湖南省醴陵市小横江矿区铁石尖矿段工程地质分析

欧婧 罗长江

（湖南省地质矿产勘查开发局四一三队 湖南常德 415000）

湖南省醴陵市小横江矿区铁石尖矿段工程地质分析

欧婧 罗长江

（湖南省地质矿产勘查开发局四一三队 湖南常德 415000）

工程地质环境分析，其目的是为了检测评价一定的矿山开发工程活动是否与给定的地质环境相互协调。这种评价的主要任务是给出工程地质环境质量，指导矿山开发的工程活动规划。考虑到矿山开发和地质环境的相互作用的实质，这种评价不仅是地质条件的表征，而且必须纳入和矿山开发活动相互依存的系统中加以总和考察。本文主要分析了湖南省醴陵市小横江矿区铁石尖矿段的地质情况，以期为后期的矿山开发活动提供指导依据。

醴陵市；小横江矿区；铁石尖矿；地质分析

1 湖南省醴陵市小横江矿区简介

湖南省醴陵市小横江矿区铁石尖矿段金矿探矿权位于醴陵市北西约 16km 处，中心地理坐标：东经 113°29′58″，北纬 27°51′45″，面积3.96km2。

矿区属低山区，海拔标高最高铁石尖569.90m，最低南西角124m，相对高差近445m。区内有三条近东西向溪沟汇入官庄水库，国家大（Ⅱ）型官庄水库位于勘查区西侧，为以后矿山建设主要水源地，自然环境优美。

矿区属亚热带季风气候，四季分明。3～6月为雨季，雨量充沛，年降雨量1500mm以上。年平均气温17.5℃，1月平均气温5.3℃，7月平均气温29.5℃，无霜期 280d。

矿区内人口稀少，多外出务工或外迁，经济以农业为主，林业为辅，无工矿企业，经济较为落后，未来矿山开采可提供就业岗位，对发展地方经济有益。

区内电力资源较丰富，10kV线路从黄獭嘴电网引进，官庄乡建有一座10kV变电站，供电情况良好，移动网络覆盖整个矿区，通信条件良好。

小横江金矿勘查区地处湘东北，位于新华夏系隆起带中段与北西向的萍乡—长沙大断裂带的复合部位，区内褶皱、断裂发育，岩浆活动较频繁，成矿地质条件优越，是湖南省十分重要的金、铜、钴等多金属成矿带之一。

2 工程地质分析

2.1 矿区工程地质条件

矿区地形属侵蚀剥蚀为主的低山地貌，斜坡坡度20～45°，局部可达50～65°，坡向多为南北向，地层走向北西，自然斜坡稳定性属基本稳定。

斜坡和沟谷中覆盖有0.5～10m厚残坡积层，并有天然混交林和人工竹林分布，覆盖率达80%以上，局部地段基岩裸露，悬崖多见，沟谷切割强烈。在地形坡度较大的地段，特别在工程建设人类活动的影响下，地质灾害危险性程度增大，有崩塌、泥石流发生的可能。

矿区地层在区域地质构造上倾向有倒转，属陡倾斜岩层，岩石属软弱的浅变质岩系，节理、裂隙发育，但富水性较弱，工程地质条件一般。

（1）工程地质岩组划分

根据矿区各类岩土的空间组合规律和工程地质特征，划分出两个工程地质岩组：

①松散岩组：第四系洪积物、残坡积物。主要分布于矿区溪沟、沟谷谷底及地表坡麓地带，呈松散—半固结状态，成份主要有碎石土、含砾砂土、粉黏土等。

②层状较软弱岩组：其岩性为绢云母粉砂质板岩、绢云母砂质板岩及硅化板岩，或构造破碎带、断层顶、底板泥化层，呈薄—中厚层状。

（2）矿区构造工程地质特征

矿区地质构造中等，断裂较发育，根据断裂面、节理面规模，产状以及岩体稳定性的影响，将本矿区结构面划分为四级，其地质特征如下：

①Ⅰ级结构面F1断裂分布于田氹—黄泥坡一带；F3断裂分布在东风—曾家排一带，断裂总体走向南北向，倾向东，倾角42～62°，破碎带宽7～12m，具压扭性特征，断面光滑，沿走向呈舒缓波状，硅化、黄铁矿化、绿泥石化明显。该断裂两侧地层为Pt2h，岩脉发育，为矿区的主要控矿断裂；

②Ⅱ级结构面为F2断裂分布在F3西侧150m处，断裂总体走向近南北向，倾向东，倾角 45～50°，破碎带宽 5～8m，长 400m。

③Ⅲ级结构面为F4断裂分布在矿区的南东角F3断裂东侧150m处，断裂走向南北向，倾向东，倾角50～70°，局部直立，长300m；F9断裂分布在F3和F4之，断裂走向南北向，倾向东，倾角50～70°，局部直立，长100m。

④Ⅳ级结构面即节理、片理、裂隙等。宽度一般0.5～20cm，它破坏岩体的稳定性和完整性，影响岩体力学性质和局部的稳定性。

（3）矿石及围岩的物理力学性质

本次工程地质调查，在民硐中，对矿区有代表性的矿石及围岩采取了岩石样，考虑到将来坑采方式，结合矿区实际情况，选择了相关试验项目，进行了物理力学性质的试验。测定的结果是：块体密度为2.66～2.83g/cm3；吸水率为0.15～0.24%；抗压强度为 15.3～35.6MPa，软化系数为 0.6～0.67；岩石内摩擦角45.8～49.5°；内聚力c值为1.08～2.05MPa。以上测试结果说明区内岩石均属较软弱岩石。

（4）矿体及顶、底板围岩的稳固性

①矿体岩石的稳固性：金矿体产于构造角砾和蚀变板岩中，大多分布在断层破碎带、接触带上，矿石大多很破碎。特别是在矿体厚度大，破碎程度较高地段，稳固性较差，局部有垮塌冒顶现象。

②矿体顶、底板围岩的稳固性：矿体顶底板围岩为浅变质绢云母粉砂质板岩及绢云母砂质板岩，薄-中厚层状，原生层面局部保持完整，矿体底板稳定性属一般。矿体顶板围岩因构造应力作用，碎裂结构较发育，风化作用发育，主要结构面为节理、裂隙、层面和断层，结构面结合程度一般，属较软弱岩类型，抗压、抗风化能力较低，岩体多属Ⅳ类，风化岩体稳定性差，易沿临空面向下垮塌。在未来巷采掘进中应加强安全管理，实施井巷支护。

（5）构造对岩、矿层稳固性的影响

矿区的Ⅰ、Ⅱ号等主要矿体，主要受NS向断裂控制，该断层倾向北东，倾角42～72°左右，多数破碎带宽度不大，一般只有1～8m，破碎带大多由碎块状、碎屑状岩石组成。经民硐节理裂隙调查，矿区主要发育有二组节理裂隙：a、走向 NW（270～300°∠65～89°），倾角较陡，节理面平直光滑，延伸0.5～1.0m，间距0.5～1.5m，少部分闭合，大部分被少量石英细脉充填；b、走向 NE（30～70°∠62～85°），倾角较陡，节理面平直光滑，大部分闭合，极个别为泥质或石英脉充填，坑道中一般无垮塌冒顶现象，局部出现冒顶，风化地段实施井巷支护。

2.2 工程地质评价

矿体大多处于当地侵蚀基准面以下，且顶底板都为良好的隔水层，因此地表水体不可能直接对开采工程造成不良影响。矿区地层岩性较单一，岩体稳固性一般。在局部破碎带矿体厚度大地段或破碎程度较高地段，风化剥蚀强烈影响岩体的稳定性，易发生工程地质问题。此外，局部构造带也影响岩体的稳定性。根据《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719－91），认定本矿区工程地质勘查类型属Ⅱ类二型，即属层状岩类工程地质条件中等的矿床。

3 环境地质分析

3.1 地震

据湖南省地震目录记载，历史上有记载的地震在株洲和醴陵地震共有八次，其中3级1次、3.5级3次、4.5级1次、震级不明3次。其破坏程度均在Ⅵ度以下，矿区基本地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，矿区建筑按Ⅵ度设防。

3.2 矿区地质环境及地质灾害评价

（1）矿区地质环境

矿区岩石较软，但厚度大、稳定性好，富水性弱，矿山疏干排水对地表影响不大，对岩体的工程地质性能影响不大。以前，当地居民采金，一般使用氰化法，而尾砂和废石到处堆放，下雨时尾砂废石被冲洗，有可能出现泥石流，尾砂中化学物品对人体有害，对地下水、地表水有一定的污染。特别是官庄水库位于矿区北西角边缘，属于水资源保护区，在今后开采时应注意废水的排放。

矿石中伴生矿物有毒砂矿物，对人体是一种有害元素。

矿段内主要为山地，植被较发育，地貌复杂程度中等，居民和稻田较少，无重要设施和建筑物，矿床开采技术条件较好，现状条件下地质环境问题少，危害小，地质环境条件为中等类型。

（2）矿区地质灾害

矿区地质灾害主要表现为泥石流、滑坡、崩塌等，目前矿区调查崩塌点4处，滑坡1处。崩塌多为开山修路和地形切割较深形成的70～80°的陡壁，因岩石碎裂和地表风化卸荷作用，形成岩崩，虽崩塌区附近无建（构）筑物，但对行车及过往行人，特别是矿山以后开发时的交通形成一定隐患。因岩石风化较强，山坡陡峻，可能出现滑坡、地面塌陷等地质灾害。

4 结语

综上所述，矿区以裂隙含水层充水为主，附近没有大的地表水体，水文地质条件简单。矿体及其围岩力学强度较差，稳定性一般，工程地质条件中等。矿区下游有官庄水库保护区，开采时，尾砂堆放、废水排放应有个遵循环境保护标准，环境地质条件中等。根据《固体矿产地质勘查规范总则》（GB/T13908），本矿区属以工程地质、环境地质问题为主，开采技术条件属II－4型复合问题的矿床。

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P618.31

A

1004-7344（2016）13-0190-02

2016-3-6

欧婧（1988-），女，助理工程师，本科，主要从事野外勘查及报告编写等工作。

罗长江（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事野外勘查及报告编写等工作。