基于礦床開采工藝的條件分析

賀文超

摘要：研究礦床時需要考慮很多因素，其中一個重要方面是礦床開采工藝條件。礦床開采工藝條件決定礦床開采時所采取的方法以及工藝保護(hù)手段的自然因素?；谖鞑刂x通門雄村銅礦作為案例分析，該銅礦礦床的工程以及水文地質(zhì)條件簡單，便于實施露采，其地質(zhì)環(huán)境的條件利于采取開發(fā)工程。由于銅礦的開發(fā)工程區(qū)域離地震活躍地帶的距離超過五十公里，并且該地區(qū)的地震級別低，故地震對銅礦工程地帶的影響很小。綜上研究，將采取該銅礦作為研究內(nèi)容的模型進(jìn)行礦床開采工藝的條件分析。

關(guān)鍵詞：開采技術(shù)條件；西藏；礦床

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.15.090

通過對西藏謝通門雄村銅礦的礦床構(gòu)造進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)其礦床為斑巖型銅金礦床，且其礦體的水平剖面圖屬于透鏡體，礦體的深部存在著輕微不對稱形態(tài)的部分礦體。該銅礦處于原生狀態(tài)下時，屬于由放射狀石英晶體的石英巖和金屬硫化物礦物質(zhì)形成的礦體，隨著次生氧的一系列作用，導(dǎo)致礦體分化為四個不同的礦體地帶。它們相輔相成，如今已是蘊(yùn)藏著大量的礦物資源。

為了迎合西部大開發(fā)的整體步伐，我們需努力地將礦物資源轉(zhuǎn)變成推動社會發(fā)展的經(jīng)濟(jì)力量，故采取了對礦床工藝的條件研究和整理。

1礦區(qū)水文地質(zhì)條件

1.1影響調(diào)查區(qū)水文地質(zhì)的條件因素

該銅礦位于雅魯藏布江大峽谷北面，那東曲西面，因此無法形成一個較好的水文地質(zhì)完整地帶。而勘察隊所調(diào)查的地帶屬于一處較完善的水文地質(zhì)區(qū)域。它的主要部分是由常年火山噴口處的巖漿形成而來。

1.1.1地形地貌

銅礦礦體藏于雅魯藏布江峽谷北面，礦體最高高度為4500米，最低點(diǎn)為3900米，勘測區(qū)的南面為海報較低的河谷，北面則是一望無際的高山。

1.1.2氣象

銅礦礦區(qū)一年的平均氣溫保持在5.7度左右，且一年內(nèi)氣溫變化幅度小，但晝夜溫差大。整個藏區(qū)的7月至9月為雨季，其降雨量達(dá)到每年降雨量總和的9/10。12月至3月為冰雪天氣，降雪量大，降雨量小，氣溫持續(xù)在1度左右。

1.1.3地表水

雅魯藏布江大峽谷水流從南至北，而礦區(qū)離大峽谷距離只有大概5公里。北溝和南溝是屬于礦區(qū)種唯一兩條隨四季變化的小溪溝。我們將大部分的勘測地帶定于北溝附近，南溝與北溝的含水總面積大約1km2。由2005年的勘測數(shù)據(jù)顯示，徑流的變化幅度增大，同樣表現(xiàn)出增長趨勢的有同期流量和南溝的比降。2005年11月中旬至2006年4月下旬，南北溝的總流量變化趨勢驟減。由于降水量大部分是用來填充地下水的容量，但是在此期間礦區(qū)降雨量極少，導(dǎo)致整個礦區(qū)在這個季節(jié)缺少水源的補(bǔ)給。

1.2地下水類型及富水特征

1.2.1松散堆積層孔隙水

在所能勘測的范圍內(nèi)，我們發(fā)現(xiàn)松散堆積物的分布覆蓋面積小，堆積物的組成成分也帶有松散特點(diǎn)，故堆積物的通水性強(qiáng)。隨著礦區(qū)的雨季來臨，降水量增加，地表水含量也隨著增長，此時堆積層富水性強(qiáng)。

1.2.2巖漿巖裂隙水

裂隙水無法在空間進(jìn)行持續(xù)性的延伸，它的形狀普遍為巖墻形態(tài)。隨著裂隙的緩慢增長，其部分成分含有較強(qiáng)的富水性，而隔水體的職責(zé)則交給巨型的閃長巖類。含水巖的化學(xué)式形成簡便，水質(zhì)中的偏酸性離子含量低，故大多數(shù)為堿性水。

1.3地下水變化

地下水的動態(tài)變化趨勢與當(dāng)?shù)亟邓砍删€性關(guān)系，尤其是第四系泉水的動態(tài)變化特征，它與當(dāng)?shù)亟邓康木€性關(guān)系顯著突出。

1.4地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄

勘測地帶的地下水補(bǔ)充來源最主要來源便是當(dāng)?shù)亟邓浚荒艹洚?dāng)一小部分的補(bǔ)給角色。降水量與溪水都屬于地表水。礦區(qū)中水文地質(zhì)最顯著的一項特征就是地表水與地下水相輔相成，互相分擔(dān)各自的職能，其交替效果良好。由于該礦區(qū)的6月-9月降水量遠(yuǎn)小于地面的蒸發(fā)量，造成這一現(xiàn)象的主要原因是雅魯藏布江大峽谷的每年蒸發(fā)量極其巨大，因此沒有可靠的數(shù)據(jù)來說明該礦區(qū)地下水的補(bǔ)給與排泄呈現(xiàn)何種變化趨勢。

礦區(qū)的裂隙和地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響著地下水的徑流?？睖y地帶的地下水主要位于礦區(qū)的背后方，并且大部分地下水有著從西面流向至東面的徑流跡象，而一小部分則是以它通常以冒泉的方式從地下溢出地表。

1.5水文地質(zhì)類型

勘測小組在礦區(qū)附近沒有發(fā)現(xiàn)較大面積的地表水體，而礦區(qū)目前存在的水體含水層缺乏多樣性，其富水性也較弱，礦床缺乏水源，礦體地板隔水性能較好。該礦床的水文地質(zhì)類型屬于干旱區(qū)裂隙充水礦床類。

2礦區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1地質(zhì)結(jié)構(gòu)面及其特征

在該礦區(qū)中存在表生結(jié)構(gòu)面，強(qiáng)烈的風(fēng)化腐蝕和裂隙經(jīng)過常年時間形成了一處超厚度的風(fēng)化帶。探測發(fā)現(xiàn)其南北面稍顯崎嶇，而其東北與東南面表現(xiàn)為迂緩貌表。導(dǎo)致這些現(xiàn)象的原因主要是下覆巖層產(chǎn)狀決定其表面產(chǎn)狀而形成的。后期巖脈的常年腐蝕造成了巖層結(jié)構(gòu)面的形成，根據(jù)該銅礦礦區(qū)的地質(zhì)條件分析，盡管該結(jié)構(gòu)面的形成過程較為單一，但是地下水被進(jìn)行鉆孔時便有了顯著的優(yōu)勢，這就是巖層結(jié)構(gòu)面的優(yōu)點(diǎn)。通過一系列的探測分析，認(rèn)為在該區(qū)域已經(jīng)形成了斷裂結(jié)構(gòu)面，斷裂結(jié)構(gòu)面導(dǎo)水性能良好，并能提供通道便于地下水的傳輸。

2.2巖體穩(wěn)定性及其結(jié)構(gòu)

巖體穩(wěn)定性分為四個方面，依次為：斷裂、凍土、垮塌以及沖溝泥石流。

（1）斷裂：當(dāng)拔除采場中所存在的所有逆斷層時，斷裂便將會朝著采場方向傾斜，且其傾斜角度大于邊坡角，故不會造成大片滑移。

（2）凍土：礦區(qū)每年的冰凍期長達(dá)5個月，在此期間，礦區(qū)處于高寒氣候帶，同時凍土層也將會在地表面形成。每年處于冰凍期間的凍土層表面會覆蓋一層半米高左右的飄雪，而隨著次年的四月來臨，凍土層上的積雪將開始融化。由于礦區(qū)晝夜溫差大，導(dǎo)致礦區(qū)的凍土層常常白天解凍，晚上又冰凍。伴隨著氣溫的上升，凍土層上的積雪融化成水侵入凍土層使其變軟，并且積雪融化成的水會逆向流動，這也使得凍土層的含水量增加，而造成的這種現(xiàn)象的原因就是地形起伏不一。而隨著冰水繼續(xù)逆向流動，將會造成凍土形狀為塑流體，如果在陡坡區(qū)發(fā)生小規(guī)模的凍土松動甚至泥石流，那么很有可能會造成人員傷亡等不必要的損失，因此在進(jìn)行采礦時需做好相應(yīng)的保護(hù)手段。

（3）垮塌：在礦區(qū)分水嶺的開采邊境進(jìn)行開采時，可能會造成臨空面，再加上炸藥后余力引發(fā)的松散效應(yīng)，將使得部分巖體因失去穩(wěn)定性而造成垮塌。

（4）沖溝泥石流：前一小節(jié)已經(jīng)提到，該礦區(qū)有南溝和北溝。盡管這兩條溪溝經(jīng)常性不穩(wěn)定的正常流動，但是它們流經(jīng)整個勘測地帶。沖溝泥石流發(fā)生的可能性極小，只有在降雨量巨大的雨季，某小部分的陡坡因失去穩(wěn)定而發(fā)生微型泥石流。

2.3工程地質(zhì)類型

根據(jù)室外長期就地勘測數(shù)據(jù)和室內(nèi)試驗研究的結(jié)果綜合表明，本礦區(qū)中地質(zhì)構(gòu)造相對單一，含礦地層巖性復(fù)雜結(jié)構(gòu)體表現(xiàn)比較平穩(wěn)，并且結(jié)果說明了巖溶不發(fā)育，其整體的地形地貌條件相對簡便，巖層形狀主要為中厚層狀，穩(wěn)定性好，避免了礦區(qū)發(fā)生劣質(zhì)工程地質(zhì)的情況。初步認(rèn)為該礦區(qū)工程地質(zhì)類型為中等型。

3礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

3.1地形地貌

該礦區(qū)整體地勢南低北高，地處雅魯藏布江峽谷北側(cè)，屬于西藏高原中部地帶。由于礦區(qū)離雅魯藏布江峽谷很近，常年受到江水的沖刷，使得礦區(qū)的地形地貌呈現(xiàn)一種谷梁相間的格局，同時受到雅魯藏布江峽谷水系統(tǒng)以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)歷年勘測數(shù)據(jù)顯示，由于礦區(qū)地殼的相對快速的凸起，導(dǎo)致山體常年受到侵蝕以及剝蝕的影響，并且其腐蝕山體后的產(chǎn)物堆積在谷底中，經(jīng)過常年的風(fēng)化形成了如今的高原地貌景觀，其河谷走向和主體結(jié)構(gòu)走向基本一致。

3.2地震影響

地震實屬自然災(zāi)害中的元首，其主要的特點(diǎn)是破壞力極強(qiáng)且發(fā)生過程極其迅速，一旦某個地區(qū)遭受了地震的影響，則該區(qū)域的地面很大可能出現(xiàn)裂縫甚至斷層，如果發(fā)生震級較高的地震時，甚至?xí)?dǎo)致該區(qū)域的局部地形發(fā)生變化，可能向上凸起或者下沉。

通過對該礦區(qū)多年統(tǒng)計的相關(guān)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)該地大部分的地震發(fā)生時間處在1930年-1950年間，且多次同地反復(fù)發(fā)生輕微地震。由于常年發(fā)生的地震較輕微，而地震發(fā)生地帶距離該礦區(qū)勘測地帶較遠(yuǎn)，因此對勘測地帶的影響很小。其實藏區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域的地殼運(yùn)動方向與青藏高原整體的運(yùn)動方向相同，只是不同的地區(qū)發(fā)生的差異性各自不一，并且在緩慢運(yùn)動過程中將會通過各種釋放方式將地應(yīng)力排放出去，例如長期緩慢性方式。因為地殼位于穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，故其地質(zhì)的構(gòu)造不會導(dǎo)致強(qiáng)烈地震的發(fā)生。盡管幾年來礦區(qū)內(nèi)沒有發(fā)生大型的地震，但是礦區(qū)周邊地區(qū)產(chǎn)生的地震余力也會對勘測地帶制造不樂觀的影響。

3.3環(huán)境污染

在對礦區(qū)進(jìn)行勘測前，該區(qū)域僅僅存在一些農(nóng)村放牧的社會活動，幾乎沒有現(xiàn)代化人類經(jīng)濟(jì)活動的出現(xiàn)，因此對良好的環(huán)境進(jìn)行了高強(qiáng)度的保護(hù)。而隨著勘測隊的到來，對其區(qū)域進(jìn)行相關(guān)專業(yè)性的開采活動，該區(qū)域的現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)式工程活動明顯提高，但是勘測小組所進(jìn)行的所有勘測工作都是嚴(yán)格遵循國際環(huán)保法中的慣例以及西藏自治區(qū)環(huán)境保護(hù)部門的要求，勘測工作導(dǎo)致的工業(yè)廢品以及人類活動產(chǎn)生的生活垃圾都必須集中運(yùn)送至周邊城市進(jìn)行垃圾處理，因此對礦區(qū)開展勘測工作不會造成當(dāng)?shù)氐墓I(yè)品廢物污染。并且，通過對礦區(qū)勘測，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)巖礦石不會引發(fā)異常的放射性活動，不會形成難以處理的放射性污染。

3.4礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)類型

礦區(qū)地形地貌屬于中等偏上的復(fù)雜類型，近幾年，礦區(qū)內(nèi)未產(chǎn)生地震，可認(rèn)為該區(qū)域?qū)儆诘貧せ痉€(wěn)定區(qū)，雖然周邊曾發(fā)生過輕微地震，但對礦區(qū)內(nèi)部影響甚小，因此可以忽略不計。而發(fā)生在礦區(qū)內(nèi)的自然型地質(zhì)災(zāi)害卻有很多，例如泥石流以及滑坡，這對礦區(qū)的勘測工作造成了一定的干擾。綜上分析，可認(rèn)定礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)類型屬于中等類型。

4結(jié)論

該銅礦礦區(qū)屬于岡底斯銅礦地帶勘測程度較高的礦體，其內(nèi)部具有一定特點(diǎn)的水文地質(zhì)單元。礦區(qū)周邊沒有較大面積的地表水體，礦區(qū)內(nèi)含水層表現(xiàn)為單一性，富水性能稍差，以礦體底板巖石作為隔水體，效果顯著，礦體常年缺乏水源的補(bǔ)充，該礦床的水文地質(zhì)類型屬于干旱區(qū)裂隙充水礦床類。

該礦區(qū)內(nèi)部沒有發(fā)生地震，雖然周邊曾產(chǎn)生地震，但距離礦區(qū)遠(yuǎn)，且震感弱，故可認(rèn)定該礦區(qū)屬地殼基本穩(wěn)定區(qū)，其內(nèi)部的地質(zhì)組成部分不會引發(fā)地震，礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的主要自然型地質(zhì)災(zāi)害有滑坡和泥石流。這些問題必須要在以后的開采工作中加以注意，并要采取有效的保護(hù)手段避免發(fā)生人員傷亡。

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