湖南省醴陵市小橫江礦區鐵石尖礦段工程地質分析

歐婧 羅長江

（湖南省地質礦產勘查開發局四一三隊 湖南常德 415000）

湖南省醴陵市小橫江礦區鐵石尖礦段工程地質分析

歐婧 羅長江

（湖南省地質礦產勘查開發局四一三隊 湖南常德 415000）

工程地質環境分析，其目的是為了檢測評價一定的礦山開發工程活動是否與給定的地質環境相互協調。這種評價的主要任務是給出工程地質環境質量，指導礦山開發的工程活動規劃。考慮到礦山開發和地質環境的相互作用的實質，這種評價不僅是地質條件的表征，而且必須納入和礦山開發活動相互依存的系統中加以總和考察。本文主要分析了湖南省醴陵市小橫江礦區鐵石尖礦段的地質情況，以期為后期的礦山開發活動提供指導依據。

醴陵市；小橫江礦區；鐵石尖礦；地質分析

1 湖南省醴陵市小橫江礦區簡介

湖南省醴陵市小橫江礦區鐵石尖礦段金礦探礦權位于醴陵市北西約 16km 處，中心地理坐標：東經 113°29′58″，北緯 27°51′45″，面積3.96km2。

礦區屬低山區，海拔標高最高鐵石尖569.90m，最低南西角124m，相對高差近445m。區內有三條近東西向溪溝匯入官莊水庫，國家大（Ⅱ）型官莊水庫位于勘查區西側，為以后礦山建設主要水源地，自然環境優美。

礦區屬亞熱帶季風氣候，四季分明。3～6月為雨季，雨量充沛，年降雨量1500mm以上。年平均氣溫17.5℃，1月平均氣溫5.3℃，7月平均氣溫29.5℃，無霜期 280d。

礦區內人口稀少，多外出務工或外遷，經濟以農業為主，林業為輔，無工礦企業，經濟較為落后，未來礦山開采可提供就業崗位，對發展地方經濟有益。

區內電力資源較豐富，10kV線路從黃獺嘴電網引進，官莊鄉建有一座10kV變電站，供電情況良好，移動網絡覆蓋整個礦區，通信條件良好。

小橫江金礦勘查區地處湘東北，位于新華夏系隆起帶中段與北西向的萍鄉—長沙大斷裂帶的復合部位，區內褶皺、斷裂發育，巖漿活動較頻繁，成礦地質條件優越，是湖南省十分重要的金、銅、鈷等多金屬成礦帶之一。

2 工程地質分析

2.1 礦區工程地質條件

礦區地形屬侵蝕剝蝕為主的低山地貌，斜坡坡度20～45°，局部可達50～65°，坡向多為南北向，地層走向北西，自然斜坡穩定性屬基本穩定。

斜坡和溝谷中覆蓋有0.5～10m厚殘坡積層，并有天然混交林和人工竹林分布，覆蓋率達80%以上，局部地段基巖裸露，懸崖多見，溝谷切割強烈。在地形坡度較大的地段，特別在工程建設人類活動的影響下，地質災害危險性程度增大，有崩塌、泥石流發生的可能。

礦區地層在區域地質構造上傾向有倒轉，屬陡傾斜巖層，巖石屬軟弱的淺變質巖系，節理、裂隙發育，但富水性較弱，工程地質條件一般。

（1）工程地質巖組劃分

根據礦區各類巖土的空間組合規律和工程地質特征，劃分出兩個工程地質巖組：

①松散巖組：第四系洪積物、殘坡積物。主要分布于礦區溪溝、溝谷谷底及地表坡麓地帶，呈松散—半固結狀態，成份主要有碎石土、含礫砂土、粉黏土等。

②層狀較軟弱巖組：其巖性為絹云母粉砂質板巖、絹云母砂質板巖及硅化板巖，或構造破碎帶、斷層頂、底板泥化層，呈薄—中厚層狀。

（2）礦區構造工程地質特征

礦區地質構造中等，斷裂較發育，根據斷裂面、節理面規模，產狀以及巖體穩定性的影響，將本礦區結構面劃分為四級，其地質特征如下：

①Ⅰ級結構面F1斷裂分布于田氹—黃泥坡一帶；F3斷裂分布在東風—曾家排一帶，斷裂總體走向南北向，傾向東，傾角42～62°，破碎帶寬7～12m，具壓扭性特征，斷面光滑，沿走向呈舒緩波狀，硅化、黃鐵礦化、綠泥石化明顯。該斷裂兩側地層為Pt2h，巖脈發育，為礦區的主要控礦斷裂；

②Ⅱ級結構面為F2斷裂分布在F3西側150m處，斷裂總體走向近南北向，傾向東，傾角 45～50°，破碎帶寬 5～8m，長 400m。

③Ⅲ級結構面為F4斷裂分布在礦區的南東角F3斷裂東側150m處，斷裂走向南北向，傾向東，傾角50～70°，局部直立，長300m；F9斷裂分布在F3和F4之，斷裂走向南北向，傾向東，傾角50～70°，局部直立，長100m。

④Ⅳ級結構面即節理、片理、裂隙等。寬度一般0.5～20cm，它破壞巖體的穩定性和完整性，影響巖體力學性質和局部的穩定性。

（3）礦石及圍巖的物理力學性質

本次工程地質調查，在民硐中，對礦區有代表性的礦石及圍巖采取了巖石樣，考慮到將來坑采方式，結合礦區實際情況，選擇了相關試驗項目，進行了物理力學性質的試驗。測定的結果是：塊體密度為2.66～2.83g/cm3；吸水率為0.15～0.24%；抗壓強度為 15.3～35.6MPa，軟化系數為 0.6～0.67；巖石內摩擦角45.8～49.5°；內聚力c值為1.08～2.05MPa。以上測試結果說明區內巖石均屬較軟弱巖石。

（4）礦體及頂、底板圍巖的穩固性

①礦體巖石的穩固性：金礦體產于構造角礫和蝕變板巖中，大多分布在斷層破碎帶、接觸帶上，礦石大多很破碎。特別是在礦體厚度大，破碎程度較高地段，穩固性較差，局部有垮塌冒頂現象。

②礦體頂、底板圍巖的穩固性：礦體頂底板圍巖為淺變質絹云母粉砂質板巖及絹云母砂質板巖，薄-中厚層狀，原生層面局部保持完整，礦體底板穩定性屬一般。礦體頂板圍巖因構造應力作用，碎裂結構較發育，風化作用發育，主要結構面為節理、裂隙、層面和斷層，結構面結合程度一般，屬較軟弱巖類型，抗壓、抗風化能力較低，巖體多屬Ⅳ類，風化巖體穩定性差，易沿臨空面向下垮塌。在未來巷采掘進中應加強安全管理，實施井巷支護。

（5）構造對巖、礦層穩固性的影響

礦區的Ⅰ、Ⅱ號等主要礦體，主要受NS向斷裂控制，該斷層傾向北東，傾角42～72°左右，多數破碎帶寬度不大，一般只有1～8m，破碎帶大多由碎塊狀、碎屑狀巖石組成。經民硐節理裂隙調查，礦區主要發育有二組節理裂隙：a、走向 NW（270～300°∠65～89°），傾角較陡，節理面平直光滑，延伸0.5～1.0m，間距0.5～1.5m，少部分閉合，大部分被少量石英細脈充填；b、走向 NE（30～70°∠62～85°），傾角較陡，節理面平直光滑，大部分閉合，極個別為泥質或石英脈充填，坑道中一般無垮塌冒頂現象，局部出現冒頂，風化地段實施井巷支護。

2.2 工程地質評價

礦體大多處于當地侵蝕基準面以下，且頂底板都為良好的隔水層，因此地表水體不可能直接對開采工程造成不良影響。礦區地層巖性較單一，巖體穩固性一般。在局部破碎帶礦體厚度大地段或破碎程度較高地段，風化剝蝕強烈影響巖體的穩定性，易發生工程地質問題。此外，局部構造帶也影響巖體的穩定性。根據《礦區水文地質工程地質勘探規范》（GB12719－91），認定本礦區工程地質勘查類型屬Ⅱ類二型，即屬層狀巖類工程地質條件中等的礦床。

3 環境地質分析

3.1 地震

據湖南省地震目錄記載，歷史上有記載的地震在株洲和醴陵地震共有八次，其中3級1次、3.5級3次、4.5級1次、震級不明3次。其破壞程度均在Ⅵ度以下，礦區基本地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，礦區建筑按Ⅵ度設防。

3.2 礦區地質環境及地質災害評價

（1）礦區地質環境

礦區巖石較軟，但厚度大、穩定性好，富水性弱，礦山疏干排水對地表影響不大，對巖體的工程地質性能影響不大。以前，當地居民采金，一般使用氰化法，而尾砂和廢石到處堆放，下雨時尾砂廢石被沖洗，有可能出現泥石流，尾砂中化學物品對人體有害，對地下水、地表水有一定的污染。特別是官莊水庫位于礦區北西角邊緣，屬于水資源保護區，在今后開采時應注意廢水的排放。

礦石中伴生礦物有毒砂礦物，對人體是一種有害元素。

礦段內主要為山地，植被較發育，地貌復雜程度中等，居民和稻田較少，無重要設施和建筑物，礦床開采技術條件較好，現狀條件下地質環境問題少，危害小，地質環境條件為中等類型。

（2）礦區地質災害

礦區地質災害主要表現為泥石流、滑坡、崩塌等，目前礦區調查崩塌點4處，滑坡1處。崩塌多為開山修路和地形切割較深形成的70～80°的陡壁，因巖石碎裂和地表風化卸荷作用，形成巖崩，雖崩塌區附近無建（構）筑物，但對行車及過往行人，特別是礦山以后開發時的交通形成一定隱患。因巖石風化較強，山坡陡峻，可能出現滑坡、地面塌陷等地質災害。

4 結語

綜上所述，礦區以裂隙含水層充水為主，附近沒有大的地表水體，水文地質條件簡單。礦體及其圍巖力學強度較差，穩定性一般，工程地質條件中等。礦區下游有官莊水庫保護區，開采時，尾砂堆放、廢水排放應有個遵循環境保護標準，環境地質條件中等。根據《固體礦產地質勘查規范總則》（GB/T13908），本礦區屬以工程地質、環境地質問題為主，開采技術條件屬II－4型復合問題的礦床。

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P618.31

A

1004-7344（2016）13-0190-02

2016-3-6

歐婧（1988-），女，助理工程師，本科，主要從事野外勘查及報告編寫等工作。

羅長江（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事野外勘查及報告編寫等工作。