第六章 矿床开采技术条件

第六章矿床开采技术条件第一节水文地质一、区域水文地质概况（一）自然地理地形地貌：该区属低山丘陵区，标高在1613～1761.3m，相对高差约150m，地势总体呈北西西—南东东向延伸，单个山体多为东西向，南高北低，最高峰为马沟山，海拔1761.3m，其南部为低缓的丘陵地形。

矿区内季节性洪流沟谷较为发育，一般规模小、流程短，最终呈散流消失于山前山间戈壁。

气候：该区处内陆腹地，属典型的干燥大陆性气候。

降水稀少，蒸发强烈，干燥多风，温差变化大，年度最高气温35°C，最低气温-,20℃，平均气温6-8.5°C。

年最大降水量一般集中在6—9月份，且占全年的80%以上为110mm左右，最低降水量90mm左右，平均约94.9mm。

蒸发量大是本区气候的显著特点。

多年平均蒸发量约为4000mm左右。

其中4—9月蒸发量占全年的80%，蒸发量主要受气温控制，一般随气温升高而增加。

4—6月份以西北风为主，5月份开始出现东南风及东风，最大风速27m/s，最小风速3.57m/s。

冬季日照率约71%，冻土层最大厚度约132cm。

（二）区域水文地质该区属内蒙古高原西部水文地质区，低山丘陵贫水地段。

含水岩系主要为中生界变质岩、火成岩，白垩系碎屑岩及第四系松散岩类。

依据地下水赋存条件和水力性质不同将区内含水层划分为第四系松散岩类孔隙含水层、碎屑岩裂隙孔隙含水层和基岩裂隙含水层三大类。

1、第四系松散岩类孔隙含水层：松散岩类孔隙水分为沟谷潜水和山前山间戈壁含水组两个亚类。

<1>沟谷潜水主要为全新统冲积、洪积砂砾碎石组成，地下水分段赋存。

较大沟谷在低山丘陵区均有第四系潜水赋存。

富水性受地形、含水层厚度、汇水面积等因素控制。

沟谷上游地形坡度大，侵蚀性作用较强，第四系沉积厚度小，一般水量较小；大沟下段，汇水面积大，第四系较厚，沟宽坡小，富水性较好。

一般含水层厚度0.82-2.94m，水位埋深1.5-2.8m，单井涌水量10-30m3/d，矿化度2.6-7.4g/l，水化学类型属Cl·SO4—Na型。

<2>山前山间戈壁均为上更新统洪积砂碎石所覆盖。

山前带，一般第四系覆盖厚度小，地形坡度大，基本为透水不含水，只有一些古洼地或古沟槽内，第四系沉积厚度较大，地下水得以富集。

2、碎屑岩裂隙孔隙含水层：主要赋存于白垩系下统下岩组，岩性为接触式泥、钙质胶结砂砾岩，补给条件差，水量较为贫乏或极贫乏。

主要含水段在13.38m以上，以风化裂隙含水为主，水位埋深2-3m，单井涌水量均小于5m3/d，矿化度1-4.1g/l，水化学类型属SO4·Cl— Na型。

3、基岩裂隙含水层：以华力西中期火成岩、变质岩块状硬脆岩石为主，构造、风化裂隙均较发育。

基岩裂隙水主要赋存于20m以上的风化带内。

含水体岩性为石英闪长岩。

主要含水段在20m以上，单井涌水量均小于5 m3/d，一般沟谷内矿化度小于2g/l，洼地内则多大于3g/l，有的甚至达7.6g/l，水化学类型属SO4·Cl—Na·Ca型。

经调查矿区外西北部约200m处的两口民用井（井1、井2），并采集简分析样2组，全分析样2组。

分析结果显示矿化度2.73 g/l（井1）—3.04 g/l（井2）。

PH值井1为7.99—8.01，井2为7.90—8.06。

水温25℃，水化学类型属SO4·Cl—Na及SO4·Cl—Ca型。

（三）区域地下水补给、径流、排泄条件地下水的补给来源主要为大气降水。

由于地形坡度不大，部分大气降水沿缓坡汇入宽沟、洼地，形成地表径流和湖泊，部分沿孔隙、裂隙垂直渗入地下，形成基岩风化带裂隙潜水和第四系孔隙潜水。

基岩裂隙潜水沿地形在水重力作用下补给沟谷第四系孔隙潜水。

消耗于蒸发和人工开采，地下水最终从南向北排出区外。

二、矿区水文地质（一）含水层划分矿区位于内蒙古高原西部水文地质区，中部低山丘陵贫水地段，靠近局部分水岭南侧，属地下水补给区，矿区面积31.81km2。

区内最高峰标高1761.3m，位于矿区中部，最低点标高1613m，位于矿区东南部，为当地最低侵蚀基准面，矿体出露标高1666.21—1708.64m。

矿区属低山丘陵区，地下潜水位埋藏较浅，含水层主要为第四系残坡积、冲洪积砂砾石、卵石构成，颗粒间隙大，利于地下水的运移及赋存。

其次为基岩裂隙含水层，分布较广，富水性弱，为矿床的直接充水含水层。

区内无常年性地表径流，沟谷只在雨季有暂时性水流。

依据地下水赋存条件和水力性质不同将区内含水层划分为第四系松散岩类孔隙含水层和基岩裂隙含水层两大类，分别叙述如下：1、第四系松散岩类孔隙含水层：主要分布在矿区北部、西部及南部的丘间沟谷、洼地中，出露标高为1640～1624m，面积约5.65km2，含水层由冲洪积砂砾石、碎石组成，地下水埋深1.5～6m，水位标高1598～1618m。

潜水面随地形变化而变化，地下水动态随季节变化明显。

接受大气降水及上游地下水补给，对矿坑充水意义不大。

2、基岩裂隙含水层区内中、东部大面积分布，出露标高1650～1761m，面积约10.09km2，以构造裂隙水为主，为矿床充水主要充水含水层。

构造裂隙水：构造裂隙水主要是指矿体、岩脉本身及其与地层、岩体接触带内的裂隙水，受多期构造活动影响形成的一系列断裂破碎带，构成了地下水的储存场所。

本区北西及近东西向的构造破碎带是地下水的主要控水构造。

大气降水通过地表风化裂隙及构造破碎带补给深层地下水。

3、隔水层（带）基岩风化裂隙含水带以下，未经风化的完整岩石。

4、地下水补给、径流、排泄条件及水力联系大气降水入渗是地下水的唯一补给来源，以地下径流的方式为主，流向与地形基本吻合，基岩风化裂隙水含水带，直接受大气降水补给。

沟谷第四系孔隙水除接受大气降水补给外，还接受基岩风化裂隙水的侧向补给，短途运移，大部分沿沟谷、洼地处渗出成地表径流，少量还通过地面蒸发、植物蒸腾、或经过含水层排泄区外。

三、矿区水文地质勘探类型就矿区范围而言，虽无地表水体，但砂岩的隔水性较差，区内断裂构造发育，仍具一定的透水性。

当探采工作位于矿区潜水面以下时，应进行经常性的专门水文地质观测工作，以防矿坑突水。

根据（GB12719-1991）《矿区水文地质工程地质勘探规范》划分标准，矿区大部分矿体位于当地侵蚀基准面以上，以裂隙充水为主的矿床，该矿区属二类一型，即以裂隙充水为主的简单类型。

四、矿区供水水源综合评价目前矿山的用水主要以生活用水为主，日用水量约0.5m3，生活用水一般由矿区外约2km2处用车拉至矿部。

经采样分析地下水矿化度2.73 g/l—3.04 g/l，水化学类型属SO4·Cl—Na及SO4·Cl—Ca型，PH值为7.90—8.06。

水温25℃。

根据（GB5749-2006）《生活饮用水卫生标准》溶解性总固体和总硬度有所超标，但在缺水地区可以作为人畜饮用水。

第二节工程地质工作区处于天山构造褶皱系，地貌上属低山丘陵区，出露地层岩性简单，工程地质岩组主要有华力西中期石英闪长岩，第四系冲洪积、残坡积砂砾石。

其中华力西中期石英闪长岩分布于矿区全区；第四系冲洪积主要分布于沟谷及山间洼地中，残坡积分布于山顶及谷坡一带，岩性为砂质粘土、砂砾石。

一、矿区构造发育情况矿区内断裂构造较发育，发现6条断层，除F6断层为北西—南东向外其他几条断层均呈近东西向，由于其断距较大，因此，断裂构造对本矿区影响较大。

由于裸露岩体遭受了长期的风化作用，矿区岩体的风化裂隙发育。

使岩体的力学强度降低，风化带内整体岩石的稳固性减弱，易发生坑顶岩石崩塌，是矿床开采的主要不利因素。

二、工程地质结构区的划分及其工程地质条件根据矿区总体工程地质条件和矿区内岩性的分布情况，将本矿区划分为两个工程地质结构区即：松散岩类区和块状结构区。

㈠松散岩类区主要分布在矿区内的沟谷和山顶及谷坡一带，岩性为第四系冲洪积、残坡积的砂土、砂质粘土及砾石，砂土厚度小于3m，具有良好的渗透性，由于矿体无松散岩类覆盖，因此对矿床开采没有影响。

㈡块状结构区为大面积分布在矿区内的基岩，岩性主要为石英闪长岩，由于地形切割较为强烈，风化裂隙带深度一般为10-70m，风化裂隙使地表一定深度范围内岩石的整体性和连续性遭受到破坏，从而降低了岩石整体力学强度，易造成井巷顶部岩石塌落，是矿床开采的主要不利因素，应注意支护。

本次工作为了解矿体及矿化体顶、底板岩石的力学性质，在矿区施工的ZK102、ZK202、ZK302矿化层顶、底板采集了力学样6组（YL-1、YL-2、YL-3、YL-4、YL-5、YL-6）。

据矿化体顶、底板岩石物理、力学性能测试（表、表），可知矿化体顶板石英闪长岩饱和状态下抗压强度(Mpa)为29.28，天然状态下抗压强度(Mpa)为42.57，内摩擦角（φ°）为25.7，凝聚力C(Mpa)为9.04；矿化体底板石英闪长岩饱和状态下的抗压强度(Mpa)为26.39，天然状态下的抗压强度(Mpa)为38.72，内摩擦角（φ°）为29，凝聚力C(Mpa)为7.83。

因此,岩石力学强度应划分为较坚硬岩类，整体岩石力学强度高，抗压强度大，稳定性较好。

××××铜金矿岩石抗压强度检验结果表表×××××铜金矿岩石抗剪强度试验结果表表三、矿区工程地质勘探类型矿体、矿化体受断裂构造控制，岩石质量劣。

稳定性相对较差。

围岩均由较坚硬块状岩层所组成，力学强度高，整体岩石的稳定性强，但构造裂隙较发育。

据此，按照（GB12719-1991）《矿区水文地质工程地质勘探规范》划分为第二类第二型，即以块状岩类为主的工程地质条件中等型的矿区。

四、应注意的工程地质问题矿区工程地质问题相对复杂，矿区断裂构造发育，矿体及矿化体受断裂构造控制。

其直接顶底板岩石裂隙发育，局部岩石破碎。

开采时可能会发生一些塌壁，冒顶等不良工程地质问题，浅部开采则因构造发育、岩石风化较强，工程地质问题相对更复杂一些。

加之矿体均产于破碎带内，裂隙较发育，具多期的热液脉体活动，其稳定性较差，易引起规模较大的岩体失稳，应予以防范。

第三节环境地质依据中华人民共和国标准，地震参数区划图（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度0.05，对照地震基本烈度Ⅴ度，未来矿山建设，建筑按Ⅵ级设防。

另外人工爆破震动，不合理开采方式及降雨，融雪、冰劈等因素对矿体的稳定性有影响。

因此在开采时对此应高度重视。

矿区现有条件下范围内未发现大规模滑坡、泥石流等不良地质现象。

将来矿山开采时剥离的废渣可就近排放于支沟内，在支沟筑尾渣坝，尾渣亦就近排放。

堆浸生产的废水循环使用。