本溪市思山嶺云新鐵礦礦床開采技術條件研究

馮鈺凱

摘要：為查明恩山嶺云新鐵礦礦床開采技術條件，確保礦山安全生產，本文從水文地質、工程地質、環境地質等方面入手，通過野外地質綜合調查及取樣分析測試，認為該礦區水文地質、工程地質條件簡單，環境地質條件中等，礦床開采技術條件為以環境問題為主的中等開采技術條件的礦床。

關鍵詞：鐵礦開采；水文地質；工程地質；環境地質；技術條件

本溪市思山嶺云新鐵礦位于距本溪市東南16km的本溪市南芬區思山嶺鄉財神廟村胡家嶺上，行政區劃隸屬本溪市南芬區思山嶺鄉管轄。工作區所處大地構造單元位于中朝準地臺（Ⅰ）膠遼臺隆（Ⅱ）太子河一渾江臺陷（Ⅲ）四級構造單元為遼陽一本溪凹陷（Ⅳ）南緣。區內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，為沉積變質型鐵礦床。

通過對該礦區水文、工程、環境地質條件的綜合分析，認為該礦山開采技術條件類型為開采技術條件中等的以工程地質、環境地質為主的礦床。現將該礦床開采技術條件分別從水文、工程、環境地質三個方面進行論述。

1水文地質條件

該礦區位于本溪市南部，該區屬溫帶大陸性季風氣候區。夏天炎熱，雨季降水較強，冬季多風寒冷，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。礦區山間有沖溝，雨季時候匯流至山角，滲入地下。該礦屬千山山脈支脈北部延續部分的遼東淺切割低山區，植被發育，礦區內有大量的采掘地及礦渣堆。

1.1水文地質特征及對礦床充水的影響。礦區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、基巖風化帶裂隙含水巖組和深層構造裂隙含水巖組。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.全新統沖洪積孔隙含水巖組。分布于礦區北部、南部小河兩岸地帶，面積較小。巖性為粉質粘土、粘質砂土及砂礫卵石，厚1-5m，含弱一中等孔隙水，水化學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。為大氣降水下滲補給，或豐水期受河水反補，逕流條件較好，人工開采形式排泄。b.上更新統殘坡積孔隙含水巖組。分布于礦區南、北部山麓地帶，巖性為粘土、砂質粘土及少量砂礫、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，總體上水質較好。主要為大氣降水下滲補給，逕流條件一般或較好，自然形式排泄為主。

基巖風化帶裂隙含水巖組

根據本次工作成果及1：20萬水文地質資料可認為，風化裂隙水很小，屬微弱一弱富水性，而構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。按照規范對巖層富水性的劃分，該層為弱含水巖組。

隔水巖組

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

綜上分析，本區水文地質條件以裂隙水為主，并形成具有統一水力聯系的裂隙含水層，水文地質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，對礦山生產并無太大影響。

1.2礦區地下水補給徑流排泄條件。礦區山巒起伏，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，由溪流排泄至區外，只有少量滲入地下，補給地下水。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，如遇裂隙則會滲入地下。

1.3礦坑涌水量計算。目前礦山采用露天開采，現開采方法為組合臺階采礦法，由上至下分層開采，開采主要礦體為地表出露的Fel號礦體。現礦山的多處露天采場均采用自然排水，采坑內無積水現象。本區礦坑充水的主要因素是基巖本身的基巖裂隙水（風化裂隙水和構造裂隙水）和大氣降水。

2工程地質條件

礦山已有的露天采場在開采、排巖過程中，對本區植被景觀破壞程度較強。根據全部鉆孔資料，該區第四系平均厚度約為4.80m。礦床巖石風化裂隙發育深度據16個孔統計為14.10-35.54m，平均發育深度24.74m。多數鉆孔淺部巖石風化呈砂狀。深部由于受斷裂構造或層間裂隙影響，大部分鉆孔深部地段仍有巖石破碎現象。經巖石質量指標RQD統計結果，總的看巖石質量多為中等和好的，巖體中等完整和較完整礦床內基巖屬于堅硬的或較堅硬的塊狀或厚層狀工程地質巖組，巖石質量、巖體完整性及其穩定性除淺部相對較差外，一般還是較好的，礦床工程地質條件可屬簡單類型。

3環境地質條件

該區為封山育林區，基本上被植被覆蓋，通過本次礦區水文地質、工程地質及環境地質綜合測繪結果可認為，礦區環境質量良好。人類工程活動較烈，且位于地震烈度Ⅵ度帶上。

礦山因開采多年，采場范圍較大，邊坡穩定。局部由于坡面角度較大，存在崩塌地質災害隱患，采場內無積水，大氣降水可自然排泄。如進行地下開采活動，有可能會引發井巷冒頂、坍塌和片幫。由于礦山位于高山頂，標高較高，礦山露天采場對地下水及含水層沒有破壞作用，野外調查期間沒有發現附近井、泉干涸現象。區內地表水及地下水均未受到污染。未來礦山開采應注意對地表水及地下水質的保護，避免對下游產生水質污染現象。綜上認為，礦區環境地質條件屬中等類型。礦山開采對環境影響較小。

結論：（1）礦床水文地質條件和工程地質條件均屬簡單類型，環境地質條件為中等類型。

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