侯家莊礦床礦體地質特征及開采技術條件評價

陶 鑄，朱隨洲，儲照波，李令斌，李 偉

（山東正元地質資源勘查有限責任公司，山東 淄博 255000）

鋼鐵工業是國民經濟的基礎產業，隨著我國經濟的持續發展，對鋼鐵的需求逐年增加。而國內鐵礦石供應嚴重不足，很大一部分靠進口解決，國家有關部門的統計資料顯示，近幾年，我國已成為全球第一鐵礦進口國。自2003年以來，國際、國內鐵礦石價格持續攀升。由此顯示，鐵礦石資源嚴重不足的局面在短期內難以改變。因此，合理有序地勘查、開發利用鐵礦資源是滿足國內需求的重要途徑，這就為鐵礦的勘查和開發利用提供了廣闊的市場空間。研究區內工業比較發達，近年來集體、民營企業發展迅猛。尤其是礦業開發已成為區內支柱產業，共有大小礦山企業10余家[1-3]。根據GB 18306—2001《中國地震動參數區劃圖》淄博市臨淄區抗震設防列度為Ⅶ度，本區地震加速度值為0.10g。本區農業以小麥、玉米種植業為主，是淄博市主要產糧區；工業發達，以黑色冶金原料的開采、加工為主；勞動力資源充沛，水、電資源豐富。本文研究了侯家莊礦床礦體地質特征及開采技術條件，研究為礦山開采提供了可靠的地質依據。

1 礦床地質

1.1 地質特征

侯家莊礦床位于金嶺短軸背斜的北西翼，礦區范圍主要是指本次勘查工作區及附近地段。根據鉆孔地質資料表明，礦床地質特征如下。

（1）地層。礦區出露地層主要為奧陶紀馬家溝組，其次為石炭系—二疊紀月門溝群，第四紀山前組以角度不整合覆蓋于上述地層之上。根據鉆探揭露情況，由老至新分述如下。奧陶紀馬家溝組（Om）、月門溝群（C-Py）、第四系山前組（Qs）。

（2）構造。侯家莊礦區范圍內，尚未發現明顯的斷裂構造和褶皺構造。構造形式主要表現為單斜構造和接觸帶構造。

（3）巖漿巖。礦區出露的巖漿巖是金嶺閃長巖雜巖體的一部分，主要巖石類型為閃長巖、正長閃長巖、二長巖。

（4）變質作用和圍巖蝕變。由于巖漿巖的侵入和巖漿期后熱液作用，沿接觸帶及兩側發生強烈的交代變質作用、蝕變作用及熱變質作用，形成寬大的蝕變帶。按空間關系及蝕變作用特點，蝕變大致可分為3個帶：內蝕變帶、接觸交代變質帶、外蝕變帶。

1.2 礦床磁異常特征

1.2.1 以往磁測成果的磁異常特征

重工業部地質局物探隊在金嶺鐵礦區開展磁法普查時發現并圈定了侯家莊磁異常。磁異常走向60°左右，以ΔZ=500 nT等值線圈定異常長2 800 m，寬400～500 m。以往查明的礦體基本上分布于正異常的北翼，即0～2 000 nT（圖1）。

圖1 侯家莊異常等值線平面Fig.1 Houjiazhuang anomaly contour plane

1.2.2 對磁異常的推斷解釋及鉆探驗證

ΔT等值線平面圖顯示的磁異常變化比較平穩，以-500 nT等值線圈定的負異常寬度較大，沿走向延伸穩定，推斷地下磁性體沿走向基本上是連續的。在負異常區圈出4個ΔT場值-650 nT異常圈，提示地下磁性體在走向上存在膨脹收縮現象，有4個較為明顯的膨脹部位。該區的鉆探驗證成果與上述推斷基本上是吻合的。在西南部第1個負極值區內觀20-9孔見礦厚度8.97 m，其東側ZK18-9孔見礦厚度10.86 m；在第2個負極值區的西部邊緣，ZK14-9孔見礦厚度1.83 m，根據-650 nT負異常圈的范圍和強度分析，該孔東北方向應有1個較厚的礦體，由于普查工程間距較大，未進行驗證。位于侯家莊村不完整的第3個負極值區內有ZK9-12、ZK5-8、ZK5-10、ZK5-14見到1.25～8.32 m不等的礦體。根據負異常特征和鉆孔驗證情況綜合分析，初步認為，-500 nT等值線圈定的范圍大體上反映了盲礦體的邊界，而-650 nT極值區是礦體局部增厚的反映。

2 礦體地質

2.1 礦體特征

通過此次深部詳查，共查明侯家莊Ⅰ礦體及深部Ⅲ礦體。其中，侯家莊深部Ⅲ礦體包括Ⅲ-1、 Ⅲ-2、Ⅲ-3三個礦段，Ⅲ 礦體為主礦體，Ⅲ-1礦段為主礦段。此次探明Ⅲ礦體與侯家莊Ⅰ礦體大部分地段有1個無礦間隔帶，間隔帶傾斜寬度100～300 m，僅在局部地段2個礦體是相連的，如14線。此次探明（Ⅰ+Ⅲ）礦體資源儲量578.6萬t，屬中型規模。

Ⅰ礦體位于礦區中下部，與Ⅲ-2礦體位于同一條勘探線上，形態大體上呈細脈狀，礦體在剖面上呈修長的長條型，礦體產狀與淺部Ⅲ礦體基本相同，走向55°～62°，傾向北西，傾角38°，由2個見礦鉆孔（ZK14-7、ZK14-9）控制，推斷礦體走向長度80 m，傾斜延深110 m，礦體真厚度1.83～2.66 m，平均2.25 m，厚度變化系數15%，屬穩定型。埋深356.93～456.40 m（標高為-321.16～-415.40 m），資源量20.0萬t，占總資源量的3.5%。礦段TFe品位41.42%～61.54%，平均品位48.35%，變化系數21.43%，屬較穩定型；mFe品位39.82%～53.57%，平均品位45.93%，變化系數14.26%，屬較穩定型。

2.2 礦石質量

2.2.1 礦石的礦物成分

（1）金屬礦物[4-5]。礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，其次含少量的黃鐵礦及黃銅礦，礦物基本特征：磁鐵礦以他形粒狀為主，其次為半自形粒狀，粒徑0.1～0.5 mm，少數可達0.9 mm，不等粒，晶粒間緊密接觸，呈致密塊狀，局部花崗壓碎結構，含量50%～65%。

（2）脈石礦物[6-8]。脈石礦物主要為透輝石、金云母、綠泥石、碳酸鹽礦物，其次為長石、石英及普通輝石，往往幾種礦物共生或伴生，多呈填隙狀分布于金屬礦物顆粒，有的呈集合體條帶狀或不規則團塊狀分布。

2.2.2 礦石的結構、構造

礦石結構主要為半自形—他形粒狀結構；構造以致密塊狀為主，條帶狀、斑雜狀、浸染狀次之。致密塊狀礦石主要由磁鐵礦及少量脈石礦物組成，鐵品位較高；條帶狀、斑雜狀和浸染狀礦石含脈石礦物較多，鐵品位較低。

2.2.3 礦物的生成順序及共生關系

礦物的共生關系[9-10]大致分為6個組合：①鉀長石+鈉長石+絹云母組合，是自變質鉀、鈉化階段的產物。②透輝石+鈣鐵榴石+綠簾石組合，是正矽卡巖階段的礦物組合。③透輝石—陽起石+綠簾石組合，是變矽卡巖階段前期的礦物組合，該階段磁鐵礦化大量發生。④蛇紋石+黑云母+金云母組合，是變矽卡巖階段晚期的礦物組合，磁鐵礦化繼續發生。⑤綠泥石+黑云母+絹云母組合，高中溫熱液階段礦物組合，有多金屬礦化。⑥方解石+綠泥石+石英組合，是中低溫熱液階段的礦物組合，有微弱多金屬礦化。

2.2.4 礦石的化學成分

根據光譜分析和化學全分析結果，礦石的化學成分有Fe、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、S、P2O5、TiO2、K2O、Na2O、MnO等。鐵為主要有用組分，TFe含量27.66%～65.80%，平均含量47.42%，品位變化系數34%，品位分布均勻。鐵元素主要賦存于磁鐵礦中，只有少量鐵賦存于硅酸鹽及黃鐵礦中；磁性鐵含量26.51%～65.73%，全區平均44.70%，磁性鐵占有率94.26%。主要有害物質S含量0.023%～0.12%，平均0.052%，主要賦存于黃鐵礦中；P含量0.006 6～0.260 0%，平均0.076 0%；S、P均低于工業指標允許含量。

2.3 礦石類型和品級

礦體埋深較大，未受氧化及淋濾作用，礦石自然類型為原生磁鐵礦。礦石TFe品位27.66%～65.80%，按基本分析樣品長度統計，TFe品位≥50%以上的占44%，TFe品位<50%的占56%，全區TFe平均品位47.42%，屬需選一般富鐵礦石。根據金嶺鐵礦區多年工作經驗可知，可溶性鐵等含量較低，本次未做可溶性鐵含量分析，故此次磁性鐵占有率=磁性鐵（mFe）/全鐵（TFe），ω（mFe）/ω（TFe）在91%～97%，僅1個樣品含量81%，礦體平均磁性鐵占有率93%，屬磁性鐵礦石。礦石工業類型為需選磁鐵礦，礦石中伴生有用組分低于綜合利用指標，且金嶺鐵礦多年來一直采用統采統選的生產方法，所采礦石全部進入選廠進行選礦，故礦石不再分品級。

2.4 礦體圍巖和夾石

（1）礦體頂板圍巖。礦體頂板圍巖主要是受熱力變質而重結晶的結晶灰巖或大理巖，主要礦物成分為方解石，局部含少量的泥質成分；其化學成分主要為CaO，其次為MgO，少量SiO2、Al2O3。結晶灰巖或大理巖為礦體的直接頂板，與礦體界線十分清晰。

（2）礦體底板圍巖。礦體底板圍巖主要是透輝石矽卡巖、蝕變閃長巖、矽卡巖化閃長巖。直接底板巖石以透輝石矽卡巖居多，厚0.90～7.74 m，主要礦物成分為透輝石，其次為金云母、綠泥石；部分地段直接底板為蝕變閃長巖、矽卡巖化閃長巖，厚度幾米至數十米不等，主要礦物成分為斜長石、鈉長石、鉀長石、角閃石等，含少量矽卡巖礦物，主要化學成分為SiO2、Al2O3，其次為Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O等。礦體與底板圍巖的接觸界線基本清楚。

（3）礦體夾石。礦體中的夾石主要是透輝石矽卡巖，其次為磁鐵礦化矽卡巖。其厚度較小，分布無規律，往往成為礦體中的包體，呈透鏡狀產出。透輝石矽卡巖與礦體界線比較清楚，肉眼即可辨別；磁鐵礦化矽卡巖TFe含量約15%，與礦體呈漸變關系，需依據化驗結果區分。在ZK5-8、ZK9-12、ZK18-9鉆孔中見有上述夾石，因其厚度較小，且加權平均后TFe平均品位達到25%以上，故儲量估算時未予剔除。在觀20-9鉆孔中見到2層夾石，上部夾石為結晶灰巖，厚度2.07 m；下部夾石為透輝石矽卡巖，厚度2.65 m。該夾石在礦體中呈包體形式存在，對礦體的完整性沒有明顯的影響。

2.5 礦床成因及找礦標志

2.5.1 控礦因素

（1）圍巖的控礦因素。在侯家莊礦床乃至金嶺鐵礦區，與侵入巖體接觸的圍巖主要是奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖層。侯家莊礦床中上部礦體圍巖主要為馬家溝組五陽山段，下部則為北庵莊段、土峪段。其中五陽山段、北庵莊段以厚層純灰巖為主，夾數層泥質灰巖、泥質白云質灰巖及白云巖，而土峪段以泥質灰巖為主。

（2）構造控礦因素。金嶺短軸背斜是區域控礦構造，為金嶺閃長巖雜巖體的侵入提供了空間條件，而金嶺巖體的侵入又進一步促進了背斜的最后形成，二者的形態、分布范圍相輔相成，為鐵礦床的形成創造了重要條件。而直接的控礦構造則是接觸帶構造，礦體賦存于閃長巖體與圍巖的接觸帶上，接觸帶的形態、產狀直接制約著礦體的形態、產狀以及厚度變化，在接觸帶由陡變緩的凹陷部位更有利于成礦，礦體厚度也比較大。

（3）巖漿巖控礦因素。金嶺巖體是一個由中偏基性—中性—中偏堿性演化的閃長巖雜巖體，在水平方向上由南西向北東，在垂直方向上由深部向淺部，都是由中偏基性向中偏堿性演化，侯家莊礦床是金嶺巖體的一部分，屬中性—中偏堿性巖體。巖體在成礦過程中的重要作用，就是提供了大量的鐵質來源。鐵質來源有2個因素：①殘余巖漿期后熱液本身含有一定的鐵質；②已凝固的中性—中偏堿性侵入巖雜巖體。在巖漿演化的后期，發生強烈的堿質交代作用，其顯著特征表現為巖石的褪色現象，由灰色、深灰色演變為灰白色、灰紅色，暗色礦物減少以至消失；在化學成分上表現為K2O、Na2O含量增高，而鐵質顯著降低。經過堿質交代作用，近接觸帶巖體中的鐵質被析出，進入含礦熱液，與石灰巖接觸交代形成磁鐵礦體。侯家莊礦床由淺至深，堿質交代強度逐漸減弱，范圍亦逐漸變窄。致使深部礦體厚度明顯減小，規模遠不如淺部，再向深部以至無礦。

2.5.2 礦床成因

結合50余年的地質勘查工作實踐和地質院校、 科研單位的研究成果，普遍認為侯家莊礦床乃至金嶺鐵礦區其他鐵礦床均屬接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床。主要依據：①礦體賦存于侵入巖體與碳酸鹽巖的接觸帶上，接觸帶的形態、產狀直接制約著礦體的形態、產狀。②接觸帶附近發生普遍而強烈的交代蝕變作用，如矽卡巖化、鉀鈉化。③礦石以塊狀構造為主，浸染狀、條帶狀次之；礦石礦物以磁鐵礦為主，磁性鐵占有率90%以上。④礦石中保留有圍巖的成分及構造，如交代石灰巖不充分時，結晶灰巖與磁鐵礦相間分布，呈條帶狀構造；有的結晶灰巖在礦體中呈夾石產出。⑤磁鐵礦與矽卡巖在空間上緊密共生，礦石中的脈石礦物以矽卡巖礦物居多；在鏡下可見到磁鐵礦交代透輝石的現象。

2.5.3 找礦標志

綜上所述，對有利成礦的地質因素和找礦標志歸納：①巖漿巖條件。閃長巖雜巖體是本區成礦母巖，尤其是鉀鈉化強烈的閃長巖，如正長閃長巖、二長巖對成礦更為有利。②圍巖條件。奧陶系馬家溝組灰巖是本區成礦圍巖。其中，北庵莊段、五陽山段、八陡段以厚層純灰巖為主，有利于交代成礦。③構造條件。接觸帶構造是直接的控礦構造，無論是平面上還是剖面上，接觸帶向巖體內凹陷的部位，封閉條件較好，有利于成礦；接觸帶形態、產狀愈復雜，對成礦愈有利。④圍巖蝕變條件。礦化與圍巖蝕變密切相關，尤其是矽卡巖化及鉀鈉化與礦體在空間上緊密共生。厚度大、蝕變強烈的蝕變帶，往往是成礦的有利地段。⑤物探磁異常找礦。接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床具有很強的磁性，依據規模、埋深不同，能引起的強度不等的磁異常。結合地質條件深入分析，判斷區別礦致異常，是尋找隱伏盲礦體的有效方法。值得注意的是，對于埋深大，規模較小的盲礦體，單一的磁法找礦效果有待深入探討，應配合其他物探方法，相互補充，相互印證，對提高找礦效果大有裨益。

2.5.4 礦區遠景及找礦方向

（1）侯家莊礦床遠景及找礦方向。此次研究區東起5線，西至12線，深度400～1 000 m。這一范圍內的礦體已大體查清，但不排除仍有零星的盲礦體存在。另在詳查施工外圍ZK5-16孔雖未見礦，但井中磁測顯示，旁側有磁性集中體存在，且該孔處于臺階狀接觸帶的下緣，是成礦的有利部位，推測該孔南側有一包礦體；ZK21-14孔見礦1.35 m，井中磁測顯示，礦體向深部延深的趨勢較為明顯；ZK14-14孔見礦4.66 m，而走向兩側的ZK9-14、ZK18-13分別見礦0.45、0.40 m，2個鉆孔均處于臺階狀接觸帶的下緣部位，推測ZK14-14走向兩側，礦體有增厚可能。在今后的地質工作中，對上述部位可布置適當的加密鉆孔，進一步追索和圈定礦體，以擴大資源儲量。對延長礦山服務年限，穩定職工隊伍有著現實的意義。

（2）外圍找礦方向外圍地區的找礦方向宜從水平方向、垂直方向2方面開展。①水平方向找礦。所謂水平方向找礦，即侯家莊礦床東西兩側地段。這一地段與侯家莊礦床成礦地質條件相同，以往查明的均為小型礦床。應通過大比例尺、高精度的磁法測量，圈出有望異常，進行鉆探驗證，在深部尋找新的盲礦體。②垂直方向找礦。所謂垂直方向找礦，即侯家莊礦床更深部開展找礦。本次施工的深部鉆孔顯示，由淺至深外蝕變帶厚度逐漸變小，可能預示著巖體已接近邊緣。以往研究推測金嶺巖體呈巖蓋狀產出，若這一推斷成立的話，巖體將由邊緣向內彎曲收斂，形成巖蓋的下接觸帶，圍巖可能是寒武系碳酸鹽巖，其封閉條件更好，對成礦更為有利。這是侯家莊礦床乃至金嶺鐵礦區西南半環今后找礦的重要方向，也是深入研究的重要課題。由于埋深大，掌握的資料很少，因此，找礦難度很大。需地質物探密切配合，多種物探方法并舉，與地質院校、科研院所聯合攻關，以求取得突破。

2.6 礦床內伴生礦產綜合評價

（1）礦石中伴生礦產的評價。根據金嶺鐵礦區多年的勘查工作經驗和礦山生產實踐，礦石中主要的伴生有用組分為Cu、Co。本次組合分析結果顯示，侯家莊礦床深部礦體中Cu平均含量0.007%，Co平均含量0.015 9%，均未達到綜合利用的工業要求。

（2）沉積礦產的評價。礦床外圍的石炭系中夾有煤層，因厚度小，煤質差而缺乏工業利用的價值。石炭系底部之“G層”鋁土，在本區相變為鋁土巖或者黏土巖，由于其Al2O3含量低，而SiO2、Fe2O3含量高，達不到鋁土礦及耐火黏土礦的工業要求，亦不具備開發利用的價值。

3 礦床開采技術條件

3.1 水文地質

3.1.1 礦床水文地質

（1）含水層（帶）基本特征。礦區主要含水層為奧陶系馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層、第四系砂礫石孔隙含水層，次要含水層為閃長巖裂隙含水層。

（2）地下水的補給、徑流和排泄條件。①馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層。馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層的地下水在天然條件下，主要有2個補給源：金嶺鐵礦區內灰巖有約20 km2的露頭區，直接接受大氣降水的補給；礦區內有約30 km2的閃長巖裸露區，接受大氣降水的補給后，以地下徑流的方式通過接觸帶補給巖溶裂隙含水層。灰巖出露區位于礦區的南部，地勢較高，接受大氣降水補給后，以玉皇山為界，分東西兩側向北和北西方向運動。礦區各鐵礦的礦坑排水改變了巖溶裂隙地下水的天然流場，成為巖溶裂隙地下水的主要排泄途徑。②第四系砂礫石孔隙含水層。第四系砂礫石孔隙含水層主要接受大氣降水的補給，沿地勢向北和北西方向運動，工農業開發及地下徑流為其主要排泄途徑。

（3）各含水層水力聯系及對礦坑充水的影響。①含水層的水力聯系。第四系砂礫石含水層與馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層的水力聯系、馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層與閃長巖裂隙含水層的水力聯系。②含水層對礦坑充水的影響。馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層含水豐富，有一定的補給源，是礦坑充水的主要來源；閃長巖裂隙含水層含水微弱，隨著礦山開采而被疏干，對礦坑充水影響較??；第四系砂礫石含水層含水豐富，由于底部較厚的黏土層阻擋，在天然狀態下，與馬家溝組灰巖巖溶裂隙含水層無水力聯系，對礦坑充水無影響。

3.1.2 礦床水文地質現狀

礦床開采現狀及礦坑排水情況：侯家莊礦床由山東金嶺鐵礦開采生產，開采標高-160～-340 m。為了進行排水疏干，分別在標高-160、-280、-340、-425 m建有水倉，安裝排水設備進行排水。2011年-425 m泵房每年排水量總計為1 270 473 m3/a，1年按365 d計算，礦坑平均排水量為3 480 m3/d；由礦坑排水量臺賬可知：最大排水量出現在2006年10月1、3、14、21、23日均為9 153 m3/d（原因：相鄰礦山漏水使礦坑涌水量增大，此次礦坑排水量計算不采用該數值）。

根據相關數據可以看出，①-160、-280、-340 m水平受大氣降水影響，隨著降雨量變化而變化；②-425 m水平隨著開采深度的延深和開拓范圍的擴大，礦坑排水量從2010年開始總體上呈逐年上升的趨勢；③2007—2010年，-160、-280、-340 m礦坑排水量減少，主要原因是這幾年大氣降水量明顯偏低，致使礦區地下水動儲量補給不足造成的。

3.1.3 礦坑涌水量預測

（1）計算方法和公式的選擇。本次查明的Ⅲ礦體位于正在開采Ⅰ礦體深部，二者在走向上基本相同。該礦區為開采多年的老礦區，積累了大量的水文地質資料。此次利用礦山生產資料，采用比擬法對深部礦坑涌水量進行預測。計算公式如下：

Q=Q0×（S/S0）1/2

（1）

式中，Q為預測中段的礦坑涌水量；Q0為已知中段的礦坑涌水量；S為預測中段地下水位降低值；S0為已知中段地下水位降低值。

（2）預測結果。本次查明Ⅲ礦體主要分布于5—12勘探線、標高-400～-600 m；根據礦山資料，本次利用-425 m全年日排水量，對-500 m水平中段涌水量進行預測。預測結果見表1。

表1 礦坑涌水量預測成果Tab.1 Forecast results of mine water inflow

（3）預測結果評述。此次利用-425 m水平的礦坑涌水量資料，采用比擬法對-500 m水平中段的礦坑涌水量進行了預測，預測結果為3 812 m3/d，最大礦坑涌水量按預測涌水量的1.5倍考慮，即最大礦坑涌水量為5 718 m3/d。在今后開采中，應特別注意做好探水、排水工作，加強地下水動態長期監測，防止突水事故發生，確保開采安全。

3.1.4 礦區水資源綜合利用評價

侯家莊礦床礦體位于當地侵蝕基準面以下，無地表水體存在；礦床主要充水含水層富水性強，地下水補給條件中等；第四系覆蓋面積廣且厚度較大，但第四系孔隙水與礦坑充水無水力聯系，但馬家溝組灰巖部分地區裸露地表，巖溶裂隙含水層含水豐富，有一定的補給源，為礦坑充水的主要來源，礦區水文地質邊界較復雜，礦區開采深度及開采范圍不斷擴大。因此，礦床水文地質條件復雜類型為Ⅲ-1類型。

3.2 工程地質

3.2.1 礦區工程地質條件特征

（1）礦體。主要由磁鐵礦組成，礦體具塊狀結構，較完整；巖心呈柱狀—長柱狀，巖石質量指標RQD一般大于70%；單軸極限抗壓強度10.6～53.8 MPa，平均28.6 MPa，屬較硬巖，巖體基本質量等級為Ⅲ級。

（2）頂板圍巖。頂板圍巖以結晶灰巖、大理巖為主，巖體具塊狀—厚層狀結構，較完整，巖心以長柱狀為主，局部呈柱狀，巖石質量指標80%～95%；單軸極限抗壓強度29.0～103.0 MPa，平均71.6 MPa，屬較硬巖—堅硬巖；巖體基本質量等級為Ⅱ—Ⅲ級。頂板圍巖中局部夾有薄層泥質灰巖、泥質白云質灰巖，屬較軟巖—軟巖，其抗壓強度低，固性差。一般距離礦體20 m以上，不構成礦體的直接頂板。

（3）底板圍巖。底板圍巖主要為矽卡巖、閃長巖，巖體具塊狀—整體狀結構，較完整；巖心以長柱狀為主，局部短柱狀，巖石質量指標70%～80%；單軸極限抗壓強度13.1～175.0 MPa，平均70.3 MPa，屬較硬巖—堅硬巖，巖體基本質量等級為Ⅱ—Ⅲ級。

3.2.2 礦山開采技術狀況

侯家莊礦床采用豎井開拓，地下開采方式，開采方法為分段鑿巖階段礦房法。分段高度10～20 m，單個礦房面積2 000 m2左右，最大面積2 500 m2，礦房高度50～52 m。目前，開采標高為-160～-340 m，除局部采用噴錨支護外，基本不支護。由此顯示，礦體及頂底板圍巖較為完整，穩固性好。

3.2.3 工程地質評價

礦體及頂底板圍巖為較硬巖—堅硬巖，完整性好，巖體基本質量等級Ⅱ—Ⅲ級，屬穩固性巖石。頂板圍巖中局部夾有薄層泥質灰巖、泥質白云質灰巖，屬較軟巖—軟巖，與礦體距離較遠且礦山開采過程中局部采用噴錨支護，結合礦山以往開采經驗：局部較軟巖對礦坑開采基本無影響。工程地質條件及礦山開采技術狀況表明，侯家莊礦床深部工程地質條件簡單。

3.3 環境地質

（1）礦床環境地質背景。礦區為山前平原地貌，地勢平坦，不存在崩塌、泥石流、滑坡等地質災害。區內地震活動主要受郯廬深大斷裂的影響，在其活動期內，區內的淄河斷裂、禹王山斷裂亦有輕微活動，最近的地震紀錄，是1982年1月28日礦區西側的禹王山斷裂發生一次3.6級地震。區內新構造活動不強烈，屬相對穩定區。根據《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2001）規定，淄博市桓臺縣和張店區的抗震設防烈度為Ⅶ度，設計地震加速度值0.10g，設計地震分組為第一組。礦床開采對環境的影響主要是地面變形、地下水位下降、三廢污染。

（2）開采對環境的影響。侯家莊深部礦體埋深155～800 m（標高為-125～-770 m），絕大部分在370 m（標高為-340 m）以下，礦體平均厚度5.53 m。礦體頂板圍巖為奧陶系石灰巖，厚200～500 m，其厚度大，抗壓強度高，穩固性好。侯家莊礦床目前開采標高-160～-340 m，開采范圍東西長1 800 m，水平寬200 m。自1993年正式投產至今，未發現地面裂縫、沉降、塌陷等地質災害。由此表明，侯家莊礦床埋深大，礦體厚度較小，采深采厚比大，頂板圍巖穩固，開采時只要采用合理的采礦方法和手段，嚴格按照開采設計進行回采，留有足夠的安全礦柱等防范措施，是不會引起地面變形的。

（3）開采對地下水的影響。礦床開采的主要充水因素是奧陶系灰巖巖溶裂隙水。同時，灰巖巖溶裂隙水也是區內重要的生活和工業用水水源。隨著開采深度的增加和坑道抽水疏干，地下水位隨之下降，勢必會對附近居民生活用水和工業生產用水造成一定的影響，由此形成了排水和供水的矛盾。解決這一矛盾的有效途徑就是合理利用礦山排水。由2011年11月，淄博安瑞水質檢測中心對侯莊礦坑水（地下水）、及地下井水（生活飲用水）水質分析表明：礦坑水無污染且開采過程中對地下飲用水基本無影響。礦床中未發現有毒物質和有害氣體，不會對地下水產生污染，礦山排出的水通過沉淀凈化處理后，可以作為生活用水和工業用水。第四系孔隙水與灰巖巖溶裂隙水無直接水力聯系，坑道抽水疏干不會引起第四系水的水位、水質變化，不影響區內農業灌溉用水。

（4）三廢對環境的影響。開采中產生的少量廢渣，坑內直接回填采空區，對環境不會造成污染；采出的鐵礦石運至9 km外的金嶺鐵礦選礦廠進行選礦。尾礦儲存于專門的尾礦壩中，廢水處理后循環利用；尾礦儲存和廢水排放達到環保部門要求。開采過程中沒有有害氣體產生，不會對環境產生污染。

（5）環境地質綜合評價。礦床處于魯中山區向魯北平原過渡地帶，屬山前平原地貌，地震活動主要受郯廬深大斷裂帶的影響，在其活動期內，區內的淄河斷裂、禹王山斷裂亦有輕微活動，最近的地震記錄是1982年元月28日禹王山斷裂帶發生一次3.6級地震。區內無新構造運動，屬于相對穩定區。根據《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2000）規定，淄博市臨淄區和張店區抗震設防烈度為7度，設計地震加速度值0.10g，設計地震分組為第1組。礦區為山前平原，地勢較平坦，屬地質災害不易發生區，且不存在崩塌、泥石流、滑坡等地質災害，礦床中未發現危害人體健康的有害元素和氣體。礦山排水和供水矛盾可以通過合理利用礦山排水加以解決；開采、選礦過程中產生的 “三廢”，經過有效處置后，不會對環境產生污染。

綜上所述，侯家莊礦床地質環境條件簡單，地質災害危險性小，易于防治。

3.4 開采技術條件評價

（1）侯家莊礦床水文地質條件復雜程度屬Ⅲ-1類型。礦坑主要充水水源為頂板灰巖巖溶裂隙水；未來Ⅲ礦體開采時，預測-500 m水平中段正常礦坑涌水量為3 812 m3/d，最大涌水量為5 718 m3/d。

（2）侯家莊礦床深部Ⅲ礦體工程地質復雜程度屬簡單型；礦體及頂底板圍巖屬較硬巖—堅硬巖，屬穩固性巖石。

（3）侯家莊礦床地質環境條件屬簡單型。礦區不存在崩塌、泥石流、滑坡等地質災害；未來深部Ⅲ礦體開采時，采用規范、合理的采礦方法，不會發生地面裂縫、沉降、塌陷等地質災害。

綜上所述，礦床開采技術條件初步確定為以水文地質條件為主Ⅲ-1類型礦床。

4 結語

（1）本次查明礦體位于侯家莊礦床主礦體延深部位，未來開采時可以考慮統一的開拓系統，充分發揮和利用現有生產能力和設施，以達到投資少、見效快的效果。

（2）礦體及頂底板圍巖完整性好，抗壓強度高，屬穩固性巖石，工程地質條件簡單；地下開采只要采取合理的采礦方法，不會對周邊環境產生不良影響。礦床水文地質條件為Ⅲ-1類型，礦坑充水主要來自于頂板灰巖巖溶裂隙水，隨著開采深度的增加，礦坑涌水量可能會略大于目前礦坑涌水量；礦坑排水會使地下水位下降，對附近生活用水及工業用水產生一定的影響，可以通過合理利用礦山排水予以解決。礦區地處平原，屬地震相對穩定區，地質環境條件簡單，地質災害危險性小，易于防治，有利于地下開采；地下開采也不會對地質環境產生顯著影響。