廣東省東源縣葉潭鎮(zhèn)擋風(fēng)凹礦區(qū)玻璃用石英砂巖礦水文地質(zhì)條件的主要問題及對策

危接文

摘要：近年來，隨著我國工業(yè)化的推進(jìn)，礦山企業(yè)對礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治工作取得了一定進(jìn)步。但是近年來礦山地質(zhì)災(zāi)害事件時常發(fā)生，對礦山資源的開采工作造成困難，導(dǎo)致采礦經(jīng)濟(jì)效益降低，依然存在很多問題，降低了礦山企業(yè)的工作效率。本文基于我國礦山的水文地質(zhì)特征分析，全面性和針對性相結(jié)合地提出防治災(zāi)害的措施，降低礦山災(zāi)害的負(fù)面影響，對促進(jìn)我國礦山采礦事業(yè)的發(fā)展具有十分重要意義，為今后礦床規(guī)劃和開采礦山資源提供生產(chǎn)安全指導(dǎo)，以供人員參考。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；涌水量；供水水源

東源縣葉潭鎮(zhèn)擋風(fēng)凹礦區(qū)所在區(qū)域?qū)傩∑鸱蜕剑傮w地勢北東高，南西低，最高點(diǎn)為礦區(qū)中北部的打鼓頂，海拔高程為435.5m，最低點(diǎn)為礦區(qū)南西面，距礦區(qū)4號拐點(diǎn)約700m的紅崗水河谷部位，海拔高程68.5m，最大相對高差367m，地形自然坡度20°～50°，局部（打鼓頂）山體陡峻。礦區(qū)植被較發(fā)育，主要為蕨類植物及桉樹，部分地段石英砂巖礦體裸露，植被較少，礦區(qū)殘坡積覆蓋層厚度一般為0.0m～14.0m。

1.礦區(qū)含水層及補(bǔ)徑排關(guān)系

根據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查，礦區(qū)范圍內(nèi)含水層位于礦體底部以下的飽水帶中，施工的10個鉆孔均未鉆至地下水位以下（干孔），故厚度不明，主要為層狀巖類裂隙含水層。含水層主要由泥盆系桂頭群沙礫巖、砂巖組成，地下水賦存于風(fēng)化裂隙和沿層向發(fā)育的構(gòu)造裂隙中，構(gòu)造裂隙傾向15°～80°，傾角17°～46°。含水層富水性主要與巖層的風(fēng)化裂隙發(fā)育程度關(guān)系密切。礦區(qū)內(nèi)未見較大泉水涌水點(diǎn)，地下水主要以滲流形式排泄，泉水主要分布于山體中下部，均為下降泉。礦區(qū)南側(cè)小溪旁見幾處滲流泉，流量為0.05L/s～0.18L&，2015年4月實(shí)測礦區(qū)南西側(cè)一處泉流量為0.06L/s，富水性極弱；礦體在地下水位以上，礦床開采時不受含水層影響。

礦區(qū)處于分水嶺及其兩側(cè)向南向北傾斜的山坡地段，為地下水的補(bǔ)給徑流區(qū)，區(qū)內(nèi)賦存的地下水以大氣降水直接或間接補(bǔ)給，排泄以蒸發(fā)及泉水排泄為主。地下水流向從地形高處向低處流動。根據(jù)所施工的10個淺孔都未測到靜止水位，地下水位在礦體之下，據(jù)此預(yù)測地下水對礦體開采影響較小。

2.礦坑涌水量預(yù)測

礦山今后露天開采，主要充水因素為大氣降水，降雨對礦坑涌水量預(yù)測，參照中國礦業(yè)學(xué)院編制的《露天采礦手冊》，預(yù)測打鼓頂山脊北側(cè)山坡地段礦坑最大日涌水量公式如下：

Qmax=K·A·H24

公式中：

Q_max=降雨對采場最大日集水量，單位m3³/d；

K=地表徑流系數(shù)（取決于采礦場揭露巖石的降雨入滲難易程度和采場疏導(dǎo)地表片流設(shè)施的能力，取經(jīng)驗(yàn)值0.7）

A=采場采取截水措施后的匯水面積35698m2

H24=設(shè)計(jì)暴雨頻率為5%的日降雨量（近年最大日降雨量HB=453.3mm，按公式H24=1.1HB推算）

Q_max=0.7×35698×（1.1×0.4533）=12460（m³/d）

礦山今后露天開采，雖然礦體分布在山體分水嶺及兩側(cè)，充水后自排條件好，也需在采剝面周邊應(yīng)修筑截排水溝，減少開采區(qū)的匯水面積，對開采區(qū)外圍地表徑流進(jìn)行攔截、導(dǎo)流，防止暴雨天氣大面積地表徑流流向采場。

3.礦床水文地質(zhì)條件評述

礦區(qū)處于小起伏低山區(qū)，最大相對高差367m，地形自然坡度20?！?0。，局部見陡坎。礦體出露于山脊兩側(cè)山坡地段，其自然地形地勢利于大氣降水的排泄。

礦區(qū)及附近無大的地表水體，以礦區(qū)西邊約700m處小河正常水面標(biāo)高（68.5m）為最低侵蝕基準(zhǔn)面，本區(qū)礦體最低標(biāo)高為332m，位于侵蝕基準(zhǔn)面以上，今后礦山露天開采，主要受大氣降雨影響，故建議在礦區(qū)周圍修建截排水溝，對開采區(qū)外圍地表徑流進(jìn)行攔截、導(dǎo)流，防止暴雨天氣大面積地表徑流流向采場、采坑，對采剝面或堆積場產(chǎn)生沖刷破壞及水土流失等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。

綜上所述，本礦床的水文地質(zhì)條件簡單。

4.礦床工程地質(zhì)條件評述

（1）礦區(qū)內(nèi)未風(fēng)化的石英砂巖與砂巖，雖裂隙3條/米～6條/米，完整性中等，但處于礦體底部，開采時影響較小。

（2）礦體主要產(chǎn)于弱風(fēng)化、微風(fēng)化的石英砂巖中，礦山露天開采剝離量較小。礦區(qū)山體相對較陡，礦山露天開采時，應(yīng)對運(yùn)輸?shù)缆贰㈤_采邊坡進(jìn)行護(hù)坡防滑工作，對廢土、廢石修建擋土墻，防止在大雨、暴雨季節(jié)發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

（3）礦區(qū)礦體上部巖體質(zhì)量為Ⅳ級-Ⅴ級，表層第四系殘坡積層屬散體狀，遇水軟化，其抗剪、抗壓強(qiáng)度低，穩(wěn)定性較差。礦山露天開采時，穩(wěn)定性較差，礦山今后開采，殘坡積層面以上巖土臺階坡面角應(yīng)不大于45°，開采時殘坡積層面以下巖體臺階坡面角應(yīng)不大于60°，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行露天礦床安全生產(chǎn)的相關(guān)要求。

綜上所述，礦床開采工程地質(zhì)條件簡單。

5.環(huán)境地質(zhì)條件預(yù)測評價

礦區(qū)位于小起伏低山，礦區(qū)內(nèi)無常住居民及耕地等，區(qū)內(nèi)無旅游、文物及自然保護(hù)地。礦山建設(shè)及礦產(chǎn)開發(fā)不涉及移民等問題。

礦區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，經(jīng)調(diào)查，未見有規(guī)模較大的泥石流、滑坡等。

據(jù)以往的放射性普查資料，礦區(qū)范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性異常，礦山露天開采過程中，對植被、山體有一定的毀壞，礦山地形坡度較大，在大雨、暴雨季節(jié)容易造成剝離土滑坡、剝采面崩塌及水土流失現(xiàn)象，為防止滑坡、崩塌及水土流失等現(xiàn)象發(fā)生，礦山地形坡度較大，今后開采剝采比為0.15，剝離土石應(yīng)合理選擇堆放場地，并規(guī)范堆放，并修建擋土墻、截水溝、引水渠，攔截雨水，引向外圍山溝，切實(shí)做好復(fù)墾、復(fù)綠工作，礦山開采產(chǎn)生的污水在排放時應(yīng)注意，應(yīng)進(jìn)行沉淀或其他方法處理達(dá)標(biāo)后排放。

綜合考慮礦山露天開采對植被、山體有一定破壞，本礦床開采環(huán)境地質(zhì)條件中等。

6.開采技術(shù)條件評價

礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面（68.5m）以上，礦區(qū)地勢較陡，有利于地表水的排泄，大氣降雨為采坑充水主要水源，集水可以通過截水溝自排，礦床的賦礦巖性（石英砂巖帶）及水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)2018年第四期圍巖的富水性極弱，本區(qū)礦體賦存地段主要為地下水徑流區(qū)，地下水對礦山露天開采影響較小，水文地質(zhì)條件簡單。

礦床處在山脊及山脊兩側(cè)，礦體主要產(chǎn)于弱風(fēng)化、微風(fēng)化的石英砂巖中，礦山露天開采剝離量較小，對礦山開采影響不大。礦山開采工程地質(zhì)條件簡單。

礦山露天開采，邊坡上部巖體質(zhì)量差，應(yīng)做好防滑護(hù)坡、復(fù)墾、復(fù)綠工作，對廢土、廢石修建擋土墻，防止在大雨、暴雨季節(jié)發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。礦山露天開采，對植被、山體破壞較大，容易引發(fā)水土流失及小規(guī)模的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，對環(huán)境影響較大。環(huán)境地質(zhì)條件中等。

綜上所述，本礦床開采水文地質(zhì)簡單、工程地質(zhì)條件簡單和環(huán)境地質(zhì)條件中等，根據(jù)GB/T13908-2002《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》附錄B的要求，礦床開采技術(shù)條件是環(huán)境地質(zhì)問題為主的中等（Ⅱ-3）類型。

本礦床開采水文地質(zhì)條件簡單，工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件中等，擋風(fēng)凹礦區(qū)礦體的剝采比為0.15，建議露天開采。

開采時開挖剝離的覆土、廢石應(yīng)處理好，防止在雨季特別是大雨、暴雨時發(fā)生水土流失、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

礦床開采期間及開采完畢以后應(yīng)按有關(guān)規(guī)定做好水土保持、復(fù)墾、綠化等環(huán)境保護(hù)工作。

7.結(jié)束語

礦山的開采過程中會出現(xiàn)很多地質(zhì)災(zāi)害問題，加強(qiáng)對礦山的勘探，加強(qiáng)對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防都是減少地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生損失的必要環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決也可以使損失減少到最低，最好預(yù)防和檢測才能保證整個開采過程的安全及效率。