遼寧西北地區(qū)某金礦礦區(qū)開(kāi)采條件分析

趙 旭

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于遼寧省西北地區(qū)朝陽(yáng)市境內(nèi)，區(qū)內(nèi)地貌為中低山丘陵區(qū)，地勢(shì)北高南低，侵蝕基準(zhǔn)面海拔356m，最高山峰海拔570m，相對(duì)高差214m，溝谷發(fā)育，為季節(jié)性河流；氣候?qū)儆诒睖貛Т箨懶园敫珊禋夂颍竞?，夏季炎熱，春秋兩季多風(fēng)，最低氣溫-27℃左右，最高氣溫41℃左右，年平均氣溫8℃。降雨量偏少，年平均降雨量500mm左右，年蒸發(fā)量1700mm，冰凍期在11月翌年3月。

2 礦床水文地質(zhì)條件

2.1 礦區(qū)含水層分類

該區(qū)屬半干旱地區(qū)，區(qū)內(nèi)無(wú)地表水體，地下水主要補(bǔ)給源為大氣降水[1]。礦區(qū)范圍內(nèi)大面積出露的巖性主要為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、含柘榴紫蘇輝石黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及其上覆第四系上更新統(tǒng)黃土狀亞砂土、粘土、亞粘土、全新統(tǒng)殘坡積物，依含水巖組及賦水特征將其分為兩大類：

2.1.1 第四系松散巖類孔隙潛水

分布于礦區(qū)范圍內(nèi)西北～西南的第四系坡洪積裙地中，巖性為上更新統(tǒng)黃土狀亞砂土、粘土、亞粘土，富水性較弱。局部地段水量較豐富[2]。含水層主要接受大氣降水補(bǔ)給，局部可接受風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給。

2.1.2 基巖風(fēng)化裂隙含水層

分布于區(qū)內(nèi)太古宙變質(zhì)雜巖的風(fēng)化裂隙帶中，風(fēng)化帶厚度不均，巖石的賦水情況與裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)，地下水富水性較弱，導(dǎo)水性差，含水層主要巖性為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖等。主要接受大氣降水補(bǔ)給，以井、泉和地下逕流的方式排泄[3]。處于第四系松散堆積物以下的風(fēng)化裂隙帶富水性較強(qiáng)，常與孔隙水構(gòu)成統(tǒng)一含水體。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，水化學(xué)類型為重碳酸鈣及重碳酸、硫酸鈣型水，水溫在10℃～13℃之間，礦化度一般0.38克/升～0.60克/升。

2.2 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，降水一部分以地表徑流方式排泄出區(qū)外。另一部分則滲入地下，形成地下水。區(qū)內(nèi)地表植被不太發(fā)育，地形坡度較大，利于地下水的徑流及排泄，因此，區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件較好。

2.3 礦床充水因素

本區(qū)屬于干旱氣候，大氣降雨主要集中在6月份～8月份，地下水主要靠大氣降雨滲透補(bǔ)給。礦體位于山坡地帶，地形地勢(shì)不利于地下水富積，礦體附近無(wú)地表水體，礦體及頂、底板圍巖含水微弱，因此礦坑水的主要來(lái)源為大氣降水和基巖裂隙水。

3 礦床工程地質(zhì)條件

3.1 工程地質(zhì)巖組劃分

根據(jù)巖土層的成因類型、巖體結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度等因素，將礦床巖土層劃分為兩個(gè)工程地質(zhì)巖組。

3.1.1 第四系散體結(jié)構(gòu)工程地質(zhì)巖組

分布于礦區(qū)西北～西南部分地段堆積有耕作粘土、亞粘土及殘坡積物，厚度5m～30m，巖性為上更新統(tǒng)黃土狀亞砂土、粘土、亞粘土組成，結(jié)構(gòu)松散，含碎塊石，中等壓縮性，可塑～硬塑狀，土體不均勻，巖性較弱，力學(xué)性質(zhì)較差，工程地質(zhì)穩(wěn)定性差。

3.1.2 礦巖工程地質(zhì)巖組

廣泛分布于礦區(qū)及第四系散體結(jié)構(gòu)工程地質(zhì)巖組之下。礦體頂、底板圍巖為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖或蝕變角礫巖。黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖：根據(jù)鄰近鐵礦區(qū)巖石經(jīng)驗(yàn)值，硬度系數(shù)f=7-8，根據(jù)成礦地質(zhì)條件、礦石礦物成份、化學(xué)成份與礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造均與本礦床相同的有關(guān)鐵礦床數(shù)據(jù)，頂、底板圍巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度R=44.6Mpa～90.8Mpa，按《工程地質(zhì)手冊(cè)》巖石堅(jiān)硬程度分類表4-2劃分，頂、底板巖石屬半硬巖～堅(jiān)硬巖，有利于維持頂板、邊坡穩(wěn)定性。

蝕變角礫巖：膠結(jié)疏松，巖石破碎，穩(wěn)固性差，易片幫冒頂，工程地質(zhì)條件較差。

3.2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

礦床內(nèi)基巖均屬于半堅(jiān)硬～堅(jiān)硬的塊狀或?qū)訝罟こ痰刭|(zhì)巖組，以塊狀整體結(jié)構(gòu)為主，淺部地表巖石風(fēng)化較強(qiáng)烈，向深部風(fēng)化程度變?nèi)?，礦體圍巖屬半硬巖～堅(jiān)硬巖，力學(xué)強(qiáng)度大，穩(wěn)固性好，但巖組結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各類結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，尤其是礦體賦存段，構(gòu)造蝕變破碎帶很發(fā)育，導(dǎo)致巖石力學(xué)性質(zhì)較差。在開(kāi)采深部礦體時(shí)，由于巷道開(kāi)拓，礦層開(kāi)采破壞了自然平衡狀態(tài)，使巖層承受的重力較大，導(dǎo)致圍巖的性狀發(fā)生變化，當(dāng)頂部巖石內(nèi)部形成的張抗力超過(guò)巖石抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生向下彎曲和移動(dòng)，進(jìn)而發(fā)生斷裂破壞和相繼冒頂。尤其是在采空區(qū)底部，蝕變角礫巖厚度較大，為其不穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)生、發(fā)展提供了條件。此外，采礦過(guò)程中的大能量爆破也會(huì)對(duì)冒頂產(chǎn)生影響。今后開(kāi)采時(shí)，應(yīng)引起高度重視，并采取有效的防范措施。

總的看，礦床工程地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單～中等類型。對(duì)于未來(lái)井巷開(kāi)采而言，一般不易發(fā)生較大的工程地質(zhì)問(wèn)題。井巷開(kāi)采設(shè)計(jì)中一定要考慮構(gòu)造蝕變破碎帶對(duì)工程穩(wěn)定性的影響，在開(kāi)采過(guò)程中采取有效措施，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

4 礦床環(huán)境地質(zhì)條件

根據(jù)2001年8月1日實(shí)施的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306—2001)》，本地區(qū)地震反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)為0.10g(相當(dāng)于原地震烈度Ⅶ度區(qū))。

現(xiàn)狀條件下礦山環(huán)境內(nèi)發(fā)地震、山洪、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害事件機(jī)率很小。未來(lái)礦山開(kāi)采過(guò)程中合理排放廢石和渣土應(yīng)該對(duì)附近環(huán)境無(wú)污染，礦山開(kāi)采活動(dòng)基本不會(huì)引起區(qū)域地下水位下降和造成水均衡問(wèn)題；礦山排放廢石或渣土，巖性為黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖和斜長(zhǎng)角閃片麻巖，均屬難溶性巖石，不易分解出有害物質(zhì)，其淋溶液不會(huì)對(duì)地表水體或地下水含水層構(gòu)成污染，其放射性γ值較低，對(duì)人身體無(wú)危害。本區(qū)地下水水質(zhì)較好，為重碳酸鈣型水，礦山排水不會(huì)對(duì)環(huán)境造成水污染。

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類型少，危害小?？傮w評(píng)價(jià)礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單。

5 結(jié)論

該礦區(qū)礦床開(kāi)采技術(shù)條件類型為Ⅱ-2型。礦區(qū)水文地質(zhì)勘探類型屬于以裂隙含水層充水為主、頂?shù)装逯苯舆M(jìn)水、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的裂隙充水礦床。區(qū)內(nèi)無(wú)地表水體，礦床充水主要與風(fēng)化裂隙水有關(guān)。大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的唯一補(bǔ)給源，也是礦床充水的間接因素；礦區(qū)工程地質(zhì)勘探類型屬于塊狀巖類簡(jiǎn)單～中等類型。礦床頂?shù)装鍑鷰r為堅(jiān)硬的塊狀、層狀巖石，堅(jiān)固性和穩(wěn)定性較好，受構(gòu)造裂隙影響，局部強(qiáng)度降低，工程地質(zhì)條件較差；礦區(qū)屬地質(zhì)環(huán)境簡(jiǎn)單類型?，F(xiàn)狀條件下礦山環(huán)境內(nèi)發(fā)生地震、山洪、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害事件機(jī)率很小。未來(lái)開(kāi)采條件下礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類型少，危害小。