本溪市思山岭云新铁矿矿床开采技术条件研究

    冯钰凯

    摘要：为查明恩山岭云新铁矿矿床开采技术条件，确保矿山安全生产，本文从水文地质、工程地质、环境地质等方面入手，通过野外地质综合调查及取样分析测试，认为该矿区水文地质、工程地质条件简单，环境地质条件中等，矿床开采技术条件为以环境问题为主的中等开采技术条件的矿床。

    关键词：铁矿开采；水文地质；工程地质；环境地质；技术条件

    本溪市思山岭云新铁矿位于距本溪市东南16km的本溪市南芬区思山岭乡财神庙村胡家岭上，行政区划隶属本溪市南芬区思山岭乡管辖。工作区所处大地构造单元位于中朝准地台（Ⅰ）胶辽台隆（Ⅱ）太子河一浑江台陷（Ⅲ）四级构造单元为辽阳一本溪凹陷（Ⅳ）南缘。区内出露地层主要有太古宇鞍山群，新元古界青白口系、震旦系、古生界及第四系等。铁矿体主要赋存于太古宇鞍山群大峪沟组黑云角闪变粒岩中，为沉积变质型铁矿床。

    通过对该矿区水文、工程、环境地质条件的综合分析，认为该矿山开采技术条件类型为开采技术条件中等的以工程地质、环境地质为主的矿床。现将该矿床开采技术条件分别从水文、工程、环境地质三个方面进行论述。

    1水文地质条件

    该矿区位于本溪市南部，该区属温带大陆性季风气候区。夏天炎热，雨季降水较强，冬季多风寒冷，气候差异较明显。年平均降水量776mm，封冻期从11月至下年4月，冻土层厚1.3-1.4m。矿区山间有冲沟，雨季时候汇流至山角，渗入地下。该矿属千山山脉支脉北部延续部分的辽东浅切割低山区，植被发育，矿区内有大量的采掘地及矿渣堆。

    1.1水文地质特征及对矿床充水的影响。矿区岩石地层含水性能划分为含水岩组和隔水岩组两大类。含水岩组分为第四系松散岩类孔隙水含水岩组、基岩风化带裂隙含水岩组和深层构造裂隙含水岩组。隔水岩组为黑云角闪变粒岩、斜长花岗岩。其富水性、隔水特征按从上至下的顺序分述如下：

    第四系松散岩类孔隙含水岩组

    a.全新统冲洪积孔隙含水岩组。分布于矿区北部、南部小河两岸地带，面积较小。岩性为粉质粘土、粘质砂土及砂砾卵石，厚1-5m，含弱一中等孔隙水，水化学类型多为重碳酸硫酸钙型，PH值7.65-8.00，矿化度O.042-0.157g/1。为大气降水下渗补给，或丰水期受河水反补，迳流条件较好，人工开采形式排泄。b.上更新统残坡积孔隙含水岩组。分布于矿区南、北部山麓地带，岩性为粘土、砂质粘土及少量砂砾、碎石透镜体，厚1-6m，含弱的孔隙水。地下水化学类型一般为重碳酸硫酸钙型，PH值7.33-8.44，矿化度0.088-0.116/1，总体上水质较好。主要为大气降水下渗补给，迳流条件一般或较好，自然形式排泄为主。

    基岩风化带裂隙含水岩组

    根据本次工作成果及1：20万水文地质资料可认为，风化裂隙水很小，属微弱一弱富水性，而构造裂隙水属弱一中等富水，总体为富水性很不均一。地下水化学类型多属重碳酸硫酸钙钠或钠钙型，矿化度小于0.5g/1，多为中性水。补给来源主要为大气降水，迳流条件一般或较好，多为自然形式排泄。按照规范对岩层富水性的划分，该层为弱含水岩组。

    隔水岩组

    矿区内矿体围岩主要为黑云角闪变粒岩及斜长花岗岩，浅部裂隙较发育，富微弱裂隙水，深部岩石完整，裂隙不发育，富水性极差，视为隔水层。

    综上分析，本区水文地质条件以裂隙水为主，并形成具有统一水力联系的裂隙含水层，水文地质勘探类型为第二类型，即以裂隙含水层充水为主的矿床，简称裂隙充水矿床，对矿山生产并无太大影响。

    1.2矿区地下水补给径流排泄条件。矿区山峦起伏，地形坡度较大，有利于地表水的排泄而不利于地下水的汇集，大气降水大部分沿山坡流入溪谷，由溪流排泄至区外，只有少量渗入地下，补给地下水。基岩裂隙水由高处向低处径流，在山脚以泉的形式溢出地表或渗入到较低处的第四系含水层中，如遇裂隙则会渗入地下。

    1.3矿坑涌水量计算。目前矿山采用露天开采，现开采方法为组合台阶采矿法，由上至下分层开采，开采主要矿体为地表出露的Fel号矿体。现矿山的多处露天采场均采用自然排水，采坑内无积水现象。本区矿坑充水的主要因素是基岩本身的基岩裂隙水（风化裂隙水和构造裂隙水）和大气降水。

    2工程地质条件

    矿山已有的露天采场在开采、排岩过程中，对本区植被景观破坏程度较强。根据全部钻孔资料，该区第四系平均厚度约为4.80m。矿床岩石风化裂隙发育深度据16个孔统计为14.10-35.54m，平均发育深度24.74m。多数钻孔浅部岩石风化呈砂状。深部由于受断裂构造或层间裂隙影响，大部分钻孔深部地段仍有岩石破碎现象。经岩石质量指标RQD统计结果，总的看岩石质量多为中等和好的，岩体中等完整和较完整矿床内基岩属于坚硬的或较坚硬的块状或厚层状工程地质岩组，岩石质量、岩体完整性及其稳定性除浅部相对较差外，一般还是较好的，矿床工程地质条件可属简单类型。

    3环境地质条件

    该区为封山育林区，基本上被植被覆盖，通过本次矿区水文地质、工程地质及环境地质综合测绘结果可认为，矿区环境质量良好。人类工程活动较烈，且位于地震烈度Ⅵ度带上。

    矿山因开采多年，采场范围较大，边坡稳定。局部由于坡面角度较大，存在崩塌地质灾害隐患，采场内无积水，大气降水可自然排泄。如进行地下开采活动，有可能会引发井巷冒顶、坍塌和片帮。由于矿山位于高山顶，标高较高，矿山露天采场对地下水及含水层没有破坏作用，野外调查期间没有发现附近井、泉干涸现象。区内地表水及地下水均未受到污染。未来矿山开采应注意对地表水及地下水质的保护，避免对下游产生水质污染现象。综上认为，矿区环境地质条件属中等类型。矿山开采对环境影响较小。

    结论：（1）矿床水文地质条件和工程地质条件均属简单类型，环境地质条件为中等类型。

    （2）矿床水文地质及工程地质条件虽较简单，但在未来井下开采中，由于浅部岩石风化裂隙较发育和深部断裂构造发育地段，岩石破碎或疏松，加之地下水的作用，易发生冒顶、片帮、滑坍或一定程度的突水等地质灾害，应采取有效措施，予以重视。