论文部分内容阅读
[摘 要]随着地勘人员技术的提高，深部、边缘及空区找矿势在必行，相应的开采深度和规模也逐渐变大，开采难度增加，开采条件也成了重要性。
[关键词]东坪金矿 水文地质 工程地质 环境地质 地温
中图分类号：P618.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0041-01
前言
东坪金矿在通过坑探、钻探的方法查明资源储量，确定了矿山工业价值，崇礼县人民政府设立日处理矿石50t的选厂，同年与河北黄金公司共同协商了矿山建设和探建结合途径问题简建成日处理矿石150t选厂，试车成功，在此基础上，矿山提交了70号、1号脉的详查报告，申请到了“开采许可证”，正式投入开采生产阶段。
东坪金矿主要介绍以下几个开采条件：
1、水文地质
按勘查规范的要求，进行了地表水、地下水动态观测、钻孔抽水试验、水文地质测绘等各项工作。重点查明了1号脉群水文地质条件，矿坑充水因素。70号脉是1号脉的南部延伸，做为一个整体矿带，二者水文地质条件不可分割。1号脉群水文地质成果基本能满足70号脉的开采要求。矿山相继在1号脉1390坑道以下按40m段高对70号脉施工了五层坑道。坑道最低标高至1184m。对各层坑道做了水文地质调查，出水裂隙统计，同时计算了各层坑道涌水量，合理地解决了生产和生活用水。
1.1 区域水文
本区属洋河，桑干河盆缘中低山基岩裂隙水贫山区，基岩广泠裸露，山涧沟谷堆积了洪积，坡洪积砂砾石松散层。按其地下水赋存类型和埋藏条件，分为基岩裂隙水区和第四系孔隙水区；地下水受大气降水补给，能过基岩渗入补给风化裂隙水，顺地势延移，大部分补给第四系孔隙水和地表水，以地下、潜流形式向下流排泄。
1.2 矿区水文
矿区位于清水河水系东坪沟流域水文地质单元中部，距东侧分水岭6000m，相对侵蚀基准面标高1400m（西坪沟口下）。地形坡面较大，地下水分水岭与地表分水岭一致，边界条件清楚。
1.3 矿床水文地质特征
（1）矿床充水因素
矿山生产的多层坑道已横穿东坪沟河床下方，其上基岩厚度仅有40m左右，先后揭露了第四系，风化带及脉状裂隙含水层（带）。坑道控制面积154600m2。矿坑自1990年5月开始排水至今，排水量初期30 m3/h，逐渐增大至820m3/h，由于坑道揭露面积大，时间长，从而全面揭示了矿床充水来源，为论证矿床充水因素提供了系统而直观的基础资料。
坑道排水量与地表水、地下水动态观测资料表明，矿床充水主要来源于东坪沟河水和第四系砂石孔隙水，其次为脉状裂隙水。
（2） 矿床水文地质类型
70号脉围岩为二长岩，矿床开采时直接充水为顶底板，即二长岩风化带或脉状裂隙水，在天然状态下，裂隙水补给条件差，富水性弱，以储存量为主。当开采至河床标高以下，临近河床地带，由于排水改变了天然动力条件，加上裂隙水与第四系孔隙水有一定的水力联系，上部水渗漏到矿坑，使水增加，并构成较为稳定的充水水源。东坪河目前已干枯，成为季节性河流，丰水期河水通过第四系孔隙和裂隙，增加孔隙及裂隙水量，渗漏到矿坑。因此，东坪河与矿坑无直接的水力联系。根据以上因素，矿床水文地质勘探类型：按充水含水层的空间特征定为裂隙充水矿床；根据矿体与当地侵蚀基准面的关系，地下水补给条件，地表水与主要充水层水力联系密切程度，主要充水含水层和构造带的富水性、导水性、第四系覆盖情况以及水文地质边界的复杂程度，确定为水文地质条件简单—中等类型的矿床。
2、工程地质
2.1矿区工程地质岩组及特征
依据地层岩性、成因类型、力学性质和水文地质特征，划分如下工程地质岩组：
（1）第四系松散软弱岩类工程地质岩组
分布于东坪沟河床及其两侧。岩性为冲洪积、坡洪积砂砾石含漂砾和黄土状亚砂土、泥砂质碎石含巨砾。结构松散、软弱，厚度20—50m，最大厚度70m，赋存孔隙潜水，岩体稳定性差。因70号脉矿体为盲矿体距地表尚有相当距离，对矿床开采影响不大。
（2）岩浆岩块状岩类工程地质岩组
分布于1-70号脉群，岩性为二长岩、石英二长岩。中细粒结构，块状构造。风化带厚度10—34m。新岩石完整，节理裂隙不发育，力学强度高，属坚硬岩类，岩体稳定性好。受断裂构造影响，局部产生脉状裂隙，赋存裂隙水。由于与风化裂隙、第四系连通，对矿坑充水有一定影响。
（3）变质岩层状岩类工程地质岩组
分布于照山凹—西坪村以南。岩性为斜长角闪片、片麻岩、层状结构，片麻状构造，岩体具有异向强度差异，一般稳定性较好。距矿床较远，尽在南侧见有其捕掳体，对其开采无影响。
2.2矿体及其顶底板岩石的稳固性
（1）矿体的稳固性
70号脉群受断裂构造和蚀变节理裂隙带控制。成矿以渗透交代作用为主，矿与非矿之间不存在明显的构造界面。成矿前及成矿期间的各组容矿空间均已被成矿物质所拟合。成矿后区内构造活动不甚强烈，原容矿构造无继承性活动，故矿体较连续完整，稳固性良好。
（2）矿体顶底板围岩稳固性
矿体的围岩，岩性相似、结构致密、孔隙度小，抗风化能力较强，稳固性较好。1986年以来施工的近万米坑道和采坑，除极少数破碎带或断层泥带需支護外，其它稳固安全。
（3）成矿后断裂构造对矿体开采的影响
成矿后断裂对1号和70号脉群等均无明显的破坏作用。1-70号脉群地表及12层坑道内仅见近南北和北西两组断裂；近南北向断裂虽延长较大，但厚度仅0.10—0.20m，最大0.50m。陡倾斜与矿体相切，位移很小，最大断距0.90m。两侧围岩一般无强裂破碎，仅断层带易坍塌掉块，需支护。F3断层是区内最大的一条破坏矿体的构造，破碎带一般宽0.5—1m，最宽6m，在1503中段坑道见到对矿体产生约1.5—2m的水平错动。
2.3矿床工程地质类型
矿体及顶底板岩土工程地质性能较好，属于坚硬半坚硬的矿床。依据矿体及围岩工程地质特征，主要工程地质问题可能出现的层位，将矿区工程地质勘探类型定为块状岩类；根据地形地貌、地质构造、岩体风化发育程度、第四系覆盖厚度、地下水静水压力等因素，将工程地质勘探类型定为简单类型。
3、环境地质
区位于中低山区分水岭近侧。阴坡植被发育，阳坡则差，以农业为主，无工业污染，客观环境容量大。矿区内自然条件下当地生活废水排放、废弃物的存放，对环境影响小。随着矿山规模扩大，人类活动频繁，水质有变坏的可能。金矿体赋存于缄性杂岩体中的构造蚀变带中，矿体厚度较大，矿床开采在采空区上部会产生地面沉降，在采空区附近地区形成较为宽大的张性裂缝，引起地形改变，从而改变矿区的地质环境。地质环境的改变，将引起地质灾害。因此采矿要采用充填法，防止地质灾害的发生。
4、其他开采技术条件
4.1地温
矿区地温场热流量1.47—1.58MFV，地温剃度变化范围在1.8—2.0°C/hm，通风条件良好时，井下温度为23°C，空气相对湿度80%，人体感觉舒适；通风不良时，井下温度为29°C，空气相对湿度95%，人体感觉闷热。矿床开采时应注意通风。
4.2寒害
矿区冬季漫长严寒，月平均最低气温-31.3摄氏度。11月至翌年3月底为冰冻期，最大冻土层厚1.93m。常造成水管冻裂，高压线坠断，给生产、生活造成困难，应做好防寒取暖工作。
参考文献
[1] 王大纯；张人权等.水文地质学基础[M].北京：地质出版社，2002.
[2] 古德生；李夕兵.现代金属矿床开采科学技术[M].北京：冶金工业出版社.2006.
[3] 赵军伟；提高矿产开发利用效率之我见[J]；中国国土资源经济；2012年02期.
[4] 丁其光；徐明.《矿产综合利用》 .中国地质科学院矿产综合利用研究所.2012年 第1期.
[关键词]东坪金矿 水文地质 工程地质 环境地质 地温
中图分类号：P618.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0041-01
前言
东坪金矿在通过坑探、钻探的方法查明资源储量，确定了矿山工业价值，崇礼县人民政府设立日处理矿石50t的选厂，同年与河北黄金公司共同协商了矿山建设和探建结合途径问题简建成日处理矿石150t选厂，试车成功，在此基础上，矿山提交了70号、1号脉的详查报告，申请到了“开采许可证”，正式投入开采生产阶段。
东坪金矿主要介绍以下几个开采条件：
1、水文地质
按勘查规范的要求，进行了地表水、地下水动态观测、钻孔抽水试验、水文地质测绘等各项工作。重点查明了1号脉群水文地质条件，矿坑充水因素。70号脉是1号脉的南部延伸，做为一个整体矿带，二者水文地质条件不可分割。1号脉群水文地质成果基本能满足70号脉的开采要求。矿山相继在1号脉1390坑道以下按40m段高对70号脉施工了五层坑道。坑道最低标高至1184m。对各层坑道做了水文地质调查，出水裂隙统计，同时计算了各层坑道涌水量，合理地解决了生产和生活用水。
1.1 区域水文
本区属洋河，桑干河盆缘中低山基岩裂隙水贫山区，基岩广泠裸露，山涧沟谷堆积了洪积，坡洪积砂砾石松散层。按其地下水赋存类型和埋藏条件，分为基岩裂隙水区和第四系孔隙水区；地下水受大气降水补给，能过基岩渗入补给风化裂隙水，顺地势延移，大部分补给第四系孔隙水和地表水，以地下、潜流形式向下流排泄。
1.2 矿区水文
矿区位于清水河水系东坪沟流域水文地质单元中部，距东侧分水岭6000m，相对侵蚀基准面标高1400m（西坪沟口下）。地形坡面较大，地下水分水岭与地表分水岭一致，边界条件清楚。
1.3 矿床水文地质特征
（1）矿床充水因素
矿山生产的多层坑道已横穿东坪沟河床下方，其上基岩厚度仅有40m左右，先后揭露了第四系，风化带及脉状裂隙含水层（带）。坑道控制面积154600m2。矿坑自1990年5月开始排水至今，排水量初期30 m3/h，逐渐增大至820m3/h，由于坑道揭露面积大，时间长，从而全面揭示了矿床充水来源，为论证矿床充水因素提供了系统而直观的基础资料。
坑道排水量与地表水、地下水动态观测资料表明，矿床充水主要来源于东坪沟河水和第四系砂石孔隙水，其次为脉状裂隙水。
（2） 矿床水文地质类型
70号脉围岩为二长岩，矿床开采时直接充水为顶底板，即二长岩风化带或脉状裂隙水，在天然状态下，裂隙水补给条件差，富水性弱，以储存量为主。当开采至河床标高以下，临近河床地带，由于排水改变了天然动力条件，加上裂隙水与第四系孔隙水有一定的水力联系，上部水渗漏到矿坑，使水增加，并构成较为稳定的充水水源。东坪河目前已干枯，成为季节性河流，丰水期河水通过第四系孔隙和裂隙，增加孔隙及裂隙水量，渗漏到矿坑。因此，东坪河与矿坑无直接的水力联系。根据以上因素，矿床水文地质勘探类型：按充水含水层的空间特征定为裂隙充水矿床；根据矿体与当地侵蚀基准面的关系，地下水补给条件，地表水与主要充水层水力联系密切程度，主要充水含水层和构造带的富水性、导水性、第四系覆盖情况以及水文地质边界的复杂程度，确定为水文地质条件简单—中等类型的矿床。
2、工程地质
2.1矿区工程地质岩组及特征
依据地层岩性、成因类型、力学性质和水文地质特征，划分如下工程地质岩组：
（1）第四系松散软弱岩类工程地质岩组
分布于东坪沟河床及其两侧。岩性为冲洪积、坡洪积砂砾石含漂砾和黄土状亚砂土、泥砂质碎石含巨砾。结构松散、软弱，厚度20—50m，最大厚度70m，赋存孔隙潜水，岩体稳定性差。因70号脉矿体为盲矿体距地表尚有相当距离，对矿床开采影响不大。
（2）岩浆岩块状岩类工程地质岩组
分布于1-70号脉群，岩性为二长岩、石英二长岩。中细粒结构，块状构造。风化带厚度10—34m。新岩石完整，节理裂隙不发育，力学强度高，属坚硬岩类，岩体稳定性好。受断裂构造影响，局部产生脉状裂隙，赋存裂隙水。由于与风化裂隙、第四系连通，对矿坑充水有一定影响。
（3）变质岩层状岩类工程地质岩组
分布于照山凹—西坪村以南。岩性为斜长角闪片、片麻岩、层状结构，片麻状构造，岩体具有异向强度差异，一般稳定性较好。距矿床较远，尽在南侧见有其捕掳体，对其开采无影响。
2.2矿体及其顶底板岩石的稳固性
（1）矿体的稳固性
70号脉群受断裂构造和蚀变节理裂隙带控制。成矿以渗透交代作用为主，矿与非矿之间不存在明显的构造界面。成矿前及成矿期间的各组容矿空间均已被成矿物质所拟合。成矿后区内构造活动不甚强烈，原容矿构造无继承性活动，故矿体较连续完整，稳固性良好。
（2）矿体顶底板围岩稳固性
矿体的围岩，岩性相似、结构致密、孔隙度小，抗风化能力较强，稳固性较好。1986年以来施工的近万米坑道和采坑，除极少数破碎带或断层泥带需支護外，其它稳固安全。
（3）成矿后断裂构造对矿体开采的影响
成矿后断裂对1号和70号脉群等均无明显的破坏作用。1-70号脉群地表及12层坑道内仅见近南北和北西两组断裂；近南北向断裂虽延长较大，但厚度仅0.10—0.20m，最大0.50m。陡倾斜与矿体相切，位移很小，最大断距0.90m。两侧围岩一般无强裂破碎，仅断层带易坍塌掉块，需支护。F3断层是区内最大的一条破坏矿体的构造，破碎带一般宽0.5—1m，最宽6m，在1503中段坑道见到对矿体产生约1.5—2m的水平错动。
2.3矿床工程地质类型
矿体及顶底板岩土工程地质性能较好，属于坚硬半坚硬的矿床。依据矿体及围岩工程地质特征，主要工程地质问题可能出现的层位，将矿区工程地质勘探类型定为块状岩类；根据地形地貌、地质构造、岩体风化发育程度、第四系覆盖厚度、地下水静水压力等因素，将工程地质勘探类型定为简单类型。
3、环境地质
区位于中低山区分水岭近侧。阴坡植被发育，阳坡则差，以农业为主，无工业污染，客观环境容量大。矿区内自然条件下当地生活废水排放、废弃物的存放，对环境影响小。随着矿山规模扩大，人类活动频繁，水质有变坏的可能。金矿体赋存于缄性杂岩体中的构造蚀变带中，矿体厚度较大，矿床开采在采空区上部会产生地面沉降，在采空区附近地区形成较为宽大的张性裂缝，引起地形改变，从而改变矿区的地质环境。地质环境的改变，将引起地质灾害。因此采矿要采用充填法，防止地质灾害的发生。
4、其他开采技术条件
4.1地温
矿区地温场热流量1.47—1.58MFV，地温剃度变化范围在1.8—2.0°C/hm，通风条件良好时，井下温度为23°C，空气相对湿度80%，人体感觉舒适；通风不良时，井下温度为29°C，空气相对湿度95%，人体感觉闷热。矿床开采时应注意通风。
4.2寒害
矿区冬季漫长严寒，月平均最低气温-31.3摄氏度。11月至翌年3月底为冰冻期，最大冻土层厚1.93m。常造成水管冻裂，高压线坠断，给生产、生活造成困难，应做好防寒取暖工作。
参考文献
[1] 王大纯；张人权等.水文地质学基础[M].北京：地质出版社，2002.
[2] 古德生；李夕兵.现代金属矿床开采科学技术[M].北京：冶金工业出版社.2006.
[3] 赵军伟；提高矿产开发利用效率之我见[J]；中国国土资源经济；2012年02期.
[4] 丁其光；徐明.《矿产综合利用》 .中国地质科学院矿产综合利用研究所.2012年 第1期.