关于广东省饶平县溪西钼矿开采技术条件的分析
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作者:陈志勋
摘要：通过矿区矿床地质、水文地质条件的分析，确定了该矿区的水文地质条件类型;调查分析了矿区的环境地质现状并对矿山开采环境影响进行了评价。基本明确了矿床开采技术条件，为矿山的建设和开采提供了参考依据。
关键词：水文地质;工程地质;环境地质;西溪
矿区在区域构造位置上，位于新华夏构造体系中的北西向断裂带与北东向带断裂带交接处。矿区内出露地层有侏罗系上统高基坪群b亚群下岩性段和第四系全新统。矿区出露的岩浆岩，主要为燕山一期的花岗闪长岩、燕山四期的花岗闪长斑岩和时代不明的闪长玢岩、花岗斑岩、二长斑岩。矿区水文地质条件中等、工程地质条件中等、环境地质条件中等，矿床开采技术条件属中等复合问题的（Ⅱ-4）类矿床。
1.水文地质条件
矿区地下水主要补给来源为大气降水渗入补给。
矿区控矿岩体为花岗闪长斑岩体，次为火山岩的凝灰熔岩夹凝灰岩，属块状岩类裂隙承压含水层，岩体完整性好，透水性差，富水性弱，是矿坑主要充水含水层。
1.1矿区含隔水层特征及对矿床充水的影响
（1）第四系孔隙含水层
根据成因类型分为两个亚层：①第四系坡残积孔隙含水层;②第四系冲洪积孔隙含水层。富水性中等，離矿段较远，下伏有微弱透水岩体花岗闪长斑岩阻隔，对矿床开采充水无影响或影响甚小。
（2）块状岩类裂隙含水层
根据其年代、地质岩性、水文地质特征等，划分为4个亚层，分述如下：
①侏罗系上统高基坪群下岩性段b组裂隙弱含水层
离矿体较近，对矿床开采充水有影响，但其透水性差，富水性弱，对矿床开采充水影响小。
②侏罗系上统高基坪群下岩性段a组裂隙弱含水层
透水性差，富水性弱，离矿体较远，对矿床充水影响小或无影响。
③燕山四期花岗闪长斑岩裂隙弱含水层
浅部风化裂隙发育，多为闭合，透水性差、富水性弱，泉流量为0.102Us—0.221L/s。为控矿岩体，在矿床开采时是主要充水含水层，对矿床开采充水有直接性的影响。
④燕山一期花岗闪长岩裂隙弱含水层
离矿体较远，透水性差，富水性弱，对矿床开采充水影响小。
1.2断裂构造带水文地质特征及对矿床开采的影响
矿区北西走向断裂构造带比较发育，走向北西、倾向北东，倾角56°-65°。规模小，见有构造角砾岩、糜棱岩，具压扭性特征，多被方解石、石英、长石细脉充填胶结，岩石坚硬，完整（局部破碎），导水性差，富水性弱，属弱含水构造带。
1.3地下水与地表水体水力联系
矿区地表水体较发育，其北侧有溪西河，距离矿体约500m—700m，流量2m3/S～7m3/S;北东侧为平原地带，人工渠道呈网状分布，大小池塘星罗棋布，它们对平原区第四系松散层地下水有一定的补给关系，水力联系较密切。但对矿区的基岩裂隙水影响甚小，或无影响，因为基岩（包括花岗闪长斑岩、矿体等块状岩）构造裂隙较发育，但多被方解石、石英、长石细脉充填胶结，岩体完整性较好，导水性差，地表水和第四系松散层水渗入基岩性能差。虽有补给水源，但没有接受补给的条件。地下水与地表水水力联系不密切或无水力联系。
2.工程地质条件
2.1工程地质层位划分及其特征
根据工程地质调查、钻孔工程地质编录、岩（土）样试验资料，按岩（土）层的成因时代、风化程度、裂隙发育程度、结构、构造、岩石的完整性、抗压强度及稳定性等，可将矿区范围内岩（土）层分为第四系松散层类和岩体块状岩类等两个工程地质层位，现分述如下：
（1）第四系松散层
此层因其成因、分布不同又分为两个亚层：
①第四系冲洪积层：主要岩性有粉质粘土、粘土、淤泥质土及沙砾石、卵砾石砂层。厚度变化较大、结构松散、强度低，土体质量差，工程地质稳定性差。但此层离矿床开采距离较远对矿床开采无影响。
②坡残积层：由粉质粘土、粘土、砂质粘性土组成。工程地质稳定性较差，在露天开采时需作防护措施。
（2）岩体块状岩类
根据岩石的风化程度、结构构造及工程地质稳定性等，将矿体及其围岩划分为全风化、强风化、中风化及微风化等四个工程地质岩组，分述如下：
①风化工程地质岩组：主要由花岗闪长斑岩及其矿体，还有凝灰熔岩夹凝灰岩、英安斑岩夹凝灰熔岩等风化而成，风化裂隙发育，岩石结构、构造全部被破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状或半岩半土状、硬土状;岩石、岩体质量差，属V类岩体，工程地质稳定性差，矿坑掘进时易崩塌、掉块，须作强防护措施。
②强风化工程地质岩组：以矿体及其主要围岩花岗闪长斑岩为主。风化裂隙较发育、局部裂面有铁染，岩石破碎，岩芯呈碎块状，岩石较软Rc=15MPa-30MPa。岩石破碎RQD=0～30%，岩体质量指标M
③中风化T程地质岩组：以矿体及其围岩花岗闪长斑岩为主。风化裂隙发育，多为闭合裂隙，个别有铁染现象，岩石抗压强度较强，Rc=30-60MPa，岩石质量RQD=50%～75%，岩体质量系数M=0.12～1.0，工程地质稳定性中等。在矿坑开采时除个别需支护外，一般无须支护。
④微风化工程地质岩组：以矿体及其围岩花岗岩闪长斑岩为主。裂隙较发育，但多被方解石细脉和含钼矿、黄铁矿、石英细脉充填胶结，岩矿石抗压强度高Rc=60MPa-llOMPa。岩石质量好，RQD=75%～100%，岩体完整性好。其岩体质量指标M=1.5-4.0，属Ⅱ-I级的优良岩体。工程地质稳定性好，矿坑开采时，除个别地方需支护外，绝大部分无须支护。
2.2未来矿山开采矿体及其围岩的稳定性情况
矿山开采方式采用露天轮斗式开采。在开采矿体时会遇到坡残积（松散层）层、花岗闪长斑岩的全风化、强风化岩层。这些层位均在地表浅部，分别呈土状、半岩半土状及碎块状的极软岩组和软岩组，风化裂隙发育，岩石陈1日，硬度小，岩体破碎质量差，露天开采时，易掉块、崩塌，要注意边坡的坡度，局部要进行支护或挡墙保护，而在中、深部的矿体及围岩为中～微风化花岗闪长斑岩，属中等～坚硬岩组，岩石新鲜坚硬，岩体完整性好，只要按照设计的边坡坡度施工，预测在露采施工时，除局部需处理保护外，其余均为较安全～安全。 综上所述，矿体及其围岩多为坚硬、半坚硬岩组，裂隙较发育，但多被方解石、石英细脉充填胶结，岩石坚硬、岩体完整，其工程地质稳定性较好。
2.3露天开采边坡稳定性评价
露采区为剥蚀残丘，矿体及其围岩隆起，在其间分布着零星的第四系坡残积层。地形总体为南西高，北东低。地形较平缓，无发现崩塌、滑坡等不良地质现象，工程地质稳定性较好。
在露采矿体剥离后大部分边坡为基岩边坡，局部为第四系坡残积层边坡，分述如下：
①基岩边坡：主要岩性为花岗闪长斑岩，次为火山岩。花岗闪长斑岩风化强度不大，绝大部分为中～微风化岩石，其工程地质稳定性较好。
②土质边坡：主要岩性为第四系坡残积层的粉质粘土、粘土、砂质粘性土等，虽然层次较多，属多层结构，但它们黏膜性较好，韧性较强，具整体性，加上它们透水性差、富水性弱，故工程地质稳定性较好。
③第四系坡残积层与基岩接触面和露采边坡的关系评价：坡残积层与基岩层接触面较平缓，局部有起伏，接触面夹角近乎水平，约2°～3°。接触面透水性差，富水性弱。它们的接触面倾向与露采的边坡面倾向在北东侧是反方向，在西南侧虽然同方向，但它们的夹角较大，为60°～70°。岩（土）体不容易失稳，工程地质稳定性较好。
3.环境地质条件
3.1矿山开采对地质环境的影响
矿区位于丘陵地带，面上冲积平原，在两地貌接触地带，居民较少，人口密度较小，所建民房为l层—3层混凝土结构楼房及老瓦房，无大型建筑物和景点。在矿山开采时，预测不会影响当地居民生活和工农业生产及交通运输，不会引起如滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害和引起地下水干枯、地表水污染等环境地质问题。
3.2地震
灾害性地震在矿区未见，据地震局统计资料，白1508年以来有记载的地震不少于40次，其中1874年—1962年有数次震级较大，人憾摇摆、房屋震动、窗门叮当作响，多为区外地震波及的。根据《建筑抗震设防规范》（GB50011-2010）附录A矿区抗震设防烈度为7度区，设计基本地震加速度值为0.15g，特征周期0.45s，设计地震分组为第一组。矿区地处丘陵地带，岩体为花岗闪长岩，属建筑抗震有利地段。
根据区域地质资料，矿区未见有活动性断裂通过，区域地壳基本稳定。
3.3y射线检测和放射性核素检测
通过对矿区钻孔岩矿芯进行y射线检测，强度范围值为29.2—42.2，属正常值，对人体健康无影响。除此之外还从钻孔中取了花岗闪长斑岩、英安斑岩、花岗闪长岩等作放射性核素检测，放射性核素检测结果比活度IRa和Ir值分别为0.7、0.3、0.3和1.1、0.7、0.7，根据国家标准《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2001）要求，比活度同时满足IRa≤1.0和Ir<1.3属A类，其产销和使用范围不受限制。矿山开采的岩矿石放射性对人体健康无影响。
3.4矿山排水对地表水体的影响
根据矿区抽水试验资料，矿体及其围岩，透水性差，富水性弱，矿坑涌水量小，水质较好，铜、铅、锌、砷、氟、铝、锰、铬、镉等元素其含量及pH值均符合饮用水标准。在今后矿山开采排水时，预测对地表水水质影响小或无影响。因矿坑充水与地表水及其他含水层无水力联系或联系不密切，因此在矿坑排水时不会影响到地表水的水量，一般不会引起井泉干枯。
3.5热（气）害检测
通过矿区钻孔抽水试验的水温和气体的检测，无发现有害气体。水温为24 ℃—26℃基本正常，稍有点偏高，但对矿山开采无影响。
3.6不良地质现象
在环境地质调查过程中，未发现崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，区内地形比较平缓、坡度较小、树木茂盛，预测矿山在开采时也不会造成地面崩塌、滑坡、沉降、塌陷、山体失稳、泥石流等地质灾害。但因矿床开采方式为露天开采，开采面积较大约357141.68m2，这对原来地形地貌和树木、景观会受到破坏，失去原生态的平衡，会有水土流失等环境地质问题，预测其严重性为中等。
综上所述矿区环境地质条件属中等。
4.结论
4.1矿区水文地质条件
矿区主要矿体有23条，大部分埋藏在当地侵蚀基准面52m标高以下，不利于礦床开采自然排水。但矿体的顶底板围岩大多为花岗闪长斑岩体，其透水性差，富水性弱，单位涌水量为0.004L/（s.m）—0.012L/（s.m），地下水的补给条件差，与地表水及相邻的含水层水力联系差，矿床开采时不会发生突水，矿坑涌水量一般较小。但因矿床开采方式为露天开采，每当台风暴雨时，矿坑会大量充水，需要专防、专治措施，因此矿区水文地质条件属中等。
4.2工程地质条件
矿区地形较平缓，地貌较简单。区内未发现大的断裂带通过，无明显的新构造活动迹象，地震烈度为7级，地震加速度为0.15g，特征周期0.45s。区域地壳基本稳定。矿区矿体大部分位于当地侵蚀基准面以下，矿体及其围岩多为中～微风化的含矿的花岗闪长斑岩，虽构造裂隙较发育，但多被方解石、石英细脉充填胶结，岩石坚硬，Rc多为60MPa—llOMPa，岩石完整性较好。RQD多为60%—l00%，岩体质量指标M=1.5～4.0，等级为Ⅱ—I级。在矿山开采时，除上部矿坑须支护外，中、深部绝大部分无须支护，T程地质稳定性好，但因矿床开采方式为露天开采，其深度>lOOm，矿床开采、矿石运输等安全问题需要采取专防、专治措施，因此工程地质条件属中等。
4.3矿区环境地质条件
通过矿区环境地质调查，未发现矿床有热（气）害和放射性异常。区域稳定性较好。矿体及其围岩含有毒有害元素低，在矿山排水、废石堆放时不会造成地表水和空气等环境污染。因矿体围岩单一、岩石坚硬、结构面不发育，岩体完整，故工程地质稳定性好，所以在矿山中、深部开采时（Om标高以下），预测地表不会发生滑坡、崩塌、沉降、地裂缝、塌陷等环境地质灾害。但因矿床开采为露天开采，对地形地貌和树木、景观的破坏、水土流失等影响，预测其严重性为中等。综上所述，矿区环境地质条件属于中等。
综上所述，矿区水文地质条件中等、工程地质条件中等、环境地质条件中等，矿床开采技术条件属中等复合问题的（Ⅱ-4）类矿床。
参考文献：
[1]宫明娥.对内蒙古钼矿资源产业发展的思考[J].西部资源，2015（04）：52-53.
[2]房佩贤，卫中鼎，等.专门水文地质学[M].北京：地质出版社， 1987.
[3]林学钰，廖资生，等.现代水文地质[M].北京：地质出版社，2005
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