東段支脈常年積雪的喀爾里克山，呈北西西—南東東走向，主峰高達4 700 m，山前分布著寬廣的傾斜平原，海拔多在1 500～1 800 m 之間。

1.1.2 地表水

圖2 東戈壁鉬礦區(qū)縱00 勘探線地質(zhì)剖面圖

該區(qū)地處亞歐大陸腹地，屬典型的溫帶大陸性干旱氣候，降雨量非常稀少，很難形成常年有水的河流，區(qū)域內(nèi)地表水系極不發(fā)育，但多見有干溝(河)谷分布，是暴雨洪流的主要渠道。只有在強降暴雨時，方可形成地表暫時性河流。

1.1.3 哈密地區(qū)水資源情況

哈密地區(qū)水資源主要以天山冰川和地下水為主，有大小冰川226 條，冰川總面積180.9 km2，儲量67.5 億m3。水資源總量為16.97 億m3，總用水量10.56 億m3，占62.23%。其中地表水8.77 億m3，用水量5.047 億m3，占地表水總量的57.55%;地下水8.2 億m3，用水量5.57 億m3，占地下水總量的67.93%。

1.1.4 含、隔水層(組)

1.1.4.1 含水層(組)

根據(jù)區(qū)域地層巖石地下水的主要賦存特征，將含水層劃分為:①第四系(Q)孔隙水含水層:主要分布在哈密盆地及山間洼地、干溝(谷)之中，厚度0.4～7.70 m。巖性多為基巖風(fēng)化碎屑物及土黃色的亞砂土、亞粘土，局部夾有少量礫石，礫石多呈次棱角-次圓狀，礫徑一般在0.5～3.0 cm，結(jié)構(gòu)松散多未膠結(jié)，孔隙發(fā)育，透水性良好。因其組成巖性及厚度的差異，富水性也明顯存在差異，總體呈弱富水性。②風(fēng)化基巖裂隙水含水層:廣泛分布于地表及第四系沉積物以下，區(qū)域基巖強風(fēng)化帶厚度一般幾米至十幾米，地表裂隙較發(fā)育，具弱富水性。③下石炭統(tǒng)(C1)灰?guī)r巖溶裂隙水含水層:主要分布在鍋底坑西部及雅滿蘇鐵礦到翠嶺車站一帶。巖性主要為碎屑凝灰?guī)r、粉砂巖，局部夾厚層狀灰?guī)r。由于該區(qū)極端干旱，水的來源不足，水的本身溶蝕能力較差［3］，所以必須在比較純的灰?guī)r地段，巖溶裂隙發(fā)育且有地下水補給的情況下才能形成巖溶裂隙水。

1.1.4.2 隔水層(組)

區(qū)域內(nèi)長城系星星峽組的片麻巖、薊縣系卡瓦布拉克組的片(麻)巖、青白口系天湖組斜長片麻巖、震旦系塔水組的變質(zhì)碎屑巖、寒武系雙鷹山組的炭質(zhì)頁巖、志留系黑尖山組的變質(zhì)石英砂巖、石炭系的英安質(zhì)凝灰?guī)r、二疊系玄武質(zhì)凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)礫巖、新近系的砂質(zhì)泥巖及粉砂巖等基巖，裂隙多為閉合型，富水性極弱，均可視為相對隔水巖層。

1.1.5 地下水的補給、逕流及排泄條件

在水文地質(zhì)單元上，北部地區(qū)屬喀爾里克山常年積雪區(qū)山前傾斜平原的一部分，南部是由基巖隆起形成的構(gòu)造剝蝕丘陵山區(qū)，疏納諾爾河隆起形成的分水嶺［4］。地下水的形成主要依賴于北部融雪水逕流的側(cè)向補給、東南部甘肅鄰區(qū)地下水的逕流補給及有效的大氣降水補給。

地下水以大氣降水為主要補給來源，大氣降水通過各類巖石的裂隙、孔隙、斷裂破碎帶滲入地下，在不同的地質(zhì)構(gòu)造及地形、地貌條件的控制下，進行垂直或水平運移。大部分地下水以蒸發(fā)的形式進行排泄，少部分地下水于深切溝谷處(即北部新近系所形成的陡坎)以泉的形式排泄。

1.2 礦區(qū)水文地質(zhì)

1.2.1 概 況

礦區(qū)屬典型的壟崗狀低山丘陵荒漠戈壁區(qū)，地勢總體由南向北逐漸變低，地形起伏變化不大。礦區(qū)最高處位于西南角的K008 控制點，標(biāo)高956.46 m;最低侵蝕基準(zhǔn)面位于東北邊緣的河漫淮，標(biāo)高878.15 m。相對高差78.31 m。區(qū)內(nèi)水系極不發(fā)育，地表無常年性河流，只有在夏季暴雨時，才能在礦區(qū)東部及東北部的局部低洼、溝谷地段形成地表暫時性水流。

1.2.1.1 含水層

根據(jù)礦區(qū)地層巖石特征及地下水賦存條件，將含水層巖組劃分為:①第四系(Q)孔隙含水層.主要分布于山坡、低洼及溝谷處，呈渾圓狀或條帶狀展布，主要位于礦區(qū)的東南隅及東部邊緣。第四系地層主要由全新統(tǒng)的風(fēng)成砂及坡積物(Qhpl)組成，巖性多為礫石質(zhì)的亞砂土、石英顆粒及基巖風(fēng)化碎屑物、少量的亞粘土等，呈灰黃色、淺黃色;②基巖風(fēng)化裂隙水組［5］;③石炭系(C)砂巖裂隙含水層.礦區(qū)內(nèi)分布廣泛，巖性主要為粉、細粒的變質(zhì)砂巖(ZK0704 中:149.62～155.95 m 為細中砂巖，局部夾少量粗砂巖)，占總巖性的35%，鉆孔揭露厚度2.15～125.50 m，平均厚度65.83 m，砂巖多與變質(zhì)砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)泥質(zhì)砂巖呈互層狀產(chǎn)出，多構(gòu)成無明顯水力聯(lián)系的含水層(組)。鉆孔巖心裂隙密度較發(fā)育，一般5～15 條/m，斷層構(gòu)造破碎帶及其附近處，裂隙密度＞10 條/m。

1.2.1.2 隔水層

1.2.2 構(gòu)造破碎帶的富水性

經(jīng)地表水文地質(zhì)、工程地質(zhì)測繪及鉆孔揭露，礦區(qū)地表斷裂構(gòu)造及深部構(gòu)造破碎帶均較發(fā)育，構(gòu)造破碎帶多是由區(qū)域大斷裂(如羅布泊—尾亞斷裂、雅滿蘇大斷裂、康古爾塔格斷裂等)引起的，局部可見磨擦面(擦痕)及磨光面。巖性主要由破碎的變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)砂巖角礫及少量的硅質(zhì)成分組成，局部破碎帶處可見斷層泥。

1.2.3 礦床水文地質(zhì)特征

礦床主要位于礦區(qū)中部(即地表石英脈密集地區(qū))，礦體絕大部分位于風(fēng)化帶以下和斑狀花崗巖體的上部。賦礦巖石多為石炭系干墩組的變質(zhì)碎屑巖(即變質(zhì)砂巖、變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂質(zhì)泥巖)，多屬相對不透水巖組或隔水巖層。礦床充水的直接水源主要為大氣降水和少量構(gòu)造破碎帶(構(gòu)造角礫巖帶)、砂巖中的裂隙水。

1.2.4 礦床充水因素分析

1.2.4.1 地表水對礦床充水的影響

礦區(qū)內(nèi)地表水體極不發(fā)育。暴雨時節(jié)，大氣降水可在地表暫時匯集，但大部分通過蒸發(fā)和隨地勢而流失［6］;另一部分則通過巖石裂隙滲入地下補給地下水。其次，礦體圍巖均屬相對不透水巖組或隔水巖層。故地表水對礦床充水的影響不大。

1.2.4.2 構(gòu)造破碎帶對礦床充水的影響

由于受區(qū)域大斷裂的影響，礦區(qū)內(nèi)自淺部至深部構(gòu)造破碎帶均較發(fā)育。

地表斷裂構(gòu)造帶(F1～F6)主要分布在1—甲1異常區(qū)(即1 號主礦體位置)，多呈“S”形和不規(guī)則的脈狀展布，寬度在1.2～30.0 m 之間，多為張性斷裂。帶內(nèi)多見有棱角～次棱角狀的石英和基巖碎屑分布，角礫大小0.5～8.0 cm 不等。

1.2.5 礦坑涌水量預(yù)測

1.2.5.1 露采礦坑境界的確定

根據(jù)礦體的地質(zhì)特征及賦存條件，《新疆洛鉬礦業(yè)有限公司東戈壁鉬礦采選工程可行性研究報告》(以下簡稱《東戈壁鉬礦可行性研究報告》)中推薦的開采方式為露天開采;確定的采場邊坡參數(shù):臺階高度為15 m，階段坡面角70°，最終邊坡角48°。

1.2.5.2 露采礦坑的充水條件

首采區(qū)礦坑位于礦區(qū)的中東部，即1 號礦體。附近無地表水體，大氣降水和地下水充水是礦坑的充水來源。該區(qū)的氣候特點，決定著不同季節(jié)降水量的大小，降水強度的差異決定著對采坑的危害程度。雨季大氣降水和其所形成的地表逕流，直接流入礦坑，是礦區(qū)采坑的主要充水水源。

1.2.5.3 邊界條件的確定

侵蝕基準(zhǔn)面以上的礦體，主要充水因素為大氣降水。礦區(qū)地形有利于自然排水，邊界條件較簡單。

侵蝕基準(zhǔn)面以下的礦體，主要充水因素為基巖風(fēng)化帶和構(gòu)造破碎帶中的裂隙水。

1.2.5.4 礦坑涌水量計算方法的選擇及計算結(jié)果

根據(jù)礦區(qū)實際情況，采用露天采礦場水均衡法計算涌水量，即:礦坑總涌水量(Q)=地下水涌水量(Q1)+大氣降水流入礦坑水量(Q2)

式中:k 為滲透系數(shù)(m/d);ω 為過水?dāng)嗝婷娣e(m2);I 為水力梯度;F 為露采礦坑匯水面積(m2);X 為大氣日降水量(mm)。

參數(shù)的確定:滲透系數(shù)k:依據(jù)ZK0102 鉆孔抽水試驗資料，取0.0076 m/d。過水?dāng)嗝婷娣eω:含水層厚度(首采礦坑周邊的鉆孔揭露破碎帶平均厚度)與其長度之積，1 700 m2。水力梯度I:采用首采礦坑外圍鉆孔(沿溝坡和礦坑直徑方向)水力坡降的平均值:0.32。露采礦坑匯水面積F:為1 223 400 m2(用MAPGIS 軟件在1∶1萬地形地質(zhì)及工程布置圖上依據(jù)拐點坐標(biāo)測得)。大氣日降水量X:歷年日最大降水量2.36 mm;日平均降水量最大值1.45 mm(根據(jù)哈密市氣象站多年氣象資料統(tǒng)計)。

計算結(jié)果:Q1=0.0 076 ×1 700 ×0.32=4.13(m3/d);Q2最大=1 223 400 ×0.002 36=2 887.22(m3/d);Q2正常=1 223 400 ×0.001 45=1 773.93(m3/d)。

礦坑日最大涌(排)水量2 887.22 m3/d，礦坑在有降雨期間，正常涌(排)水量1 773.93 m3/d，無降雨期間，礦坑涌水量僅4.13 m3/d。

1.2.5.5 涌水量預(yù)測及評述

由以上計算結(jié)果可以看出:礦坑內(nèi)地下水涌水量極少，是次要的充水水源;降雨期間正常涌(排)水量取單年日平均降水量的最大值(2 887.22 m3/d)可以做為礦山一期開拓水平疏干排水設(shè)計的礦坑涌水量。當(dāng)遭遇50 年一遇的暴雨時，計算的日最大涌水量要比實際的偏小。比如2007 年7 月及2010 年5 月發(fā)生的暴雨，日最大降水量均超過50 mm。

1.2.6 供 水

礦區(qū)內(nèi)巖性多為變質(zhì)碎屑巖，含水層較少，其富水性極差，水量極少，供水意義不大。距礦區(qū)東北部約70 km 的駱駝圈，山前洪積扇中含有豐富的地下水可做為供水水源。水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Na·Ca 型，礦化度410 mg/L，水質(zhì)良好，水量較充沛，可做為礦區(qū)正常生活用水。

礦區(qū)建成投產(chǎn)后，用水量較大。生產(chǎn)供水可從以下方式來考慮:(1)政府主導(dǎo)、工、礦企業(yè)聯(lián)合融資建設(shè)水庫。如:哈密市射月溝水庫就是由8 家工、礦企業(yè)共同融資建成的，該水庫位哈密市沁城鄉(xiāng)東南約14 km，距離哈密市115 km，水庫建設(shè)總投資1.2 億元。目前，總庫容677.9 萬m3，年調(diào)節(jié)水量為2 566.8 萬m3。向工、礦企業(yè)供水1 425 萬m3。(2)政府、內(nèi)地共同投資援疆的模式建設(shè)水庫。如:哈密市四道溝水庫就是用該方案建成的，該水庫位于哈密市得外里克鄉(xiāng)，距離哈密市80 km。工程總投資8 080萬元。目前總庫容570.47 萬m3，年調(diào)節(jié)水量1 600 萬m3。每年可向工、礦業(yè)供水730 萬m3，向牧業(yè)灌溉及人蓄飲水供水400 萬m3，向生態(tài)供水506 萬m3。較好地解決了各行業(yè)之間用水困難的狀況，從根本上解決了哈密資源性缺水問題。

2 工程地質(zhì)

礦區(qū)地層走向以北東、近東西向為主，傾角平均在65°左右，總體為一傾向北西的單斜巖層，丘頂多呈渾圓狀及魚脊形。坡度多在10°～20°之間，局部地段稍陡，可達45°。礦體主要賦存于石炭系下統(tǒng)干墩組的變質(zhì)碎屑巖中。

2.1 礦區(qū)工程地質(zhì)特征

2.1.1 礦區(qū)各工程地質(zhì)巖組特征

礦區(qū)工程地質(zhì)巖組較單一，主要為第四系全新統(tǒng)風(fēng)化殘坡積物(Qhpl)巖組及石炭系下統(tǒng)干墩組下段(C1gd1)巖組。地表巖性主要為變質(zhì)(泥質(zhì))砂巖、變質(zhì)砂質(zhì)泥巖及少量的凝灰?guī)r、英安巖、輝綠巖。按礦區(qū)地層、礦體特征及巖石力學(xué)強度［7］，可分為以下工程地質(zhì)巖組:(1)第四系松散殘坡積物(Qhpl)巖組。主要分布于礦區(qū)的丘坡、地洼及溝谷處，呈渾圓狀或條帶狀展布。巖性多為礫石質(zhì)的亞砂土、石英顆粒及基巖砂、泥質(zhì)的風(fēng)化碎屑物。巖石屬松散巖組類。對礦床的開采無影響。(2)石炭系下統(tǒng)干墩組下段(C1gd1)巖組。鉆孔中見到的巖性主要為變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)砂巖及斑狀花崗巖。其中變質(zhì)砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)泥質(zhì)砂巖占總巖性的56%，變質(zhì)砂巖占35%，斑狀花崗巖占6%。，巖石屬塊狀巖組類。

2.1.2 礦體及頂、底板巖石工程地質(zhì)特征

礦體主要呈細脈狀、浸染狀、薄膜狀賦存于斑狀花崗巖體的上部，變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)砂巖及變質(zhì)泥巖均可成為賦礦巖石［8］。構(gòu)造破碎帶(或構(gòu)造碎裂巖，見圖3、圖4)亦多見有輝鉬礦化或薄膜狀輝鉬礦。

礦體及礦體頂、底板巖石的單軸極限抗壓強度多在40.00～67.60 MPa 之間，絕大部分巖石屬于半堅硬～堅硬巖石類。礦區(qū)內(nèi)巖體、礦體均較穩(wěn)定，對礦床開采影響不大。

圖3 KZK0004 構(gòu)造破碎帶中的輝鉬礦化

圖4 KZK0004 構(gòu)造碎裂巖裂縫面上的輝鉬礦

2.1.3 斷裂及各級結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)特征

2.1.3.1 斷裂及構(gòu)造破碎帶

礦區(qū)內(nèi)斷裂、構(gòu)造破碎帶較發(fā)育，屬Ⅲ級結(jié)構(gòu)面。主構(gòu)造線位于礦區(qū)的中南部，展布方向以北東、北西、近東西向為主。主礦床位于礦區(qū)的中西部，區(qū)內(nèi)主要有:F3(F2 為F3 的的分支)、F4 斷裂。

2.1.3.2 F3 斷裂

位于礦區(qū)中東部F1 斷層?xùn)|段南側(cè)，主礦體的東部邊緣，走向近東西向，傾角80°，長約450 m，寬3～6 m。帶內(nèi)巖性主要為硅化碎裂巖，巖石破碎強烈，多具硅化及褐鐵礦化。已施工的鉆孔中沒見到F3斷裂。該斷裂規(guī)模不大，不會對礦體及巖體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響［9］。

2.1.3.3 F4 斷裂

位于礦區(qū)中部F1 斷層的南側(cè)，主礦體的南部邊緣，力學(xué)性質(zhì)屬壓扭性。走向80°左右，傾角78°。斷裂破碎帶長約800 m，寬4～8 m，呈舒緩波狀延伸，地表覆蓋嚴(yán)重，帶內(nèi)巖石強烈破碎，多具硅化。

2.1.3.4 節(jié)理、裂隙

區(qū)內(nèi)Ⅳ級結(jié)構(gòu)面主要為片理、裂隙，礦區(qū)內(nèi)地表及淺部巖石片理化發(fā)育較強，組數(shù)較多，密度大。最發(fā)育的有兩組，見表1，其力學(xué)性質(zhì)多屬壓扭性，裂隙面多平直，延伸一般不長。

表1 主要片理產(chǎn)狀要素表

在構(gòu)造破碎帶及其附近處構(gòu)造裂隙較密集，且多呈網(wǎng)格狀，多組裂隙的互相交錯、穿插，破壞巖體的完整性，從而削弱了巖體的力學(xué)強度，降低了巖體的穩(wěn)定性。該發(fā)育段對礦體及巖體的穩(wěn)定性均有一定影響。

2.1.4 風(fēng)化帶特征

由于受氣候、巖性及地貌特征的影響，礦區(qū)地表巖石極易風(fēng)化、破碎。風(fēng)化后的巖石多呈碎片狀、碎屑狀及砂土狀。地表石英脈風(fēng)化后多呈角礫狀及碎塊狀，巖石力學(xué)強度較低，屬軟弱～半堅硬巖石類。

2.2 工程地質(zhì)評價

2.2.1 風(fēng)化帶巖石工程地質(zhì)評價

在強風(fēng)化帶內(nèi)，巖石節(jié)理、裂隙均較發(fā)育，巖石破碎程度較強，力學(xué)強度低，局部硅化較強的巖石稍堅硬，穩(wěn)固性稍好。該工程地質(zhì)巖組在露采或坑采時，可能會發(fā)生坍塌、滑移、崩落等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。雨季時，還可能會發(fā)生少量的漏水、滴水現(xiàn)象。

2.2.2 圍巖工程地質(zhì)評價

圍巖巖體工程地質(zhì)評價，采用巖體質(zhì)量系數(shù)法和巖體質(zhì)量指標(biāo)法。

式中:Z-巖體質(zhì)量系數(shù);M-巖體質(zhì)量指標(biāo);I-巖體完整系數(shù);f-結(jié)構(gòu)面摩擦系數(shù);S-巖塊堅硬系數(shù);Rc-巖塊飽和軸向抗壓強度。

根據(jù)該礦區(qū)地質(zhì)及圍巖工程地質(zhì)特征，按巖體質(zhì)量將礦體及其頂、底板圍巖的穩(wěn)固性分為三大類:

(1)穩(wěn)固性巖體:巖石主要為斑狀花崗巖及變質(zhì)砂巖。裂隙密度一般3～8 條/m，巖石堅硬，巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)＞92%，巖體質(zhì)量系數(shù)(Z)0.32～1.07，巖體質(zhì)量等級:一般，不會發(fā)生礦山工程地質(zhì)問題［10］。

(2)中等穩(wěn)固性巖體:巖石主要為變質(zhì)泥質(zhì)砂巖及變質(zhì)砂質(zhì)泥巖及較破碎的變質(zhì)砂巖。裂隙密度一般5～15 條/m，巖石半堅硬～堅硬，巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)＞75%，巖體質(zhì)量系數(shù)(Z)0.10～0.73，巖體質(zhì)量等級:壞～一般，不易發(fā)生礦山工程地質(zhì)問題。

(3)不穩(wěn)固性巖體:由易風(fēng)化的變質(zhì)泥巖及構(gòu)造碎裂巖、構(gòu)造角礫巖組成。裂隙密度多＞15 條/m，含弱脈狀裂隙水。由巖石物理力學(xué)試驗可知:構(gòu)造碎裂巖(或構(gòu)造角礫巖)中巖石的單軸極限抗壓強度在7.2～16.8 MPa 之間，屬軟弱巖石類。

2.2.3 露天采場邊坡穩(wěn)定性分析

組成露天采場邊坡的巖性主要為變質(zhì)砂巖、變質(zhì)泥質(zhì)砂巖及變質(zhì)砂質(zhì)泥巖，巖體結(jié)構(gòu)面主要以節(jié)理、裂隙為主，淺部巖石風(fēng)化強烈，西南部斑狀花崗巖較多，巖礦石抗壓強度均大于30 MPa，屬塊狀巖類，屬半堅硬～堅硬巖類，巖石整體穩(wěn)固性較強。利用赤平極射投影對四個幫的邊坡角進行穩(wěn)定性定性分析。先假定北幫、西幫、南幫、東幫的邊坡角各為60°。由以上初步分析，建議最終邊坡角:北幫60°、西幫45°，南幫45°、東幫45°。

3 環(huán)境地質(zhì)

3.1 自然環(huán)境地質(zhì)

3.1.1 地 震

礦區(qū)位于哈密市雅滿蘇鎮(zhèn)西約44 km，據(jù)鄰近礦區(qū)資料和哈密地區(qū)地震局歷史資料記載，1842 年6 月11 日，巴里坤附近發(fā)生7 級強烈地震，地震形成了近23 km 長的地震形變帶;1914 年8 月5 日，巴里坤西發(fā)生7 級強烈地震。

3.1.2 地質(zhì)災(zāi)害

礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)及地形特征不具備形成泥石流的條件?？辈閰^(qū)內(nèi)巖石片理化普遍較強，地表巖石風(fēng)化強烈，多呈粉砂、碎(巖)屑及碎塊狀。礦區(qū)東北部外生節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，在個別陡坡地段(多集中在礦區(qū)東北部)，在遇強降暴雨時，因穩(wěn)固性差，局部可能會沿片理面產(chǎn)生小滑體和崩塌現(xiàn)象，但對礦床的開采不產(chǎn)生影響。

3.2 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)

在未來的礦山建設(shè)和開采過程中，只要對地表剝離物及坑采廢石的合理處置，對采坑進行及時的回填，不會產(chǎn)生次生地質(zhì)災(zāi)害，更不會給該區(qū)域帶來生態(tài)環(huán)境污染。

4 結(jié)語

4.1 礦山水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)類型

礦床大部分位于侵蝕基準(zhǔn)面以下，且附近無地表水體，礦區(qū)遠離區(qū)域地下水的排泄。由于礦床本身多為不透水巖層，地下水補給條件較差。構(gòu)造破碎帶在有降雨時，富水性稍強。未來在礦山開采侵蝕基準(zhǔn)面以下礦體時，礦坑內(nèi)將不會出現(xiàn)太大的涌水量。大氣降水為礦坑的主要充水水源。

礦床在未來開采過程中，局部破碎地段可能會產(chǎn)生地表變形［11］，但對地質(zhì)環(huán)境的破壞影響不大;區(qū)內(nèi)無污染源，無熱害，無放射性元素，地表水含鹽量稍高，地下水水質(zhì)較好。

4.2 生產(chǎn)勘探與礦山開發(fā)的保護

(1)在將來進行生產(chǎn)勘探時［12］，要專門進行工程地質(zhì)和邊坡穩(wěn)定性勘查。

(2)礦山建設(shè)、投產(chǎn)前，應(yīng)進行礦山建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估。

(3)露天開采時，應(yīng)重視局部風(fēng)化帶及構(gòu)造破碎帶的影響;雨季時，應(yīng)采取措施，防止大氣降雨和構(gòu)造破碎帶中的裂隙水向露采礦坑內(nèi)匯水。

(4)礦山在生產(chǎn)過程中，應(yīng)重視對不穩(wěn)定邊坡的監(jiān)理，并及時采取合適的工程技術(shù)治理措施，確保邊坡的安全保護，從而保障礦山安全生產(chǎn)。

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