礦床開采的技術(shù)條件及探采對比分析

施杰李

（云南磷化集團(tuán)工程建設(shè)有限公司，云南 昆明 650600）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

昆陽磷礦位于滇池聚磷區(qū)南西部，即原昆陽磷礦區(qū)一至四采區(qū)勘探線6-56線之間，為昆陽磷礦區(qū)的東半部，與昆陽磷礦二礦(原五、六采區(qū))相接。位于昆明市204°方向平距39km、晉寧縣325°方向平距6.7km，地處云南省昆明市晉寧縣昆陽鎮(zhèn)境內(nèi)。其地理坐標(biāo)(54北京坐標(biāo)系)：東經(jīng)102°31′39″～102°34′55″，北緯24°42′36″～24°44′12″。昆陽磷礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，主要分布于測區(qū)北西50km～65km的富民羅次一帶，普渡河—滇池?cái)嗔雅c羅次—易門斷裂之間。主要為基性、超基性和堿性巖體，呈巖珠、巖墻、巖床狀產(chǎn)出[1]。

2 礦床開采技術(shù)條件

2.1 水文地質(zhì)條件

礦區(qū)水文地質(zhì)條件類型以大氣降水和礦層及其頂?shù)装迦跻恢械葞r溶裂隙含水層補(bǔ)給的簡單類型，開采前后，礦區(qū)的水文地質(zhì)基本無變化，礦區(qū)地層因剝蝕而出露不全，該礦區(qū)地形為順向坡，巖（礦）層為單斜構(gòu)造，為裂隙充水礦床，探明礦體大部分位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面—滇池水面以上；本次核實(shí)開采標(biāo)高在1620m以上，礦坑水多能自然排泄。

礦區(qū)開采礦層均位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面和地下水位以上，礦坑充水的主要因素比較單一，僅為大氣降水，包括直接落入采坑的大氣降水涌水量及地表徑流涌水量，處理的主要方法是挖排洪溝泄洪，排洪溝的規(guī)模根據(jù)礦坑涌水量預(yù)測及對實(shí)際涌水量的觀測經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從開采的情況來看，此方法完全可以解決礦山開采過程中的礦坑涌水量問題。

礦區(qū)地處區(qū)域強(qiáng)富水補(bǔ)給、徑流區(qū)，本次進(jìn)行資源儲(chǔ)量核實(shí)的礦層按開采標(biāo)高分為兩部分：最低標(biāo)高以上區(qū)，礦體位于水位和當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以上，礦坑充水因素主要為大氣降水，水文地質(zhì)條件屬簡單類型；礦體位于地下水位以下，主要充水含水層富水性強(qiáng)，礦坑水不能自流排泄，水文地質(zhì)條件為以巖溶含水層充水為主的中等偏復(fù)雜型。

2.2 工程地質(zhì)條件

礦區(qū)工程地質(zhì)條件為以可溶鹽巖、碎屑巖類堅(jiān)硬-半堅(jiān)硬巖類為主的中等類型。工程地質(zhì)條件隨著開采規(guī)模的擴(kuò)大，有滑坡的可能性。礦層直接頂板為含磷硅質(zhì)白云巖，新鮮巖石致密堅(jiān)硬，比重2.84g/cm3，飽和容重2.79g/cm3，吸水率1.6%，飽和內(nèi)聚力14.0MPa，飽和內(nèi)摩擦角47.1°，風(fēng)干抗壓強(qiáng)度124.1MPa～141.5MPa，飽和抗壓強(qiáng)度117.7MPa～133.3MPa，軟化系數(shù)0.95，屬堅(jiān)硬巖類，穩(wěn)固性好。

露天采礦場工作幫的邊坡類型為逆向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡，其組成巖層為筇竹寺組一—四段（?1q1-4）粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，中誼村組二段（?1z2）白云巖、一段砂屑狀磷塊巖（?1z1），巖組單軸抗壓強(qiáng)度71.8MPa～193.7MPa，屬堅(jiān)硬巖類；端幫（東、西部）的邊坡類型為斜（切）向?qū)訝钸吰?，其組成邊坡巖層同上；永久幫的邊坡類型為順向?qū)訝钸吰?，組成邊坡的地層巖性單一，為漁戶村組二、三段（?1y2+3）白云巖、白云巖夾硅質(zhì)巖，單軸抗壓強(qiáng)度為97.0MPa～106.9MPa，屬堅(jiān)硬巖類[2]。

2.3 環(huán)境地質(zhì)條件

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為中等類型。由于礦山為露天開采礦山，礦層及圍巖中檢出有害元素F含量較高，應(yīng)在開采的過程中注意，同時(shí)還應(yīng)注意水土流失問題。剝采破壞地表形態(tài)及植被，堆放的剝離物結(jié)構(gòu)松散，又無法被根系保護(hù)，易產(chǎn)生水土流失，如遇大雨，還有引發(fā)泥石流的可能。

露采可能會(huì)引起邊坡失穩(wěn)、滑坡、滑移，露采時(shí)穿孔爆破、機(jī)械振動(dòng)等人工活動(dòng)對邊坡穩(wěn)定性有影響，局部軟弱夾層可能會(huì)產(chǎn)生蠕動(dòng)變形，引起滑坡。

露采易產(chǎn)生粉塵，對環(huán)境造成影響。

綜上所述，經(jīng)過2018年調(diào)查研究可發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)在區(qū)域上屬地震烈度Ⅷ度帶，為較不穩(wěn)定區(qū)，地下水質(zhì)良好，物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，但礦石及圍巖中F和U的含量偏高，對環(huán)境有一定危害，礦山長期開采造成地表形態(tài)、植被的破壞，礦段環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量中等偏復(fù)雜。

3 探采對比

2018年度主要對二、三、四采區(qū)進(jìn)行開采，動(dòng)用7個(gè)礦體上層Ⅰ品級、上層Ⅱ品級、上層上Ⅲ品級、上層下Ⅲ品級、下層Ⅰ品級、下層Ⅱ品級、下層下Ⅲ品級，70個(gè)采空塊段。通過本次調(diào)查，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造輪廓和特征與原勘探報(bào)告描述基本相同，僅個(gè)別斷裂構(gòu)造上稍有增減。本次調(diào)查未見新增礦體，原各礦體的形態(tài)、產(chǎn)出位置、厚度均變化不大，礦體產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦石質(zhì)量也無大的變化，局部礦體傾向延伸品位略有變化，但對資源儲(chǔ)量的影響不大。

經(jīng)本年度動(dòng)測，全區(qū)上礦層工業(yè)礦體厚5.00m～7.00m，平均厚度6.18m。上礦體（層）工業(yè)礦體從地表至中深部厚度穩(wěn)定。礦體厚度沿傾向及走向的變化規(guī)律是：東部較厚，一般7.00m～8.00m，最厚15.30m。西部較薄，一般5.00m～6.00m，最厚7.40m。上礦層厚度大于8m的地段主要分布于補(bǔ)勘區(qū)東部靠南側(cè)(14－37線)，作東西向展布，長約2.5km，寬200m～600m。該厚度帶的北部有零星地段厚度大于8m，礦層工業(yè)礦體的厚度與P2O5含量一般呈消長關(guān)系，個(gè)別位于溝谷的地段，因次生富集作用，P2O5含量變高，略有波動(dòng)。

下礦體（層）工業(yè)礦體厚度從地表至中深部具變薄的趨勢，但變化不大，變化系數(shù)57.70%，從變化系數(shù)來看，厚度變化仍屬中等。下礦層除個(gè)別地段底零星分布有低品位礦石外，大部分礦層與礦體吻合。工業(yè)礦體厚度3.00m～4.00m，最厚7.95m，平均3.25m。下礦層工業(yè)礦體厚度變化情況與上礦層截然相反，一般為西部較厚，為4.00m～6.00m，東部較薄，為2.00m～4.00m。礦區(qū)中部靠南段礦體厚度為0，其分布范圍東西長約1km，南北寬約600m。此外，無礦區(qū)的北側(cè)及東側(cè)，零星地段厚度小于1m。工業(yè)礦體上、下礦層與全區(qū)工業(yè)礦體平均品位比較得出結(jié)論：P2O5平均含量地表至中深部具下降的特點(diǎn)。

4 礦山的礦床地質(zhì)及開采技術(shù)條件變化特征

據(jù)實(shí)測和收集礦山相關(guān)開采資料分析，昆陽磷礦為海相沉積的大型磷塊巖礦床，厚度較大，品位較高，層位穩(wěn)定。含礦巖系為下寒武統(tǒng)中誼村組（?1z），具工業(yè)價(jià)值的礦體（層）為上礦層（?1z1-3）和下礦層（?1z1-1），其間夾灰白色凝灰質(zhì)粘土巖層（?1z1-2）。上礦層的頂板為硅質(zhì)白云巖（?1z2），下礦層的底板為白云巖夾硅質(zhì)條帶（?1y3）。層序清楚，頂、底板界線及標(biāo)志明顯。開采后的含磷礦地層系為下寒武統(tǒng)中誼村組(ε1z)，磷塊巖礦床為穩(wěn)定的層狀，礦體（層）總體為一走向東西，向南緩傾斜的單斜構(gòu)造，平均傾角16°，其產(chǎn)狀完全與圍巖產(chǎn)狀一致。礦體（層）的規(guī)模皆指工程控制范圍而言，長5.6km，寬1.0km～2.15km。

礦山為露天開采，礦床總體開采技術(shù)條件無原則性變化，礦區(qū)在區(qū)域上屬地震烈度Ⅷ度帶，為較不穩(wěn)定區(qū)，地下水質(zhì)良好，物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。

5 結(jié)論

綜上所述，昆陽磷礦礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查研究和預(yù)測評價(jià)，較詳細(xì)地查明了礦段水文地質(zhì)條件為以大氣降水充水和礦層及其頂?shù)装宄渌疄橹鞯闹械阮愋?；工程地質(zhì)條件為以上覆碎屑巖類半堅(jiān)硬—堅(jiān)硬巖類、礦層及頂?shù)装蹇扇茺}巖類堅(jiān)硬巖類為主的中等類型；礦床開采對環(huán)境有一定影響，環(huán)境地質(zhì)條件中等。礦床開采技術(shù)條件勘查類型屬中等型的復(fù)合問題礦床（II-4型）。