本溪市思山嶺云新鐵礦礦床開采技術(shù)條件研究

馮鈺凱

摘要：為查明恩山嶺云新鐵礦礦床開采技術(shù)條件，確保礦山安全生產(chǎn)，本文從水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等方面入手，通過野外地質(zhì)綜合調(diào)查及取樣分析測試，認(rèn)為該礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件簡單，環(huán)境地質(zhì)條件中等，礦床開采技術(shù)條件為以環(huán)境問題為主的中等開采技術(shù)條件的礦床。

關(guān)鍵詞：鐵礦開采；水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)；技術(shù)條件

本溪市思山嶺云新鐵礦位于距本溪市東南16km的本溪市南芬區(qū)思山嶺鄉(xiāng)財(cái)神廟村胡家?guī)X上，行政區(qū)劃隸屬本溪市南芬區(qū)思山嶺鄉(xiāng)管轄。工作區(qū)所處大地構(gòu)造單元位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）膠遼臺(tái)隆（Ⅱ）太子河一渾江臺(tái)陷（Ⅲ）四級(jí)構(gòu)造單元為遼陽一本溪凹陷（Ⅳ）南緣。區(qū)內(nèi)出露地層主要有太古宇鞍山群，新元古界青白口系、震旦系、古生界及第四系等。鐵礦體主要賦存于太古宇鞍山群大峪溝組黑云角閃變粒巖中，為沉積變質(zhì)型鐵礦床。

通過對(duì)該礦區(qū)水文、工程、環(huán)境地質(zhì)條件的綜合分析，認(rèn)為該礦山開采技術(shù)條件類型為開采技術(shù)條件中等的以工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)為主的礦床。現(xiàn)將該礦床開采技術(shù)條件分別從水文、工程、環(huán)境地質(zhì)三個(gè)方面進(jìn)行論述。

1水文地質(zhì)條件

該礦區(qū)位于本溪市南部，該區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。夏天炎熱，雨季降水較強(qiáng)，冬季多風(fēng)寒冷，氣候差異較明顯。年平均降水量776mm，封凍期從11月至下年4月，凍土層厚1.3-1.4m。礦區(qū)山間有沖溝，雨季時(shí)候匯流至山角，滲入地下。該礦屬千山山脈支脈北部延續(xù)部分的遼東淺切割低山區(qū)，植被發(fā)育，礦區(qū)內(nèi)有大量的采掘地及礦渣堆。

1.1水文地質(zhì)特征及對(duì)礦床充水的影響。礦區(qū)巖石地層含水性能劃分為含水巖組和隔水巖組兩大類。含水巖組分為第四系松散巖類孔隙水含水巖組、基巖風(fēng)化帶裂隙含水巖組和深層構(gòu)造裂隙含水巖組。隔水巖組為黑云角閃變粒巖、斜長花崗巖。其富水性、隔水特征按從上至下的順序分述如下：

第四系松散巖類孔隙含水巖組

a.全新統(tǒng)沖洪積孔隙含水巖組。分布于礦區(qū)北部、南部小河兩岸地帶，面積較小。巖性為粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)砂土及砂礫卵石，厚1-5m，含弱一中等孔隙水，水化學(xué)類型多為重碳酸硫酸鈣型，PH值7.65-8.00，礦化度O.042-0.157g/1。為大氣降水下滲補(bǔ)給，或豐水期受河水反補(bǔ)，逕流條件較好，人工開采形式排泄。b.上更新統(tǒng)殘坡積孔隙含水巖組。分布于礦區(qū)南、北部山麓地帶，巖性為粘土、砂質(zhì)粘土及少量砂礫、碎石透鏡體，厚1-6m，含弱的孔隙水。地下水化學(xué)類型一般為重碳酸硫酸鈣型，PH值7.33-8.44，礦化度0.088-0.116/1，總體上水質(zhì)較好。主要為大氣降水下滲補(bǔ)給，逕流條件一般或較好，自然形式排泄為主。

基巖風(fēng)化帶裂隙含水巖組

根據(jù)本次工作成果及1：20萬水文地質(zhì)資料可認(rèn)為，風(fēng)化裂隙水很小，屬微弱一弱富水性，而構(gòu)造裂隙水屬弱一中等富水，總體為富水性很不均一。地下水化學(xué)類型多屬重碳酸硫酸鈣鈉或鈉鈣型，礦化度小于0.5g/1，多為中性水。補(bǔ)給來源主要為大氣降水，逕流條件一般或較好，多為自然形式排泄。按照規(guī)范對(duì)巖層富水性的劃分，該層為弱含水巖組。

隔水巖組

礦區(qū)內(nèi)礦體圍巖主要為黑云角閃變粒巖及斜長花崗巖，淺部裂隙較發(fā)育，富微弱裂隙水，深部巖石完整，裂隙不發(fā)育，富水性極差，視為隔水層。

綜上分析，本區(qū)水文地質(zhì)條件以裂隙水為主，并形成具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的裂隙含水層，水文地質(zhì)勘探類型為第二類型，即以裂隙含水層充水為主的礦床，簡稱裂隙充水礦床，對(duì)礦山生產(chǎn)并無太大影響。

1.2礦區(qū)地下水補(bǔ)給徑流排泄條件。礦區(qū)山巒起伏，地形坡度較大，有利于地表水的排泄而不利于地下水的匯集，大氣降水大部分沿山坡流入溪谷，由溪流排泄至區(qū)外，只有少量滲入地下，補(bǔ)給地下水。基巖裂隙水由高處向低處徑流，在山腳以泉的形式溢出地表或滲入到較低處的第四系含水層中，如遇裂隙則會(huì)滲入地下。

1.3礦坑涌水量計(jì)算。目前礦山采用露天開采，現(xiàn)開采方法為組合臺(tái)階采礦法，由上至下分層開采，開采主要礦體為地表出露的Fel號(hào)礦體。現(xiàn)礦山的多處露天采場均采用自然排水，采坑內(nèi)無積水現(xiàn)象。本區(qū)礦坑充水的主要因素是基巖本身的基巖裂隙水（風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水）和大氣降水。

2工程地質(zhì)條件

礦山已有的露天采場在開采、排巖過程中，對(duì)本區(qū)植被景觀破壞程度較強(qiáng)。根據(jù)全部鉆孔資料，該區(qū)第四系平均厚度約為4.80m。礦床巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育深度據(jù)16個(gè)孔統(tǒng)計(jì)為14.10-35.54m，平均發(fā)育深度24.74m。多數(shù)鉆孔淺部巖石風(fēng)化呈砂狀。深部由于受斷裂構(gòu)造或?qū)娱g裂隙影響，大部分鉆孔深部地段仍有巖石破碎現(xiàn)象。經(jīng)巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD統(tǒng)計(jì)結(jié)果，總的看巖石質(zhì)量多為中等和好的，巖體中等完整和較完整礦床內(nèi)基巖屬于堅(jiān)硬的或較堅(jiān)硬的塊狀或厚層狀工程地質(zhì)巖組，巖石質(zhì)量、巖體完整性及其穩(wěn)定性除淺部相對(duì)較差外，一般還是較好的，礦床工程地質(zhì)條件可屬簡單類型。

3環(huán)境地質(zhì)條件

該區(qū)為封山育林區(qū)，基本上被植被覆蓋，通過本次礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)綜合測繪結(jié)果可認(rèn)為，礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量良好。人類工程活動(dòng)較烈，且位于地震烈度Ⅵ度帶上。

礦山因開采多年，采場范圍較大，邊坡穩(wěn)定。局部由于坡面角度較大，存在崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患，采場內(nèi)無積水，大氣降水可自然排泄。如進(jìn)行地下開采活動(dòng)，有可能會(huì)引發(fā)井巷冒頂、坍塌和片幫。由于礦山位于高山頂，標(biāo)高較高，礦山露天采場對(duì)地下水及含水層沒有破壞作用，野外調(diào)查期間沒有發(fā)現(xiàn)附近井、泉干涸現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)地表水及地下水均未受到污染。未來礦山開采應(yīng)注意對(duì)地表水及地下水質(zhì)的保護(hù)，避免對(duì)下游產(chǎn)生水質(zhì)污染現(xiàn)象。綜上認(rèn)為，礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件屬中等類型。礦山開采對(duì)環(huán)境影響較小。

結(jié)論：（1）礦床水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件均屬簡單類型，環(huán)境地質(zhì)條件為中等類型。

（2）礦床水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件雖較簡單，但在未來井下開采中，由于淺部巖石風(fēng)化裂隙較發(fā)育和深部斷裂構(gòu)造發(fā)育地段，巖石破碎或疏松，加之地下水的作用，易發(fā)生冒頂、片幫、滑坍或一定程度的突水等地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)采取有效措施，予以重視。