關于廣東省饒平縣溪西鉬礦開采技術條件的分析

陳志勛

摘要：通過礦區礦床地質、水文地質條件的分析，確定了該礦區的水文地質條件類型;調查分析了礦區的環境地質現狀并對礦山開采環境影響進行了評價?；久鞔_了礦床開采技術條件，為礦山的建設和開采提供了參考依據。

關鍵詞：水文地質;工程地質;環境地質;西溪

礦區在區域構造位置上，位于新華夏構造體系中的北西向斷裂帶與北東向帶斷裂帶交接處。礦區內出露地層有侏羅系上統高基坪群b亞群下巖性段和第四系全新統。礦區出露的巖漿巖，主要為燕山一期的花崗閃長巖、燕山四期的花崗閃長斑巖和時代不明的閃長玢巖、花崗斑巖、二長斑巖。礦區水文地質條件中等、工程地質條件中等、環境地質條件中等，礦床開采技術條件屬中等復合問題的（Ⅱ-4）類礦床。

1.水文地質條件

礦區地下水主要補給來源為大氣降水滲入補給。

礦區控礦巖體為花崗閃長斑巖體，次為火山巖的凝灰熔巖夾凝灰巖，屬塊狀巖類裂隙承壓含水層，巖體完整性好，透水性差，富水性弱，是礦坑主要充水含水層。

1.1礦區含隔水層特征及對礦床充水的影響

（1）第四系孔隙含水層

根據成因類型分為兩個亞層：①第四系坡殘積孔隙含水層;②第四系沖洪積孔隙含水層。富水性中等，離礦段較遠，下伏有微弱透水巖體花崗閃長斑巖阻隔，對礦床開采充水無影響或影響甚小。

（2）塊狀巖類裂隙含水層

根據其年代、地質巖性、水文地質特征等，劃分為4個亞層，分述如下：

①侏羅系上統高基坪群下巖性段b組裂隙弱含水層

離礦體較近，對礦床開采充水有影響，但其透水性差，富水性弱，對礦床開采充水影響小。

②侏羅系上統高基坪群下巖性段a組裂隙弱含水層

透水性差，富水性弱，離礦體較遠，對礦床充水影響小或無影響。

③燕山四期花崗閃長斑巖裂隙弱含水層

淺部風化裂隙發育，多為閉合，透水性差、富水性弱，泉流量為0.102Us—0.221L/s。為控礦巖體，在礦床開采時是主要充水含水層，對礦床開采充水有直接性的影響。

④燕山一期花崗閃長巖裂隙弱含水層

離礦體較遠，透水性差，富水性弱，對礦床開采充水影響小。

1.2斷裂構造帶水文地質特征及對礦床開采的影響

礦區北西走向斷裂構造帶比較發育，走向北西、傾向北東，傾角56°-65°。規模小，見有構造角礫巖、糜棱巖，具壓扭性特征，多被方解石、石英、長石細脈充填膠結，巖石堅硬，完整（局部破碎），導水性差，富水性弱，屬弱含水構造帶。

1.3地下水與地表水體水力聯系

礦區地表水體較發育，其北側有溪西河，距離礦體約500m—700m，流量2m3/S～7m3/S;北東側為平原地帶，人工渠道呈網狀分布，大小池塘星羅棋布，它們對平原區第四系松散層地下水有一定的補給關系，水力聯系較密切。但對礦區的基巖裂隙水影響甚小，或無影響，因為基巖（包括花崗閃長斑巖、礦體等塊狀巖）構造裂隙較發育，但多被方解石、石英、長石細脈充填膠結，巖體完整性較好，導水性差，地表水和第四系松散層水滲入基巖性能差。雖有補給水源，但沒有接受補給的條件。地下水與地表水水力聯系不密切或無水力聯系。

2.工程地質條件

2.1工程地質層位劃分及其特征

根據工程地質調查、鉆孔工程地質編錄、巖（土）樣試驗資料，按巖（土）層的成因時代、風化程度、裂隙發育程度、結構、構造、巖石的完整性、抗壓強度及穩定性等，可將礦區范圍內巖（土）層分為第四系松散層類和巖體塊狀巖類等兩個工程地質層位，現分述如下：

（1）第四系松散層

此層因其成因、分布不同又分為兩個亞層：

①第四系沖洪積層：主要巖性有粉質粘土、粘土、淤泥質土及沙礫石、卵礫石砂層。厚度變化較大、結構松散、強度低，土體質量差，工程地質穩定性差。但此層離礦床開采距離較遠對礦床開采無影響。

②坡殘積層：由粉質粘土、粘土、砂質粘性土組成。工程地質穩定性較差，在露天開采時需作防護措施。

（2）巖體塊狀巖類

根據巖石的風化程度、結構構造及工程地質穩定性等，將礦體及其圍巖劃分為全風化、強風化、中風化及微風化等四個工程地質巖組，分述如下：

①風化工程地質巖組：主要由花崗閃長斑巖及其礦體，還有凝灰熔巖夾凝灰巖、英安斑巖夾凝灰熔巖等風化而成，風化裂隙發育，巖石結構、構造全部被破壞，礦物成分除石英外大部分已風化成土狀或半巖半土狀、硬土狀;巖石、巖體質量差，屬V類巖體，工程地質穩定性差，礦坑掘進時易崩塌、掉塊，須作強防護措施。

②強風化工程地質巖組：以礦體及其主要圍巖花崗閃長斑巖為主。風化裂隙較發育、局部裂面有鐵染，巖石破碎，巖芯呈碎塊狀，巖石較軟Rc=15MPa-30MPa。巖石破碎RQD=0～30%，巖體質量指標M

③中風化T程地質巖組：以礦體及其圍巖花崗閃長斑巖為主。風化裂隙發育，多為閉合裂隙，個別有鐵染現象，巖石抗壓強度較強，Rc=30-60MPa，巖石質量RQD=50%～75%，巖體質量系數M=0.12～1.0，工程地質穩定性中等。在礦坑開采時除個別需支護外，一般無須支護。

④微風化工程地質巖組：以礦體及其圍巖花崗巖閃長斑巖為主。裂隙較發育，但多被方解石細脈和含鉬礦、黃鐵礦、石英細脈充填膠結，巖礦石抗壓強度高Rc=60MPa-llOMPa。巖石質量好，RQD=75%～100%，巖體完整性好。其巖體質量指標M=1.5-4.0，屬Ⅱ-I級的優良巖體。工程地質穩定性好，礦坑開采時，除個別地方需支護外，絕大部分無須支護。

2.2未來礦山開采礦體及其圍巖的穩定性情況

礦山開采方式采用露天輪斗式開采。在開采礦體時會遇到坡殘積（松散層）層、花崗閃長斑巖的全風化、強風化巖層。這些層位均在地表淺部，分別呈土狀、半巖半土狀及碎塊狀的極軟巖組和軟巖組，風化裂隙發育，巖石陳1日，硬度小，巖體破碎質量差，露天開采時，易掉塊、崩塌，要注意邊坡的坡度，局部要進行支護或擋墻保護，而在中、深部的礦體及圍巖為中～微風化花崗閃長斑巖，屬中等～堅硬巖組，巖石新鮮堅硬，巖體完整性好，只要按照設計的邊坡坡度施工，預測在露采施工時，除局部需處理保護外，其余均為較安全～安全。

綜上所述，礦體及其圍巖多為堅硬、半堅硬巖組，裂隙較發育，但多被方解石、石英細脈充填膠結，巖石堅硬、巖體完整，其工程地質穩定性較好。

2.3露天開采邊坡穩定性評價

露采區為剝蝕殘丘，礦體及其圍巖隆起，在其間分布著零星的第四系坡殘積層。地形總體為南西高，北東低。地形較平緩，無發現崩塌、滑坡等不良地質現象，工程地質穩定性較好。

在露采礦體剝離后大部分邊坡為基巖邊坡，局部為第四系坡殘積層邊坡，分述如下：

①基巖邊坡：主要巖性為花崗閃長斑巖，次為火山巖。花崗閃長斑巖風化強度不大，絕大部分為中～微風化巖石，其工程地質穩定性較好。

②土質邊坡：主要巖性為第四系坡殘積層的粉質粘土、粘土、砂質粘性土等，雖然層次較多，屬多層結構，但它們黏膜性較好，韌性較強，具整體性，加上它們透水性差、富水性弱，故工程地質穩定性較好。

③第四系坡殘積層與基巖接觸面和露采邊坡的關系評價：坡殘積層與基巖層接觸面較平緩，局部有起伏，接觸面夾角近乎水平，約2°～3°。接觸面透水性差，富水性弱。它們的接觸面傾向與露采的邊坡面傾向在北東側是反方向，在西南側雖然同方向，但它們的夾角較大，為60°～70°。巖（土）體不容易失穩，工程地質穩定性較好。

3.環境地質條件

3.1礦山開采對地質環境的影響

礦區位于丘陵地帶，面上沖積平原，在兩地貌接觸地帶，居民較少，人口密度較小，所建民房為l層—3層混凝土結構樓房及老瓦房，無大型建筑物和景點。在礦山開采時，預測不會影響當地居民生活和工農業生產及交通運輸，不會引起如滑坡、崩塌、泥石流等地質災害和引起地下水干枯、地表水污染等環境地質問題。

3.2地震

災害性地震在礦區未見，據地震局統計資料，白1508年以來有記載的地震不少于40次，其中1874年—1962年有數次震級較大，人憾搖擺、房屋震動、窗門叮當作響，多為區外地震波及的。根據《建筑抗震設防規范》（GB50011-2010）附錄A礦區抗震設防烈度為7度區，設計基本地震加速度值為0.15g，特征周期0.45s，設計地震分組為第一組。礦區地處丘陵地帶，巖體為花崗閃長巖，屬建筑抗震有利地段。

根據區域地質資料，礦區未見有活動性斷裂通過，區域地殼基本穩定。

3.3y射線檢測和放射性核素檢測

通過對礦區鉆孔巖礦芯進行y射線檢測，強度范圍值為29.2—42.2，屬正常值，對人體健康無影響。除此之外還從鉆孔中取了花崗閃長斑巖、英安斑巖、花崗閃長巖等作放射性核素檢測，放射性核素檢測結果比活度IRa和Ir值分別為0.7、0.3、0.3和1.1、0.7、0.7，根據國家標準《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2001）要求，比活度同時滿足IRa≤1.0和Ir<1.3屬A類，其產銷和使用范圍不受限制。礦山開采的巖礦石放射性對人體健康無影響。

3.4礦山排水對地表水體的影響

根據礦區抽水試驗資料，礦體及其圍巖，透水性差，富水性弱，礦坑涌水量小，水質較好，銅、鉛、鋅、砷、氟、鋁、錳、鉻、鎘等元素其含量及pH值均符合飲用水標準。在今后礦山開采排水時，預測對地表水水質影響小或無影響。因礦坑充水與地表水及其他含水層無水力聯系或聯系不密切，因此在礦坑排水時不會影響到地表水的水量，一般不會引起井泉干枯。

3.5熱（氣）害檢測

通過礦區鉆孔抽水試驗的水溫和氣體的檢測，無發現有害氣體。水溫為24 ℃—26℃基本正常，稍有點偏高，但對礦山開采無影響。

3.6不良地質現象

在環境地質調查過程中，未發現崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，區內地形比較平緩、坡度較小、樹木茂盛，預測礦山在開采時也不會造成地面崩塌、滑坡、沉降、塌陷、山體失穩、泥石流等地質災害。但因礦床開采方式為露天開采，開采面積較大約357141.68m2，這對原來地形地貌和樹木、景觀會受到破壞，失去原生態的平衡，會有水土流失等環境地質問題，預測其嚴重性為中等。

綜上所述礦區環境地質條件屬中等。

4.結論

4.1礦區水文地質條件

礦區主要礦體有23條，大部分埋藏在當地侵蝕基準面52m標高以下，不利于礦床開采自然排水。但礦體的頂底板圍巖大多為花崗閃長斑巖體，其透水性差，富水性弱，單位涌水量為0.004L/（s.m）—0.012L/（s.m），地下水的補給條件差，與地表水及相鄰的含水層水力聯系差，礦床開采時不會發生突水，礦坑涌水量一般較小。但因礦床開采方式為露天開采，每當臺風暴雨時，礦坑會大量充水，需要專防、專治措施，因此礦區水文地質條件屬中等。

4.2工程地質條件

礦區地形較平緩，地貌較簡單。區內未發現大的斷裂帶通過，無明顯的新構造活動跡象，地震烈度為7級，地震加速度為0.15g，特征周期0.45s。區域地殼基本穩定。礦區礦體大部分位于當地侵蝕基準面以下，礦體及其圍巖多為中～微風化的含礦的花崗閃長斑巖，雖構造裂隙較發育，但多被方解石、石英細脈充填膠結，巖石堅硬，Rc多為60MPa—llOMPa，巖石完整性較好。RQD多為60%—l00%，巖體質量指標M=1.5～4.0，等級為Ⅱ—I級。在礦山開采時，除上部礦坑須支護外，中、深部絕大部分無須支護，T程地質穩定性好，但因礦床開采方式為露天開采，其深度>lOOm，礦床開采、礦石運輸等安全問題需要采取專防、專治措施，因此工程地質條件屬中等。

4.3礦區環境地質條件

通過礦區環境地質調查，未發現礦床有熱（氣）害和放射性異常。區域穩定性較好。礦體及其圍巖含有毒有害元素低，在礦山排水、廢石堆放時不會造成地表水和空氣等環境污染。因礦體圍巖單一、巖石堅硬、結構面不發育，巖體完整，故工程地質穩定性好，所以在礦山中、深部開采時（Om標高以下），預測地表不會發生滑坡、崩塌、沉降、地裂縫、塌陷等環境地質災害。但因礦床開采為露天開采，對地形地貌和樹木、景觀的破壞、水土流失等影響，預測其嚴重性為中等。綜上所述，礦區環境地質條件屬于中等。

綜上所述，礦區水文地質條件中等、工程地質條件中等、環境地質條件中等，礦床開采技術條件屬中等復合問題的（Ⅱ-4）類礦床。

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