新疆哈密市寶域一帶銅礦水文地質(zhì)與開采條件研究

王洪迪

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團水資源管理中心，新疆 烏魯木齊 830000）

新疆是我國的礦產(chǎn)聚集區(qū)，不僅擁有著較多種類的礦產(chǎn)資源，同時礦產(chǎn)品的質(zhì)量也相對較高。而哈密市則位于新疆東部，氣候較為溫和，無惡劣的外部環(huán)境，很適合礦體的開采與工程的建設(shè)。此處的銅礦較為著名，不同于其他地區(qū)銅礦的是，新疆哈密市的銅礦整體的銅礦床較大，礦體較為寬厚，而其中銅礦床的厚度大致約為15m左右，礦體的延伸方向為近東北向西南的走向，并向外延伸250m。不僅如此，新疆哈密市的銅礦主礦體通常是以硅質(zhì)板巖所組成，當(dāng)周圍的巖石受到斷裂帶的擠壓和沖擊，就會很容易導(dǎo)致礦床出現(xiàn)破碎的現(xiàn)象，使礦區(qū)的主體礦床和分支獨立礦床呈現(xiàn)出斷裂的狀態(tài)。在這樣的發(fā)展背景下，后期側(cè)方的地殼運動以及巖漿活動再進行熱液作用，最終產(chǎn)生對應(yīng)的成礦空間[1]。哈密市的礦體巖石主要以硅化巖石、絹云母花崗巖以及碳酸鹽化侵蝕巖石所構(gòu)成，這主要是受新疆特殊的地理、氣象因素的影響，使巖石、礦石處于分布不均衡的狀態(tài)。哈密市寶域一帶的礦體相對較為聚集，銅礦的質(zhì)量對比于其他地區(qū)也相對較好，但是，此區(qū)域的水文特征卻具有一定的特殊性，所以形成了較為復(fù)雜的開采條件[2]。因此，對新疆哈密市寶域一帶銅礦水文地質(zhì)以及開采條件進行深入地研究與分析。利用較為科學(xué)的方式分析其相對應(yīng)的水文特征，同時結(jié)合開采設(shè)備，重新制定開采方案，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境作出細致探析，從多種角度出發(fā)，制定靈活、多變的執(zhí)行措施，并做好相應(yīng)的防護措施，最大程度地保證開采人員的安全性，以減少對人員和環(huán)境的危害，進一步提升我國的礦山開采的技術(shù)水平[3]。

1 新疆哈密市寶域一帶礦產(chǎn)開采現(xiàn)狀簡述

新疆地區(qū)是我國較大的礦產(chǎn)資源產(chǎn)出區(qū)，礦山的開采技術(shù)相對較為成熟，因此，對寶域一帶的礦產(chǎn)開采現(xiàn)狀進行簡述。目前階段，哈密寶域一帶礦產(chǎn)資源的蘊藏量還是相對較為可觀的，尤其以石炭、石灰石巖、船山巖以及棲霞多孔巖為主，在這之中，還要數(shù)石灰石巖的藏礦規(guī)模最大，實際應(yīng)用程度也最高。但是，現(xiàn)如今，石灰石巖的開采數(shù)量在逐年下降，這主要是因為市場的需求量逐漸加大，使得哈密市本地礦產(chǎn)開采力度加大，造成石灰石巖的資源逐漸枯竭，無法再生。除此之外，過度地開采還對土地造成了極大地壓力，經(jīng)過調(diào)研，存在大約35%的土地由于礦產(chǎn)開采裸露在外，對自然環(huán)境造成消極的影響。開采所引起的粉塵造成大氣污染。在進行找礦或者開采的過程中，難免會使用到大型的挖掘機器，同時還要對礦洞挖掘，這就會產(chǎn)生極多的粉塵，粉塵是十分不易消除的，一方面需要耗費大量的時間來進行處理，另一方面也會對周圍的農(nóng)田和農(nóng)戶的生活生產(chǎn)造成壓力。一些礦體由于過于堅硬，無法人工挖掘，需要進行爆破處理，這也會形成大量的粉塵污染，如下圖1所示。

圖1 礦區(qū)爆破粉塵圖

從圖1中可以觀察到，開哪個區(qū)爆破產(chǎn)生的粉塵對于環(huán)境的影響。因此，在這樣的現(xiàn)狀之下，需要對哈密市寶域一帶進行更為詳細地分析，并制定科學(xué)的開采方案，減少對環(huán)境的損害。

2 哈密市礦產(chǎn)開采存在的問題探析

雖然，最近階段新疆哈密市的礦產(chǎn)資源的開采技術(shù)在不斷成熟，但是在實際的開采過程中，還是存在一定的缺陷和問題的。其一，就是開采結(jié)構(gòu)相對混亂，傳統(tǒng)的礦區(qū)開采方法較為單一。對于較為簡單的開采問題可以進行處理，但是一旦出現(xiàn)復(fù)雜、多層次的問題時，便無法對其解決，甚至?xí)霈F(xiàn)一定的誤差。其二是開采的張性與壓性界限不清晰。寶域一帶的礦區(qū)走向均為西北—西南，周圍存在磁場，很容易產(chǎn)生巖體接觸侵入的現(xiàn)象。另外，礦體兩側(cè)的斷裂帶也會隨之發(fā)生變動，造成礦體整體呈現(xiàn)出脈狀，斷裂與褶皺數(shù)量也較多，影響礦床的構(gòu)造發(fā)育。由于礦床硅化的影響，導(dǎo)致礦體中的巖石壓性斷裂的現(xiàn)象較為明顯，一定程度上阻礙了局部巖石由張性轉(zhuǎn)化為壓性的進程，從而間接影響礦洞的發(fā)育。在開采時，火山、地殼運動巖石影響因素之一，不僅會對礦區(qū)造成極為嚴(yán)重的破壞，同時還極易切斷礦脈，使斷裂層發(fā)生二次斷裂，進而造成整個礦床的破碎。以上為礦山開采時所存在的問題分析，只有對其進行解決，才能更好地推動寶域地區(qū)礦山經(jīng)濟的發(fā)展。

3 水文地質(zhì)情況研究

3.1 含水層特征以及地下水流向

新疆哈密市水域較為豐富，并且分布均勻，水文地質(zhì)情況較好。因此，在這樣的環(huán)境之下，礦山周圍的含水層數(shù)量便逐漸增多。不同區(qū)域礦區(qū)的地下水類型也是不同的，寶域地區(qū)的地下水主要由斷裂層的破碎帶脈狀水所構(gòu)成。延伸區(qū)域也呈脈狀分布，在石炭系構(gòu)造斷裂破碎帶中，含水層的深度也會隨之發(fā)生變化，碎裂越寬、深度越大，含水體積越大，反之，碎裂越窄、深度越小，含水體積越小。不僅如此，新疆哈密市的水文地質(zhì)特征還有著其獨特的特征，在延伸之處，一般會形成相對應(yīng)的交匯點，每一個交匯點經(jīng)過發(fā)育，形成趨向尖滅的長條紡綞形。在每一個交匯點之中，也同時存在著含水層，但是此處的含水層與平緩地區(qū)也存在著不同，此處的含水層均為淺層含水層，儲備的水量也較少，不會對礦體造成實質(zhì)性的損害。另外，哈密市的地下水流向經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn)，具有一定的流向規(guī)律，大多數(shù)為西北—東南區(qū)域流動，且地下水較為聚集，具有極強的補給性。與此同時，此處的地下水與含水層形成了較為緊密的依賴關(guān)系，互相連通，使礦體的斷裂層發(fā)育得堅硬完整，減少巖石的硅化。

3.2 礦床充水條件

礦床充水主要指的是在非正常的條件下，礦體所需要承受的水量最大荷載量。一般情況下，礦區(qū)的充水來源多為兩種，其一是斷裂中的脈狀水或者地下水，其二是大氣降水。大氣降水是無法控制的，降水量也是隨著季節(jié)變化而發(fā)生改變。在冬季時候，降水會相對較少，此時對于礦體不會造成實質(zhì)性的影響，但是當(dāng)處于夏季的時候，降水量會有所提升，且雨季更加集中，這也給礦體以及斷裂帶帶來了極大的壓力。斷裂中的脈狀水或者地下水是由巖層的空隙以及礦體密度所決定的，具體情況如下表1所示。

表1 巖層空隙以及礦體密度標(biāo)準(zhǔn)表

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息條件可以得知，需要在此標(biāo)準(zhǔn)之上才可以保證斷裂帶中的脈狀水不會對礦體造成影響。因此，將以上標(biāo)準(zhǔn)作為礦床充水的條件，進行水文地質(zhì)分析。

4 礦山開采條件分析

在完成新疆哈密市水文地質(zhì)的情況之后，接下來，需要對礦山開采的相關(guān)條件進行分析討論。通過物化探技術(shù)，對此區(qū)域礦區(qū)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)信息進行獲取、整合，并依據(jù)實際的情況作出分析方案。從中可以了解到，由于哈密市寶域一帶的礦體相對不聚集，這就導(dǎo)致礦床由于蝕化呈現(xiàn)出更加破碎的狀態(tài)，且碎裂帶分布也極為不均勻，通常在礦體的地表處，存在一定的碎巖覆蓋，這一因素、也給銅礦的勘察開采造成一定的困難。主要是由于碎巖的顆粒較小，散落在礦體的頂層，雖然不會對礦體造成影響，但是在開采的過程中，很容易進入挖掘設(shè)備之中，致使設(shè)備發(fā)生故障或者損壞，造成一定的經(jīng)濟損失，增加礦山開采的總成本。銅礦的控礦巖體綜合性質(zhì)與常見花崗巖的性質(zhì)基本呈現(xiàn)出一致的特征。另外，此礦區(qū)中的斷裂帶具備不同的功能級別、性質(zhì)、以及控礦方向，相互之間存在一定的關(guān)聯(lián)依賴關(guān)系，具體如下圖2所示。

圖2 礦區(qū)開采條件結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖

根據(jù)圖2中的礦區(qū)開采條件結(jié)構(gòu)關(guān)系，可以了解到哈密市寶域地區(qū)礦區(qū)的開采條件結(jié)構(gòu)關(guān)系。在以上的開采條件之下，還需要考慮一些突發(fā)性的因素，對于開采條件會產(chǎn)生一定的影響。舉例來說：斷裂帶形成的隔擋層，成礦熱液的方向移動以及金屬元素的富集造成的硅化問題。這些因素在制定開采方案以及分析開采條件時都需要進行慎重的考慮，以保證最終礦產(chǎn)開采的順利，同時，對于我國礦山開采水平也是一種提升。

5 結(jié)語

以上便是對新疆哈密市寶域一帶銅礦水文地質(zhì)與開采條件的研究與分析。新疆地區(qū)作為我國礦產(chǎn)資源產(chǎn)出的主礦區(qū)，近幾年來，礦產(chǎn)工程的數(shù)量逐漸增加。雖然得到了經(jīng)濟效益，但是這也使得當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境受到了一定的影響。同時，由于哈密寶域一帶的水文環(huán)境較為復(fù)雜，形成多結(jié)構(gòu)的開采條件，導(dǎo)致在開采的過程中極易發(fā)生事故，增加了開礦的難度。但是最近幾年，隨著我國開礦技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，相信未來新疆哈密寶域一帶的開礦前景會逐漸明朗，從而得到進一步的發(fā)展。