淺析某礦床地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)開采的影響

韓 建

（中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，遼寧 撫順 113321）

1 地質(zhì)概況

（1）地層。工作區(qū)出露地層主要為太古宙清原群某組，自下而上發(fā)育有厚層角閃片麻巖、黑云斜長片麻巖、石榴直閃片麻巖、厚層角閃斜長片麻巖、“薄層互層帶”，構(gòu)成一套比較完整的基性～中酸性～基性火山巖沉積旋回。

（2）構(gòu)造。區(qū)內(nèi)之褶皺構(gòu)造主要為傾豎-側(cè)伏褶皺構(gòu)造。礦床產(chǎn)于某同傾向斜構(gòu)造核部，受傾豎-側(cè)伏向形構(gòu)造和北東東向斷裂帶與層間裂隙控制。兩翼由厚層角閃斜長片麻巖組成，核部被“薄層互層帶”占據(jù)。其北翼巖層走向近北東，傾向南東，傾角70-85°；南翼巖層走向近東西，傾向南，傾角約70°。向斜軸向地表近直立，深部轉(zhuǎn)為北東東向，向南東側(cè)伏，軸面南傾，傾角80°左右。

2 礦床特征

（1）礦體賦礦層位。某銅（鋅）礦床多產(chǎn)出于某組上部薄層互層帶中。該套巖石以角閃質(zhì)和黑云質(zhì)片麻巖為主，互層重復(fù)出現(xiàn)。銅鋅礦體與地層產(chǎn)狀基本一致，彼此呈整合產(chǎn)出，層控特征明顯，但局部礦段也可見礦脈切層產(chǎn)出的現(xiàn)象。某礦床嚴(yán)格受這一層位控制，與礦體直接接觸的圍巖，可以是“薄層互層帶”中的矽線石黑云石英片麻巖，也可以是黑云母或角閃斜長片麻巖。

（2）控礦條件。某銅鋅礦床成礦受地層層位及構(gòu)造巖漿活動雙重控制。某銅鋅礦床屬于太古宙火山島弧環(huán)境下海底火山噴發(fā)塊狀硫化物型礦床，成礦物質(zhì)主要來源于太古宙早期海底火山噴發(fā)活動，并在成巖過程中與各類火山物質(zhì)及其它陸源碎屑物共同沉積形成銅鋅礦床的初始礦源層。

3 水文地質(zhì)條件

3.1 地下水類型

某地區(qū)地下水類型主要為第四系孔隙潛水與基巖裂隙水。第四紀(jì)含水層主要分布在選廠溝，曲家小堡溝，養(yǎng)蜂溝和團(tuán)山東溝溝谷地帶。

地下水位埋藏深度為0.1-2.0m，含水層主要為礫石層和粗砂礫石層，厚度3-10m，透水性良好，流量經(jīng)泉、水井以及鉆孔測定為0.1-2.0L/S。水化學(xué)類型屬重碳酸鹽，硫酸鹽-鈣鎂水和重碳酸鹽、硫酸鹽-鎂鈣水，PH值為5.8-6.3。

裂隙水是本區(qū)分布最廣的地下水，按其水力牲可分裂隙潛水及裂隙脈狀水。裂隙潛水主要是埋藏于角閃斜長片麻巖、黑云母片麻巖、矽線石黑云母石英片麻巖、閃云片麻巖、輝綠巖和花崗巖和花崗片麻巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中。地下水由于深部坑道開采的影響破壞了地下水原來的分布狀態(tài)，位于坑道附近的鉆孔，水位普遍下降。

根據(jù)坑道揭露的巖層來看，裂隙不發(fā)育，主要以密閉剪切裂隙為主，（花崗片麻巖除外）巖層裂隙發(fā)育程度基本一致，裂隙率均為0.002-0.008之間。通過抽水了解，巖層涌水量為0.0003-0.077L/S。滲透系數(shù)為0.00004-0.0002m/d，屬極弱含水體，可視為隔水層。裂隙脈狀水（局部承壓），主要是賦存在比較密集的剪切裂隙帶中，是礦坑水的主要來源。地下水補(bǔ)給主要來自大氣降水，沿構(gòu)造裂隙由地表向下滲透，由于礦體及圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育程度較差，基巖裂隙間彼此聯(lián)通性差，地下徑流條件較差，排泄主要靠地表蒸發(fā)及泉形式排泄。

3.2 開采前后水文地質(zhì)條件變化

某礦區(qū)經(jīng)過50余年的開采，未采礦體主要分布在-407—1100m標(biāo)高，礦體露頭標(biāo)高為410m，當(dāng)?shù)厍钟|基準(zhǔn)面為240m，多數(shù)礦體處在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下。

礦山采用豎井開拓方式，采礦方法采用留礦法、充填法、小中段崩落法。礦體圍巖以矽線石黑云母石英片麻巖為主，其次為黑云母片麻巖和角閃石片麻巖。巖層片理及產(chǎn)狀在調(diào)查區(qū)內(nèi)基本一致，走向北東70度，傾向南東，傾角60度-70度。礦體上下盤圍巖穩(wěn)固，節(jié)理裂隙不發(fā)育，起到穩(wěn)定隔水層作用，坑道內(nèi)基本無滲水。某豎井已下掘至-927m，在掘進(jìn)中沒有專門排水，有少量水隨礦石一起裝運(yùn)到井外，僅在190m標(biāo)高處遇到一個斷層有水出現(xiàn)（1962年），水量據(jù)豎井隊觀測涌水量為17.33m3/d，目前該段豎井已用混凝土加固，僅在雨季有少量水滲出。其他部分豎井無滲水。

3.3 礦床充水的影響因素

（1）構(gòu)造斷裂對礦床充水的影響

總的看來本區(qū)斷裂構(gòu)造并不發(fā)育，在礦床范圍內(nèi)僅有四條主要斷層F5-1，F(xiàn)5-2，F(xiàn)5-3，F(xiàn)8。其中F5-1，F(xiàn)5-2，F(xiàn)5-3在坑道內(nèi)為弱滴水。F8斷層在初期為強(qiáng)滴水，現(xiàn)基本無滴水。

由于斷裂為剪切裂隙，斷距較小，透水性很弱。經(jīng)調(diào)查和訪問得知，在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，已開采的所有中段從未發(fā)生較大涌水，只是滴水。雨季滴水多一些，冬季顯著減少。由此可見，構(gòu)造裂隙水的補(bǔ)給來源，主要是大氣降水，通過基巖裂隙、構(gòu)造裂隙補(bǔ)給，呈滴水現(xiàn)象滲入坑道。

（2）地表水與地下水的聯(lián)系及對未來礦坑的影響。區(qū)域主要河流為渾河，距礦區(qū)4km，屬遼河水系之主要支流。由于距礦區(qū)較遠(yuǎn)，尚未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造相聯(lián)，故不詳述。由于地表坡度較大、基巖裂隙不發(fā)育，裂隙率僅在0.002---0.008之間。

3.4 礦山開采過程中存在主要水文地質(zhì)問題

按普通水質(zhì)分析資料，某礦區(qū)地下水PH值為4.2---8.25,SO4為7.212---605.80mg/L，碳酸鹽含量為24.407---115.934mg/L。本區(qū)部分水樣是有一定的侵蝕性。當(dāng)SO4的含量為250---800毫克/升時為弱侵蝕的水，而SO4含量大于800毫克/升時為侵蝕性水。PH值越小破壞作用越大，當(dāng)PH值大于6.5時侵蝕性實際上是很微小的。

3.5 礦山供水現(xiàn)狀

某礦區(qū)地下水符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn),礦井生產(chǎn)用水90%以上為地表輸送到井下，經(jīng)簡單水文觀測平均每晝夜水量1350m3。某礦業(yè)有限公司通過技術(shù)改造，將廢水集中在-587m中段、-347m中段兩個降壓供水池，紅坑口井下所有廢水均實現(xiàn)坑內(nèi)循環(huán)，用于生產(chǎn)鑿巖、降塵等用途，無污水排出坑口。

4 工程地質(zhì)條件

（1）工程地質(zhì)條件現(xiàn)狀評價。某礦床經(jīng)過50余年井下開采，上部中段已經(jīng)結(jié)束采礦工作，現(xiàn)階段采場主要集中在-467m中段、-527m中段、-587m中段、-647m中段、-707m中段、-767m中段、-827m中段，礦體圍巖以黑云母片麻巖及矽線石黑云母片麻巖為主，經(jīng)過對礦體圍巖進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試（見表1），從測試結(jié)果來看，一般都在1000kg/cm2以上，垂直抗壓強(qiáng)度大于水平抗壓強(qiáng)度。巖石抗壓強(qiáng)度較高，對采礦和掘進(jìn)工作都是有利的。

（2）工程地質(zhì)條件預(yù)測評價。通過某礦業(yè)有限公司地質(zhì)專業(yè)人員的多年觀測，礦體與圍巖的裂隙不甚發(fā)育，只有在晚期巖漿巖穿插礦體時才會產(chǎn)生較大裂隙，可能導(dǎo)致產(chǎn)生落盤和滑幫，對采掘工作和坑道掘進(jìn)工作產(chǎn)生影響。應(yīng)在今后的生產(chǎn)中予以足夠的重視。

5 環(huán)境地質(zhì)條件

（1）礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀評價。某礦區(qū)地表礦體標(biāo)高為410m，未采礦體主要分布在-407—1100m標(biāo)高，均位于當(dāng)?shù)厍钟|基準(zhǔn)面為（240m）以下，但礦區(qū)內(nèi)無較大河流，地表水體不發(fā)育，地形坡度不大，地表植被發(fā)育，圍巖工程地質(zhì)條件較好，礦區(qū)在開采過程中未受洪水、流石流、滑坡等自然災(zāi)害影響。

本區(qū)抗震強(qiáng)度為7°區(qū)，近百年來未發(fā)生過災(zāi)害性地震。1975年海城大地震主震波和余震波曾波及本區(qū)，但只是發(fā)生輕微搖動而已，無人員傷亡，無建筑物損壞，無倒石堆，無山體滑坡，也無階地等新構(gòu)造運(yùn)動跡象。

（2）礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)預(yù)測評價。某礦床經(jīng)過多年開采，現(xiàn)已進(jìn)入深部-超深部開采階段，礦體頂、底板巖層穩(wěn)固，開采過程中采用井下廢石破碎充填，減少了廢石排放占用土地資源，有效避免了開采過程中造成地面沉降及尾礦、廢石堆放影響自然生態(tài)環(huán)境現(xiàn)象，隨著開采深度加大，在未來開采過程中可能會引發(fā)區(qū)域地下水位下降，地面沉降、礦震、巖爆等災(zāi)害，應(yīng)積極采取措施，防止出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。

6 結(jié)束語

某礦床在開采過程中未發(fā)生突水涌水事故，礦區(qū)含水層富水性弱，附近無較大地表水體補(bǔ)給，水文地質(zhì)條件簡單；礦體與圍巖穩(wěn)定性較好，巖石節(jié)理裂隙不發(fā)育，力學(xué)強(qiáng)度高，屬工程地質(zhì)條件簡單區(qū)；礦產(chǎn)在生產(chǎn)過程中采用地下開采方式，利用坑內(nèi)水自循環(huán)及廢石破碎充填技術(shù)，對周圍礦山地質(zhì)環(huán)境破壞影響程度較小。綜上所述，某礦床屬開采技術(shù)條件簡單類型（Ⅰ）。