基于矿床开采工艺的条件分析

贺文超

摘要：研究矿床时需要考虑很多因素，其中一个重要方面是矿床开采工艺条件。矿床开采工艺条件决定矿床开采时所采取的方法以及工艺保护手段的自然因素。基于西藏谢通门雄村铜矿作为案例分析，该铜矿矿床的工程以及水文地质条件简单，便于实施露采，其地质环境的条件利于采取开发工程。由于铜矿的开发工程区域离地震活跃地带的距离超过五十公里，并且该地区的地震级别低，故地震对铜矿工程地带的影响很小。综上研究，将采取该铜矿作为研究内容的模型进行矿床开采工艺的条件分析。

关键词：开采技术条件；西藏；矿床

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.15.090

通过对西藏谢通门雄村铜矿的矿床构造进行了深入研究，发现其矿床为斑岩型铜金矿床，且其矿体的水平剖面图属于透镜体，矿体的深部存在着轻微不对称形态的部分矿体。该铜矿处于原生状态下时，属于由放射状石英晶体的石英岩和金属硫化物矿物质形成的矿体，随着次生氧的一系列作用，导致矿体分化为四个不同的矿体地带。它们相辅相成，如今已是蕴藏着大量的矿物资源。

為了迎合西部大开发的整体步伐，我们需努力地将矿物资源转变成推动社会发展的经济力量，故采取了对矿床工艺的条件研究和整理。

1矿区水文地质条件

1.1影响调查区水文地质的条件因素

该铜矿位于雅鲁藏布江大峡谷北面，那东曲西面，因此无法形成一个较好的水文地质完整地带。而勘察队所调查的地带属于一处较完善的水文地质区域。它的主要部分是由常年火山喷口处的岩浆形成而来。

1.1.1地形地貌

铜矿矿体藏于雅鲁藏布江峡谷北面，矿体最高高度为4500米，最低点为3900米，勘测区的南面为海报较低的河谷，北面则是一望无际的高山。

1.1.2气象

铜矿矿区一年的平均气温保持在5.7度左右，且一年内气温变化幅度小，但昼夜温差大。整个藏区的7月至9月为雨季，其降雨量达到每年降雨量总和的9/10。12月至3月为冰雪天气，降雪量大，降雨量小，气温持续在1度左右。

1.1.3地表水

雅鲁藏布江大峡谷水流从南至北，而矿区离大峡谷距离只有大概5公里。北沟和南沟是属于矿区种唯一两条随四季变化的小溪沟。我们将大部分的勘测地带定于北沟附近，南沟与北沟的含水总面积大约1km2。由2005年的勘测数据显示，径流的变化幅度增大，同样表现出增长趋势的有同期流量和南沟的比降。2005年11月中旬至2006年4月下旬，南北沟的总流量变化趋势骤减。由于降水量大部分是用来填充地下水的容量，但是在此期间矿区降雨量极少，导致整个矿区在这个季节缺少水源的补给。

1.2地下水类型及富水特征

1.2.1松散堆积层孔隙水

在所能勘测的范围内，我们发现松散堆积物的分布覆盖面积小，堆积物的组成成分也带有松散特点，故堆积物的通水性强。随着矿区的雨季来临，降水量增加，地表水含量也随着增长，此时堆积层富水性强。

1.2.2岩浆岩裂隙水

裂隙水无法在空间进行持续性的延伸，它的形状普遍为岩墙形态。随着裂隙的缓慢增长，其部分成分含有较强的富水性，而隔水体的职责则交给巨型的闪长岩类。含水岩的化学式形成简便，水质中的偏酸性离子含量低，故大多数为碱性水。

1.3地下水变化

地下水的动态变化趋势与当地降水量成线性关系，尤其是第四系泉水的动态变化特征，它与当地降水量的线性关系显著突出。

1.4地下水的补给、径流与排泄

勘测地带的地下水补充来源最主要来源便是当地降水量，而溪水只能充当一小部分的补给角色。降水量与溪水都属于地表水。矿区中水文地质最显著的一项特征就是地表水与地下水相辅相成，互相分担各自的职能，其交替效果良好。由于该矿区的6月-9月降水量远小于地面的蒸发量，造成这一现象的主要原因是雅鲁藏布江大峡谷的每年蒸发量极其巨大，因此没有可靠的数据来说明该矿区地下水的补给与排泄呈现何种变化趋势。

矿区的裂隙和地质结构影响着地下水的径流。勘测地带的地下水主要位于矿区的背后方，并且大部分地下水有着从西面流向至东面的径流迹象，而一小部分则是以它通常以冒泉的方式从地下溢出地表。

1.5水文地质类型

勘测小组在矿区附近没有发现较大面积的地表水体，而矿区目前存在的水体含水层缺乏多样性，其富水性也较弱，矿床缺乏水源，矿体地板隔水性能较好。该矿床的水文地质类型属于干旱区裂隙充水矿床类。

2矿区工程地质条件

2.1地质结构面及其特征

在该矿区中存在表生结构面，强烈的风化腐蚀和裂隙经过常年时间形成了一处超厚度的风化带。探测发现其南北面稍显崎岖，而其东北与东南面表现为迂缓貌表。导致这些现象的原因主要是下覆岩层产状决定其表面产状而形成的。后期岩脉的常年腐蚀造成了岩层结构面的形成，根据该铜矿矿区的地质条件分析，尽管该结构面的形成过程较为单一，但是地下水被进行钻孔时便有了显著的优势，这就是岩层结构面的优点。通过一系列的探测分析，认为在该区域已经形成了断裂结构面，断裂结构面导水性能良好，并能提供通道便于地下水的传输。

2.2岩体稳定性及其结构

岩体稳定性分为四个方面，依次为：断裂、冻土、垮塌以及冲沟泥石流。

（1）断裂：当拔除采场中所存在的所有逆断层时，断裂便将会朝着采场方向倾斜，且其倾斜角度大于边坡角，故不会造成大片滑移。

（2）冻土：矿区每年的冰冻期长达5个月，在此期间，矿区处于高寒气候带，同时冻土层也将会在地表面形成。每年处于冰冻期间的冻土层表面会覆盖一层半米高左右的飘雪，而随着次年的四月来临，冻土层上的积雪将开始融化。由于矿区昼夜温差大，导致矿区的冻土层常常白天解冻，晚上又冰冻。伴随着气温的上升，冻土层上的积雪融化成水侵入冻土层使其变软，并且积雪融化成的水会逆向流动，这也使得冻土层的含水量增加，而造成的这种现象的原因就是地形起伏不一。而随着冰水继续逆向流动，将会造成冻土形状为塑流体，如果在陡坡区发生小规模的冻土松动甚至泥石流，那么很有可能会造成人员伤亡等不必要的损失，因此在进行采矿时需做好相应的保护手段。

（3）垮塌：在矿区分水岭的开采边境进行开采时，可能会造成临空面，再加上炸药后余力引发的松散效应，将使得部分岩体因失去稳定性而造成垮塌。

（4）冲沟泥石流：前一小节已经提到，该矿区有南沟和北沟。尽管这两条溪沟经常性不稳定的正常流动，但是它们流经整个勘测地带。冲沟泥石流发生的可能性极小，只有在降雨量巨大的雨季，某小部分的陡坡因失去稳定而发生微型泥石流。

2.3工程地质类型

根据室外长期就地勘测数据和室内试验研究的结果综合表明，本矿区中地质构造相对单一，含矿地层岩性复杂结构体表现比较平稳，并且结果说明了岩溶不发育，其整体的地形地貌条件相对简便，岩层形状主要为中厚层状，稳定性好，避免了矿区发生劣质工程地质的情况。初步认为该矿区工程地质类型为中等型。

3矿区地质环境条件

3.1地形地貌

该矿区整体地势南低北高，地处雅鲁藏布江峡谷北侧，属于西藏高原中部地带。由于矿区离雅鲁藏布江峡谷很近，常年受到江水的冲刷，使得矿区的地形地貌呈现一种谷梁相间的格局，同时受到雅鲁藏布江峡谷水系统以及地质结构的影响。根据历年勘测数据显示，由于矿区地壳的相对快速的凸起，导致山体常年受到侵蚀以及剥蚀的影响，并且其腐蚀山体后的产物堆积在谷底中，经过常年的风化形成了如今的高原地貌景观，其河谷走向和主体结构走向基本一致。

3.2地震影响

地震实属自然灾害中的元首，其主要的特点是破坏力极强且发生过程极其迅速，一旦某个地区遭受了地震的影响，则该区域的地面很大可能出现裂缝甚至断层，如果发生震级较高的地震时，甚至会导致该区域的局部地形发生变化，可能向上凸起或者下沉。

通过对该矿区多年统计的相关地震数据进行详细的分析，发现该地大部分的地震发生时间处在1930年-1950年间，且多次同地反复发生轻微地震。由于常年发生的地震较轻微，而地震发生地带距离该矿区勘测地带较远，因此对勘测地带的影响很小。其实藏区内大部分区域的地壳运动方向与青藏高原整体的运动方向相同，只是不同的地区发生的差异性各自不一，并且在缓慢运动过程中将会通过各种释放方式将地应力排放出去，例如长期缓慢性方式。因为地壳位于稳定区内，故其地质的构造不会导致强烈地震的发生。尽管几年来矿区内没有发生大型的地震，但是矿区周边地区产生的地震余力也会对勘测地带制造不乐观的影响。

3.3环境污染

在对矿区进行勘测前，该区域仅仅存在一些农村放牧的社会活动，几乎没有现代化人类经济活动的出现，因此对良好的环境进行了高强度的保护。而随着勘测队的到来，对其区域进行相关专业性的开采活动，该区域的现代经济式工程活动明显提高，但是勘测小组所进行的所有勘测工作都是严格遵循国际环保法中的惯例以及西藏自治区环境保护部门的要求，勘测工作导致的工业废品以及人类活动产生的生活垃圾都必须集中运送至周边城市进行垃圾处理，因此对矿区开展勘测工作不会造成当地的工业品废物污染。并且，通过对矿区勘测，发现矿区内岩矿石不会引发异常的放射性活动，不会形成难以处理的放射性污染。

3.4矿区环境地质类型

矿区地形地貌属于中等偏上的复杂类型，近几年，矿区内未产生地震，可认为该区域属于地壳基本稳定区，虽然周边曾发生过轻微地震，但对矿区内部影响甚小，因此可以忽略不计。而发生在矿区内的自然型地质灾害却有很多，例如泥石流以及滑坡，这对矿区的勘测工作造成了一定的干扰。综上分析，可认定矿区环境地质类型属于中等类型。

4结论

该铜矿矿区属于冈底斯铜矿地带勘测程度较高的矿体，其内部具有一定特点的水文地质单元。矿区周边没有较大面积的地表水体，矿区内含水层表现为单一性，富水性能稍差，以矿体底板岩石作为隔水体，效果显著，矿体常年缺乏水源的补充，该矿床的水文地质类型属于干旱区裂隙充水矿床类。

该矿区内部没有发生地震，虽然周边曾产生地震，但距离矿区远，且震感弱，故可认定该矿区属地殼基本稳定区，其内部的地质组成部分不会引发地震，矿区内产生的主要自然型地质灾害有滑坡和泥石流。这些问题必须要在以后的开采工作中加以注意，并要采取有效的保护手段避免发生人员伤亡。

参考文献

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