關(guān)于廣東省饒平縣溪西鉬礦開采技術(shù)條件的分析

陳志勛

摘要：通過礦區(qū)礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的分析，確定了該礦區(qū)的水文地質(zhì)條件類型;調(diào)查分析了礦區(qū)的環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀并對礦山開采環(huán)境影響進(jìn)行了評價(jià)?；久鞔_了礦床開采技術(shù)條件，為礦山的建設(shè)和開采提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì);工程地質(zhì);環(huán)境地質(zhì);西溪

礦區(qū)在區(qū)域構(gòu)造位置上，位于新華夏構(gòu)造體系中的北西向斷裂帶與北東向帶斷裂帶交接處。礦區(qū)內(nèi)出露地層有侏羅系上統(tǒng)高基坪群b亞群下巖性段和第四系全新統(tǒng)。礦區(qū)出露的巖漿巖，主要為燕山一期的花崗閃長巖、燕山四期的花崗閃長斑巖和時(shí)代不明的閃長玢巖、花崗斑巖、二長斑巖。礦區(qū)水文地質(zhì)條件中等、工程地質(zhì)條件中等、環(huán)境地質(zhì)條件中等，礦床開采技術(shù)條件屬中等復(fù)合問題的（Ⅱ-4）類礦床。

1.水文地質(zhì)條件

礦區(qū)地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水滲入補(bǔ)給。

礦區(qū)控礦巖體為花崗閃長斑巖體，次為火山巖的凝灰熔巖夾凝灰?guī)r，屬塊狀巖類裂隙承壓含水層，巖體完整性好，透水性差，富水性弱，是礦坑主要充水含水層。

1.1礦區(qū)含隔水層特征及對礦床充水的影響

（1）第四系孔隙含水層

根據(jù)成因類型分為兩個(gè)亞層：①第四系坡殘積孔隙含水層;②第四系沖洪積孔隙含水層。富水性中等，離礦段較遠(yuǎn)，下伏有微弱透水巖體花崗閃長斑巖阻隔，對礦床開采充水無影響或影響甚小。

（2）塊狀巖類裂隙含水層

根據(jù)其年代、地質(zhì)巖性、水文地質(zhì)特征等，劃分為4個(gè)亞層，分述如下：

①侏羅系上統(tǒng)高基坪群下巖性段b組裂隙弱含水層

離礦體較近，對礦床開采充水有影響，但其透水性差，富水性弱，對礦床開采充水影響小。

②侏羅系上統(tǒng)高基坪群下巖性段a組裂隙弱含水層

透水性差，富水性弱，離礦體較遠(yuǎn)，對礦床充水影響小或無影響。

③燕山四期花崗閃長斑巖裂隙弱含水層

淺部風(fēng)化裂隙發(fā)育，多為閉合，透水性差、富水性弱，泉流量為0.102Us—0.221L/s。為控礦巖體，在礦床開采時(shí)是主要充水含水層，對礦床開采充水有直接性的影響。

④燕山一期花崗閃長巖裂隙弱含水層

離礦體較遠(yuǎn)，透水性差，富水性弱，對礦床開采充水影響小。

1.2斷裂構(gòu)造帶水文地質(zhì)特征及對礦床開采的影響

礦區(qū)北西走向斷裂構(gòu)造帶比較發(fā)育，走向北西、傾向北東，傾角56°-65°。規(guī)模小，見有構(gòu)造角礫巖、糜棱巖，具壓扭性特征，多被方解石、石英、長石細(xì)脈充填膠結(jié)，巖石堅(jiān)硬，完整（局部破碎），導(dǎo)水性差，富水性弱，屬弱含水構(gòu)造帶。

1.3地下水與地表水體水力聯(lián)系

礦區(qū)地表水體較發(fā)育，其北側(cè)有溪西河，距離礦體約500m—700m，流量2m3/S～7m3/S;北東側(cè)為平原地帶，人工渠道呈網(wǎng)狀分布，大小池塘星羅棋布，它們對平原區(qū)第四系松散層地下水有一定的補(bǔ)給關(guān)系，水力聯(lián)系較密切。但對礦區(qū)的基巖裂隙水影響甚小，或無影響，因?yàn)榛鶐r（包括花崗閃長斑巖、礦體等塊狀巖）構(gòu)造裂隙較發(fā)育，但多被方解石、石英、長石細(xì)脈充填膠結(jié)，巖體完整性較好，導(dǎo)水性差，地表水和第四系松散層水滲入基巖性能差。雖有補(bǔ)給水源，但沒有接受補(bǔ)給的條件。地下水與地表水水力聯(lián)系不密切或無水力聯(lián)系。

2.工程地質(zhì)條件

2.1工程地質(zhì)層位劃分及其特征

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查、鉆孔工程地質(zhì)編錄、巖（土）樣試驗(yàn)資料，按巖（土）層的成因時(shí)代、風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖石的完整性、抗壓強(qiáng)度及穩(wěn)定性等，可將礦區(qū)范圍內(nèi)巖（土）層分為第四系松散層類和巖體塊狀巖類等兩個(gè)工程地質(zhì)層位，現(xiàn)分述如下：

（1）第四系松散層

此層因其成因、分布不同又分為兩個(gè)亞層：

①第四系沖洪積層：主要巖性有粉質(zhì)粘土、粘土、淤泥質(zhì)土及沙礫石、卵礫石砂層。厚度變化較大、結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度低，土體質(zhì)量差，工程地質(zhì)穩(wěn)定性差。但此層離礦床開采距離較遠(yuǎn)對礦床開采無影響。

②坡殘積層：由粉質(zhì)粘土、粘土、砂質(zhì)粘性土組成。工程地質(zhì)穩(wěn)定性較差，在露天開采時(shí)需作防護(hù)措施。

（2）巖體塊狀巖類

根據(jù)巖石的風(fēng)化程度、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及工程地質(zhì)穩(wěn)定性等，將礦體及其圍巖劃分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化及微風(fēng)化等四個(gè)工程地質(zhì)巖組，分述如下：

①風(fēng)化工程地質(zhì)巖組：主要由花崗閃長斑巖及其礦體，還有凝灰熔巖夾凝灰?guī)r、英安斑巖夾凝灰熔巖等風(fēng)化而成，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造全部被破壞，礦物成分除石英外大部分已風(fēng)化成土狀或半巖半土狀、硬土狀;巖石、巖體質(zhì)量差，屬V類巖體，工程地質(zhì)穩(wěn)定性差，礦坑掘進(jìn)時(shí)易崩塌、掉塊，須作強(qiáng)防護(hù)措施。

②強(qiáng)風(fēng)化工程地質(zhì)巖組：以礦體及其主要圍巖花崗閃長斑巖為主。風(fēng)化裂隙較發(fā)育、局部裂面有鐵染，巖石破碎，巖芯呈碎塊狀，巖石較軟Rc=15MPa-30MPa。巖石破碎RQD=0～30%，巖體質(zhì)量指標(biāo)M

③中風(fēng)化T程地質(zhì)巖組：以礦體及其圍巖花崗閃長斑巖為主。風(fēng)化裂隙發(fā)育，多為閉合裂隙，個(gè)別有鐵染現(xiàn)象，巖石抗壓強(qiáng)度較強(qiáng)，Rc=30-60MPa，巖石質(zhì)量RQD=50%～75%，巖體質(zhì)量系數(shù)M=0.12～1.0，工程地質(zhì)穩(wěn)定性中等。在礦坑開采時(shí)除個(gè)別需支護(hù)外，一般無須支護(hù)。

④微風(fēng)化工程地質(zhì)巖組：以礦體及其圍巖花崗巖閃長斑巖為主。裂隙較發(fā)育，但多被方解石細(xì)脈和含鉬礦、黃鐵礦、石英細(xì)脈充填膠結(jié)，巖礦石抗壓強(qiáng)度高Rc=60MPa-llOMPa。巖石質(zhì)量好，RQD=75%～100%，巖體完整性好。其巖體質(zhì)量指標(biāo)M=1.5-4.0，屬Ⅱ-I級的優(yōu)良巖體。工程地質(zhì)穩(wěn)定性好，礦坑開采時(shí)，除個(gè)別地方需支護(hù)外，絕大部分無須支護(hù)。

2.2未來礦山開采礦體及其圍巖的穩(wěn)定性情況

礦山開采方式采用露天輪斗式開采。在開采礦體時(shí)會遇到坡殘積（松散層）層、花崗閃長斑巖的全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖層。這些層位均在地表淺部，分別呈土狀、半巖半土狀及碎塊狀的極軟巖組和軟巖組，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石陳1日，硬度小，巖體破碎質(zhì)量差，露天開采時(shí)，易掉塊、崩塌，要注意邊坡的坡度，局部要進(jìn)行支護(hù)或擋墻保護(hù)，而在中、深部的礦體及圍巖為中～微風(fēng)化花崗閃長斑巖，屬中等～堅(jiān)硬巖組，巖石新鮮堅(jiān)硬，巖體完整性好，只要按照設(shè)計(jì)的邊坡坡度施工，預(yù)測在露采施工時(shí)，除局部需處理保護(hù)外，其余均為較安全～安全。

綜上所述，礦體及其圍巖多為堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖組，裂隙較發(fā)育，但多被方解石、石英細(xì)脈充填膠結(jié)，巖石堅(jiān)硬、巖體完整，其工程地質(zhì)穩(wěn)定性較好。

2.3露天開采邊坡穩(wěn)定性評價(jià)

露采區(qū)為剝蝕殘丘，礦體及其圍巖隆起，在其間分布著零星的第四系坡殘積層。地形總體為南西高，北東低。地形較平緩，無發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，工程地質(zhì)穩(wěn)定性較好。

在露采礦體剝離后大部分邊坡為基巖邊坡，局部為第四系坡殘積層邊坡，分述如下：

①基巖邊坡：主要巖性為花崗閃長斑巖，次為火山巖?；◢忛W長斑巖風(fēng)化強(qiáng)度不大，絕大部分為中～微風(fēng)化巖石，其工程地質(zhì)穩(wěn)定性較好。

②土質(zhì)邊坡：主要巖性為第四系坡殘積層的粉質(zhì)粘土、粘土、砂質(zhì)粘性土等，雖然層次較多，屬多層結(jié)構(gòu)，但它們黏膜性較好，韌性較強(qiáng)，具整體性，加上它們透水性差、富水性弱，故工程地質(zhì)穩(wěn)定性較好。

③第四系坡殘積層與基巖接觸面和露采邊坡的關(guān)系評價(jià)：坡殘積層與基巖層接觸面較平緩，局部有起伏，接觸面夾角近乎水平，約2°～3°。接觸面透水性差，富水性弱。它們的接觸面傾向與露采的邊坡面傾向在北東側(cè)是反方向，在西南側(cè)雖然同方向，但它們的夾角較大，為60°～70°。巖（土）體不容易失穩(wěn)，工程地質(zhì)穩(wěn)定性較好。

3.環(huán)境地質(zhì)條件

3.1礦山開采對地質(zhì)環(huán)境的影響

礦區(qū)位于丘陵地帶，面上沖積平原，在兩地貌接觸地帶，居民較少，人口密度較小，所建民房為l層—3層混凝土結(jié)構(gòu)樓房及老瓦房，無大型建筑物和景點(diǎn)。在礦山開采時(shí)，預(yù)測不會影響當(dāng)?shù)鼐用裆詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)及交通運(yùn)輸，不會引起如滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害和引起地下水干枯、地表水污染等環(huán)境地質(zhì)問題。

3.2地震

災(zāi)害性地震在礦區(qū)未見，據(jù)地震局統(tǒng)計(jì)資料，白1508年以來有記載的地震不少于40次，其中1874年—1962年有數(shù)次震級較大，人憾搖擺、房屋震動、窗門叮當(dāng)作響，多為區(qū)外地震波及的。根據(jù)《建筑抗震設(shè)防規(guī)范》（GB50011-2010）附錄A礦區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度區(qū)，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，特征周期0.45s，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。礦區(qū)地處丘陵地帶，巖體為花崗閃長巖，屬建筑抗震有利地段。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，礦區(qū)未見有活動性斷裂通過，區(qū)域地殼基本穩(wěn)定。

3.3y射線檢測和放射性核素檢測

通過對礦區(qū)鉆孔巖礦芯進(jìn)行y射線檢測，強(qiáng)度范圍值為29.2—42.2，屬正常值，對人體健康無影響。除此之外還從鉆孔中取了花崗閃長斑巖、英安斑巖、花崗閃長巖等作放射性核素檢測，放射性核素檢測結(jié)果比活度IRa和Ir值分別為0.7、0.3、0.3和1.1、0.7、0.7，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2001）要求，比活度同時(shí)滿足IRa≤1.0和Ir<1.3屬A類，其產(chǎn)銷和使用范圍不受限制。礦山開采的巖礦石放射性對人體健康無影響。

3.4礦山排水對地表水體的影響

根據(jù)礦區(qū)抽水試驗(yàn)資料，礦體及其圍巖，透水性差，富水性弱，礦坑涌水量小，水質(zhì)較好，銅、鉛、鋅、砷、氟、鋁、錳、鉻、鎘等元素其含量及pH值均符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在今后礦山開采排水時(shí)，預(yù)測對地表水水質(zhì)影響小或無影響。因礦坑充水與地表水及其他含水層無水力聯(lián)系或聯(lián)系不密切，因此在礦坑排水時(shí)不會影響到地表水的水量，一般不會引起井泉干枯。

3.5熱（氣）害檢測

通過礦區(qū)鉆孔抽水試驗(yàn)的水溫和氣體的檢測，無發(fā)現(xiàn)有害氣體。水溫為24 ℃—26℃基本正常，稍有點(diǎn)偏高，但對礦山開采無影響。

3.6不良地質(zhì)現(xiàn)象

在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查過程中，未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)內(nèi)地形比較平緩、坡度較小、樹木茂盛，預(yù)測礦山在開采時(shí)也不會造成地面崩塌、滑坡、沉降、塌陷、山體失穩(wěn)、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。但因礦床開采方式為露天開采，開采面積較大約357141.68m2，這對原來地形地貌和樹木、景觀會受到破壞，失去原生態(tài)的平衡，會有水土流失等環(huán)境地質(zhì)問題，預(yù)測其嚴(yán)重性為中等。

綜上所述礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件屬中等。

4.結(jié)論

4.1礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦區(qū)主要礦體有23條，大部分埋藏在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面52m標(biāo)高以下，不利于礦床開采自然排水。但礦體的頂?shù)装鍑鷰r大多為花崗閃長斑巖體，其透水性差，富水性弱，單位涌水量為0.004L/（s.m）—0.012L/（s.m），地下水的補(bǔ)給條件差，與地表水及相鄰的含水層水力聯(lián)系差，礦床開采時(shí)不會發(fā)生突水，礦坑涌水量一般較小。但因礦床開采方式為露天開采，每當(dāng)臺風(fēng)暴雨時(shí)，礦坑會大量充水，需要專防、專治措施，因此礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬中等。

4.2工程地質(zhì)條件

礦區(qū)地形較平緩，地貌較簡單。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂帶通過，無明顯的新構(gòu)造活動跡象，地震烈度為7級，地震加速度為0.15g，特征周期0.45s。區(qū)域地殼基本穩(wěn)定。礦區(qū)礦體大部分位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，礦體及其圍巖多為中～微風(fēng)化的含礦的花崗閃長斑巖，雖構(gòu)造裂隙較發(fā)育，但多被方解石、石英細(xì)脈充填膠結(jié)，巖石堅(jiān)硬，Rc多為60MPa—llOMPa，巖石完整性較好。RQD多為60%—l00%，巖體質(zhì)量指標(biāo)M=1.5～4.0，等級為Ⅱ—I級。在礦山開采時(shí)，除上部礦坑須支護(hù)外，中、深部絕大部分無須支護(hù)，T程地質(zhì)穩(wěn)定性好，但因礦床開采方式為露天開采，其深度>lOOm，礦床開采、礦石運(yùn)輸?shù)劝踩珕栴}需要采取專防、專治措施，因此工程地質(zhì)條件屬中等。

4.3礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件

通過礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)礦床有熱（氣）害和放射性異常。區(qū)域穩(wěn)定性較好。礦體及其圍巖含有毒有害元素低，在礦山排水、廢石堆放時(shí)不會造成地表水和空氣等環(huán)境污染。因礦體圍巖單一、巖石堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，巖體完整，故工程地質(zhì)穩(wěn)定性好，所以在礦山中、深部開采時(shí)（Om標(biāo)高以下），預(yù)測地表不會發(fā)生滑坡、崩塌、沉降、地裂縫、塌陷等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。但因礦床開采為露天開采，對地形地貌和樹木、景觀的破壞、水土流失等影響，預(yù)測其嚴(yán)重性為中等。綜上所述，礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件屬于中等。

綜上所述，礦區(qū)水文地質(zhì)條件中等、工程地質(zhì)條件中等、環(huán)境地質(zhì)條件中等，礦床開采技術(shù)條件屬中等復(fù)合問題的（Ⅱ-4）類礦床。

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