江西省定南縣某礦區(qū)工程地質(zhì)條件評價

李身想，歐陽東波

（江西有色地質(zhì)勘查一隊，江西 鷹潭 335003）

1 礦區(qū)概況

燕潭螢石礦位于定南縣巋美山鎮(zhèn)西南直距約1公里處，勘查面積1.43Km2。勘查區(qū)為低山丘地貌，地形較陡，高差大，總體地貌北高南低植被茂密，水系總體流向由南西往北東，地形特點是溝谷發(fā)育，大多呈“V”形溝谷，切割較深，區(qū)內(nèi)海拔最高805.7m，最低325m，相對高差480m，為構(gòu)造侵蝕地形，地形條件較為復(fù)雜[1]。

2 礦區(qū)地質(zhì)

①地層。礦區(qū)范圍出露地層僅有第四系，主要沿溝谷洼地分布，巖性為亞粘土、亞砂土、少量砂礫等，厚度為0m～6.5m。②構(gòu)造。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，斷裂構(gòu)造以NE向F1大斷裂為主，規(guī)模較大，斷裂性質(zhì)為張扭性，該斷裂縱貫整個勘查區(qū)，為礦區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦及容礦構(gòu)造。該斷裂帶長約5Km，斷裂帶內(nèi)主要發(fā)育硅化構(gòu)造角礫巖，呈碎裂角礫結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，螢石礦即產(chǎn)于NE向F1斷裂構(gòu)造帶中，傾向SE、傾角56-75°，連續(xù)性好，屬硅化破碎帶型。③巖漿巖。礦區(qū)巖漿巖主要出露晚侏羅世燕山期第二期第四次侵入花崗巖（γ5b（4））、早白堊世流紋斑巖（λπ）。其中晚侏羅世花崗巖（γ5b（4））為燕山期第二期第四次侵入花崗巖，主要分布在礦區(qū)的南東部，約占礦區(qū)面積的19.40%，為中粒黑云母花崗巖，呈淺灰色，風(fēng)化后略帶黃褐色，中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。早白堊世流紋斑巖（γπ）為燕山期侵入火山碎屑巖，主要分布在礦區(qū)的北西部，約占礦區(qū)面積的68.68%，呈NNE-SSW向分布，深灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造[2]。

3 礦區(qū)工程地質(zhì)特征

（1）風(fēng)化層工程地質(zhì)特征。礦區(qū)強風(fēng)化帶深度為2.94m～6.75m，中-微弱風(fēng)化帶為5.92m～39.44m，最深可達45.24m。強風(fēng)化的巖石節(jié)理密集，穩(wěn)固性差，結(jié)構(gòu)較松散，屬于碎裂-散體結(jié)構(gòu)。中-微風(fēng)化帶內(nèi)裂隙使巖體完整性遭受破壞，中風(fēng)化帶內(nèi)整體巖石的穩(wěn)固性減弱，部分較破碎，微風(fēng)化帶內(nèi)局部穩(wěn)固性減弱，巖體力學(xué)強度降低不顯著，巖芯較完整。風(fēng)化帶中結(jié)構(gòu)面多被鐵錳質(zhì)氧化物充填，結(jié)構(gòu)面為IV、V級。強風(fēng)化帶工程地質(zhì)條件總體較差，中-微風(fēng)化工程地質(zhì)條件總體中等，因此風(fēng)化帶易發(fā)生采坑坡頂巖石崩塌、掉塊，是礦床淺表開采的主要不利因素。

（2）結(jié)構(gòu)面特征。礦區(qū)工程地質(zhì)測繪結(jié)合構(gòu)造的結(jié)構(gòu)面特征、規(guī)模、產(chǎn)狀、分布等主要有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級結(jié)構(gòu)面。Ⅱ級結(jié)構(gòu)面，為NE向F1斷裂構(gòu)造，長5Km，礦區(qū)東部硅化破碎帶走向北東，傾角48～61°，向西變陡。F1對礦區(qū)井巷的穩(wěn)定性影響較大，是影響未來采坑系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素。Ⅲ級結(jié)構(gòu)面為斷裂構(gòu)造破碎帶和侵入巖構(gòu)造破碎帶與上下巖層間的接觸面，多數(shù)呈中高角度產(chǎn)出，結(jié)構(gòu)面形狀為較平直的，表面部份高嶺土化，影響巖體局部穩(wěn)定性。Ⅳ級結(jié)構(gòu)面為節(jié)理裂隙，部份節(jié)理有粘土（高嶺土化）為主充填、次為碳酸巖脈等充填，閉合程度大多較好，主要破壞巖體完整，影響巖體的力學(xué)強度。

（3）工程地質(zhì)巖組。工程地質(zhì)測繪結(jié)合巖體工程地質(zhì)特征，可分為三個工程地質(zhì)巖組：①松散～軟弱巖類工程地質(zhì)巖組：主要由強風(fēng)化帶及第四系殘坡積層組成。其結(jié)構(gòu)松散且固結(jié)程度低，具顯著的壓縮性，工程地質(zhì)條件差。另F1斷層及其影響區(qū)內(nèi)的也屬該巖組，主要表現(xiàn)為一系列蝕變破碎帶，使巖石物理力學(xué)性質(zhì)降低，穩(wěn)固性降低，對坑道穩(wěn)定性影響大，對礦床開采不利，是易發(fā)生礦山工程地質(zhì)問題的主要地段。②半堅硬工程地質(zhì)巖組：主要為淺部巖性為中-微風(fēng)化蝕變的相對較硬風(fēng)化硬質(zhì)巖等，飽和單軸抗壓強度大于30Mpa，屬半堅硬巖層。

巖體質(zhì)量較差-中等，穩(wěn)固性相對偏差，局部易產(chǎn)生坍塌、掉塊、滑移等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。中-微風(fēng)化帶整體巖石力學(xué)強度降低，工程地質(zhì)條件中等，對坑道穩(wěn)定性有一定影響。③堅硬工程地質(zhì)巖組：巖性為新鮮堅硬的流紋斑巖和中粗粒二云母花崗巖。在飽和單軸抗壓強度≥60MPa，巖層穩(wěn)固性較好-好，一般不易產(chǎn)生不良工程地質(zhì)問題。裂隙較發(fā)育段，巖體質(zhì)量中等-較好，穩(wěn)固性中等-較好。巖體結(jié)構(gòu)類型為塊狀結(jié)構(gòu)為主，工程地質(zhì)條件總體較好。但局部受斷裂、裂隙發(fā)育密集帶影響可能會產(chǎn)生坍塌、掉塊等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。

4 工程地質(zhì)條件評價

4.1 巖礦體質(zhì)量評價

表1 巖礦體質(zhì)量分析

（1）巖石物理力學(xué)性質(zhì)。流紋斑巖飽和單軸抗壓強度為39.60Mpa～41.37Mpa，屬半堅硬巖，軟化系數(shù)0.77～0.78，屬不易軟化巖石，RQD值為55%；花崗巖飽和單軸抗壓強度為59.89Mpa～61.15Mpa，屬半堅硬-堅硬巖，軟化系數(shù)0.84，屬不易軟化巖石，天然抗拉強度6.84Mpa～7.16Mpa，RQD值為53%；礦體飽和單軸抗壓強度為38.86Mpa，屬半堅硬巖石軟化系數(shù)0.79，屬不易軟化巖石，天然抗拉強度6.84Mpa，RQD值為53%；按飽和單軸抗壓強度R劃分，礦區(qū)巖石屬半堅硬巖為主、少數(shù)屬堅硬巖和軟弱巖。按照軟化系數(shù)劃分，礦區(qū)以不易軟化巖石為主。

（2）巖體質(zhì)量分級。利用礦區(qū)等鉆孔巖石物理力學(xué)試驗成果,巖體質(zhì)量指標M法對礦體及其頂?shù)装鍘r石進行半定量評價。選擇計算公式如下：M=RQD×Rc/300；其中：M——巖體質(zhì)量指標；Rc——巖塊飽和軸向抗壓強度；

通過上表計算結(jié)果可以看出，礦化帶及流紋斑巖巖石質(zhì)量差，巖體中等完整，花崗巖巖石質(zhì)量差-中等，巖體中等完整。

4.2 井巷圍巖穩(wěn)定性評價

礦區(qū)巖石屬半堅硬巖為主，屬較難軟化的巖石，抗風(fēng)化能力較好，巖礦石巖石質(zhì)量中等的，巖體中等完整，礦體頂?shù)装鍘r石整體穩(wěn)固性較好，局部頂?shù)装逦g變強烈，穩(wěn)定性較差，開采時需加強支護。在破碎帶及裂隙密集帶處，穩(wěn)固性變差，易造成掉塊、坍塌等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。

5 結(jié)論

礦區(qū)圍巖由半堅硬巖為主，巖石力學(xué)強度中等、穩(wěn)定性總體較好，屬工程地質(zhì)條件中等的礦床，基本適宜地下坑采。淺部開采時要注意圍巖的風(fēng)化帶情況，深部開采時要注意圍巖構(gòu)造和礦脈蝕變破碎帶來的影響。