紹興縣洞橋建筑石料礦礦床特征及開(kāi)采技術(shù)條件分析

鄭 平，姚 征

（1.湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，湖南 長(zhǎng)沙 410151；2.浙江有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，浙江 紹興 312000)

紹興縣洞橋建筑石料礦礦床特征及開(kāi)采技術(shù)條件分析

鄭 平1，姚 征2

（1.湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，湖南 長(zhǎng)沙 410151；2.浙江有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，浙江 紹興 312000)

紹興縣洞橋建筑石料礦礦床主要賦存層位為下震旦統(tǒng)志堂組上段(Z1z3)，礦體為厚層狀的凝灰質(zhì)粉砂巖和細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，通過(guò)前人資料收集、實(shí)地勘查和室內(nèi)綜合分析，認(rèn)為該礦床在采礦登記范圍內(nèi)的資源儲(chǔ)量估算方法宜采用平行剖面法，在原采礦登記范圍內(nèi)的未采資源儲(chǔ)量估算方法可用水平斷面法；礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)條件均屬簡(jiǎn)單型，礦床開(kāi)采技術(shù)條件良好，宜實(shí)施分水平臺(tái)階自上而下開(kāi)采，避免造成陡壁和懸崖，并注意節(jié)理裂隙造成的巖石滑落，以防止人為地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生。

石料礦；長(zhǎng)石石英砂巖；開(kāi)采技術(shù)條件

紹興縣洞橋建筑石料礦礦床曾為一民采報(bào)礦點(diǎn)，村民在此小規(guī)模開(kāi)采石料，主要產(chǎn)品為碎石、瓜子片、宕碴等，未曾做過(guò)較系統(tǒng)的地質(zhì)勘查工作。在收集分析前人資料基礎(chǔ)上，筆者對(duì)礦區(qū)自然地理?xiàng)l件、礦區(qū)地質(zhì)情況、開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行了實(shí)地勘查和室內(nèi)研究，分析其地質(zhì)特征和開(kāi)采技術(shù)條件，為同類(lèi)礦床的開(kāi)采提供借鑒和參考。

1 礦區(qū)自然地理?xiàng)l件

洞橋建筑石料礦礦床位于紹興縣漓渚鎮(zhèn)南東130°方向，直距1.0km的洞橋村南700m山梁上，礦區(qū)行政隸屬漓渚鎮(zhèn)南洞橋村管轄，礦區(qū)開(kāi)采面積約0.02km2，采礦標(biāo)高+75～+167.2m。

礦區(qū)屬丘陵區(qū)，為會(huì)稽山脈北西支脈之一部分。區(qū)內(nèi)最高海拔+167.2m，西北角最低點(diǎn)，海拔+25m，高差142.2m。地勢(shì)坡度10～30°，山體植被發(fā)育，生長(zhǎng)有松木、灌木及茅草。

屬亞熱帶季風(fēng)型，四季分明，氣候溫和，濕潤(rùn)多雨，4～7月為雨季，年平均降雨量約1 443.4mm。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于江山—紹興深大斷裂北東端內(nèi)側(cè)，紹興—諸暨復(fù)背斜的北西翼[1]。

礦區(qū)出露地層較簡(jiǎn)單，主要為第四系(Q4)、上震旦統(tǒng)西峰寺組上段(Z2x)、下震旦統(tǒng)志堂組上段(Z1z3)，礦區(qū)地質(zhì)地形如右圖。

紹興縣漓渚鎮(zhèn)洞橋建筑石料礦地形地質(zhì)圖

其中，第四系(Q4)主要分布于礦區(qū)北西側(cè)山谷洼地中，為殘積腐植土、砂礫、粘土等，厚0.5～3m；上震旦統(tǒng)西峰寺組(Z2x)分布于礦區(qū)北西側(cè)，為一套紫紅色含鉀粉砂巖，粉砂質(zhì)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為石英、泥質(zhì)，含鉀礦物為白云母，地層產(chǎn)狀325～335°∠51～64°；下震旦統(tǒng)志堂組上段(Z1z3)分布于礦區(qū)北東、南西部，為一套灰綠色凝灰質(zhì)粉砂巖、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖互層，巖石呈厚層狀，單層厚2～10cm，粉砂質(zhì)、泥質(zhì)、砂狀結(jié)構(gòu)，主要成分為石英、泥質(zhì)、凝灰質(zhì)及長(zhǎng)石，呈磨圓狀細(xì)?！⒓?xì)粒。巖層產(chǎn)狀325～335°∠51～64°。該層巖石為礦區(qū)石料的開(kāi)采對(duì)象。

區(qū)內(nèi)僅見(jiàn)一壓扭性斷裂構(gòu)造，斷裂帶寬約2m，長(zhǎng)600余米，產(chǎn)狀為314°∠70°。該斷裂導(dǎo)致礦區(qū)兩組節(jié)理發(fā)育，一組產(chǎn)狀314°∠85°，節(jié)理密度1～2條/m；另一組產(chǎn)狀140°∠50～60°，節(jié)理密度1～2條/m；該兩組節(jié)理均較平直閉合，見(jiàn)有少量泥質(zhì)、鐵質(zhì)呈薄膜狀分布于裂隙面上，節(jié)理一般延伸10～15m，最大延伸約20m。

區(qū)內(nèi)未見(jiàn)有火山巖及侵入巖體出露。

3 礦體地質(zhì)特征

礦體賦存層位為下震旦統(tǒng)志堂組上段(Z1z3)，呈厚層狀，無(wú)非礦夾石，延伸較穩(wěn)定。礦石類(lèi)型為凝灰質(zhì)粉砂巖、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖；主要為粉砂質(zhì)、泥質(zhì)、砂狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。主要成分為石英、泥質(zhì)、凝灰質(zhì)及長(zhǎng)石。巖石致密堅(jiān)硬，近地表風(fēng)化裂隙發(fā)育，根據(jù)礦石物理性質(zhì)測(cè)定，礦石抗壓強(qiáng)度為35.8～37.4MPa、平均36.6MPa；吸水率0.12%～0.15%，平均0.14%，符合普通建筑石料礦質(zhì)量要求[2-3]。

4 資源儲(chǔ)量估算方法

該礦山目前為開(kāi)采礦山，根據(jù)其工業(yè)指標(biāo)如下：

(1) 一般建筑工程要求建筑用毛石、塊石、抗壓強(qiáng)度≥10MPa。

(2) 公路砌體及防護(hù)工程中，用于一般砌體的防護(hù)工程石料，抗壓強(qiáng)度≥25MPa，用于其他一般砌體和防護(hù)工程的石料，抗壓強(qiáng)度≥20MPa。

(3) 參照同類(lèi)型礦床，礦體最小可采厚度2m，夾石(包括地表覆蓋層)剔除厚度2m，剝采比≤0.5∶1 (覆蓋層+夾石∶礦石量)，最低開(kāi)采標(biāo)高不低于礦區(qū)附近地面標(biāo)高5m，儲(chǔ)量估算邊坡角≤60°。

本區(qū)巖石平均天然抗壓強(qiáng)度36.6MPa，平均吸水率0.14%，礦層平均厚度＞30m，覆蓋層厚平均2m，剝采比0.034∶1，最低開(kāi)采標(biāo)高高出當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面50m，基本符合資源儲(chǔ)量估算工業(yè)指標(biāo)要求，因此，礦山開(kāi)采區(qū)內(nèi)巖石全部作為普通建筑石料礦體圈定。

本區(qū)巖石主要用作建筑碎石與宕碴，因此，凝灰質(zhì)粉砂巖與細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖全都作為一個(gè)完整的礦層，中間無(wú)非礦夾石。影響儲(chǔ)量估算的主要因素為地形地貌，因此，在采礦登記范圍內(nèi)的資源儲(chǔ)量估算方法采用平行剖面法；在原采礦登記范圍內(nèi)的未采資源儲(chǔ)量估算方法采用水平斷面法[4]。

礦區(qū)地質(zhì)勘查工作僅對(duì)礦區(qū)內(nèi)自然露頭和采場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，填制了1/2000地形地質(zhì)圖，認(rèn)為礦區(qū)巖石類(lèi)型較單一，巖石質(zhì)量符合一般建筑用石料的質(zhì)量要求，區(qū)內(nèi)巖石全都作為礦層。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T17766-1999《固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量分類(lèi)》，本礦區(qū)石料礦資源儲(chǔ)量類(lèi)別相當(dāng)于推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的資源量(333)。

5 開(kāi)采技術(shù)條件分析

5.1 水文地質(zhì)概況

礦區(qū)位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和濕潤(rùn)，雨量充沛，多年平均降雨量1 400～1 450mm，集中于梅雨季節(jié)和臺(tái)風(fēng)期。

地下水主要為松散堆積物孔隙水、巖石裂隙水兩種類(lèi)型。區(qū)內(nèi)山體表部殘坡積物厚0.5～3m，巖性為含碎石粘土，較密實(shí)，孔隙水貧乏；基巖節(jié)理較發(fā)育，但節(jié)理面閉合，延伸均不大，基石裂隙水也較貧乏。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給。地表水主要沿山坡面和溝谷向低處逕流排泄，少量滲入地下。礦山開(kāi)采底盤(pán)標(biāo)高+75m，高出附近地面50m，易于自然排泄和疏干。綜上所述，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類(lèi)型[5]。

5.2 工程地質(zhì)

礦區(qū)上覆層殘坡積層較薄，一般0.5～3m，風(fēng)化層0.5～1m，礦體為巨厚層狀的凝灰質(zhì)粉砂巖和細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，屬堅(jiān)硬類(lèi)型，礦體中裂隙不甚發(fā)育，完整性較好；區(qū)內(nèi)雖發(fā)育兩組節(jié)理，但節(jié)理傾角較陡，傾向面方向與開(kāi)采方向呈斜交狀態(tài)。因此，礦區(qū)工程地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。

5.3 環(huán)境地質(zhì)

依據(jù)最新頒布的GB18306-2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃》礦區(qū)位于基本地震加速值0.05g區(qū)，對(duì)應(yīng)的地震基本列度為Ⅳ度，因此，礦區(qū)處于地震地質(zhì)環(huán)境較穩(wěn)定區(qū)。

礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)崩塌、泥石流、滑坡等地質(zhì)現(xiàn)象和隱患，山體穩(wěn)定，紹興縣地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃中劃屬不易發(fā)區(qū)。

綜上所述，礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)屬簡(jiǎn)單類(lèi)型，主要環(huán)境污染為礦石加工過(guò)程中的噪音與粉塵；為此，礦山在加工過(guò)程中應(yīng)采取相應(yīng)措施，把噪音和粉塵污染降低至最低限度。

5.4 開(kāi)采技術(shù)條件

礦床地表殘坡積層，山坡和坡頂為0.5m，風(fēng)化層0.5～1m，山腳和溝谷地段為2～3m，局部地段4m，剝離物總厚為2m，平均剝采比為0.077∶1，適合露天開(kāi)采。根據(jù)礦山年產(chǎn)35萬(wàn)t的規(guī)模和目前采礦現(xiàn)狀，礦山開(kāi)采方向自北東向南西推進(jìn)。礦山范圍內(nèi)三面均被山脊遮擋，四周300m范圍內(nèi)無(wú)民宅和重要建構(gòu)筑物，符合露天中深孔爆破警界線(xiàn)的安全距離要求。對(duì)外界的可視性較小。綜上所述，礦床開(kāi)采技術(shù)條件較好。

礦山開(kāi)采最大相對(duì)高差92.2m，開(kāi)采時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照自上而下分水平臺(tái)階進(jìn)行[6]，根據(jù)巖石的穩(wěn)定性條件，確定最終安全邊坡角為55°。

6 結(jié)論

綜合上述地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件綜合分析可知，礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)條件均屬簡(jiǎn)單型，礦床開(kāi)采技術(shù)條件良好，宜實(shí)施分水平臺(tái)階自上而下開(kāi)采，避免造成陡壁和懸崖，并注意節(jié)理裂隙造成的巖石滑落，以防止人為地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生。

[1]浙江有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.紹興縣漓渚鎮(zhèn)洞橋建筑石料礦地質(zhì)勘查報(bào)告[R].2009.

[2]張練修，王駒，潘開(kāi)明.江西遂川石英巖礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2015(4)：50-52.

[3]周曉東，馮俊嶺，蘇桂芬.山東崔家峪玻璃用石英砂巖礦床簡(jiǎn)介及開(kāi)發(fā)利用前景[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2004(1)：44-45.

[4]浙江有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.紹興縣漓渚鎮(zhèn)洞橋海明石料場(chǎng)建筑石料礦2007年度礦山儲(chǔ)量年報(bào)[R].2009.

[5]鄭平，柳智.陜西丹鳳縣石槽溝釩礦床開(kāi)采技術(shù)條件淺析[J].科技風(fēng)，2014(12)：131.

[6]劉奇川.渝東方斗山石灰石礦地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)[J].石材，2004(5)：26-28.

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2016-05-11