浅析某矿床地质环境对矿区开采的影响

韩 建

（中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁 抚顺 113321）

1 地质概况

（1）地层。工作区出露地层主要为太古宙清原群某组，自下而上发育有厚层角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、石榴直闪片麻岩、厚层角闪斜长片麻岩、“薄层互层带”，构成一套比较完整的基性～中酸性～基性火山岩沉积旋回。

（2）构造。区内之褶皱构造主要为倾竖-侧伏褶皱构造。矿床产于某同倾向斜构造核部，受倾竖-侧伏向形构造和北东东向断裂带与层间裂隙控制。两翼由厚层角闪斜长片麻岩组成，核部被“薄层互层带”占据。其北翼岩层走向近北东，倾向南东，倾角70-85°；南翼岩层走向近东西，倾向南，倾角约70°。向斜轴向地表近直立，深部转为北东东向，向南东侧伏，轴面南倾，倾角80°左右。

2 矿床特征

（1）矿体赋矿层位。某铜（锌）矿床多产出于某组上部薄层互层带中。该套岩石以角闪质和黑云质片麻岩为主，互层重复出现。铜锌矿体与地层产状基本一致，彼此呈整合产出，层控特征明显，但局部矿段也可见矿脉切层产出的现象。某矿床严格受这一层位控制，与矿体直接接触的围岩，可以是“薄层互层带”中的矽线石黑云石英片麻岩，也可以是黑云母或角闪斜长片麻岩。

（2）控矿条件。某铜锌矿床成矿受地层层位及构造岩浆活动双重控制。某铜锌矿床属于太古宙火山岛弧环境下海底火山喷发块状硫化物型矿床，成矿物质主要来源于太古宙早期海底火山喷发活动，并在成岩过程中与各类火山物质及其它陆源碎屑物共同沉积形成铜锌矿床的初始矿源层。

3 水文地质条件

3.1 地下水类型

某地区地下水类型主要为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水。第四纪含水层主要分布在选厂沟，曲家小堡沟，养蜂沟和团山东沟沟谷地带。

地下水位埋藏深度为0.1-2.0m，含水层主要为砾石层和粗砂砾石层，厚度3-10m，透水性良好，流量经泉、水井以及钻孔测定为0.1-2.0L/S。水化学类型属重碳酸盐，硫酸盐-钙镁水和重碳酸盐、硫酸盐-镁钙水，PH值为5.8-6.3。

裂隙水是本区分布最广的地下水，按其水力牲可分裂隙潜水及裂隙脉状水。裂隙潜水主要是埋藏于角闪斜长片麻岩、黑云母片麻岩、矽线石黑云母石英片麻岩、闪云片麻岩、辉绿岩和花岗岩和花岗片麻岩的风化裂隙和构造裂隙中。地下水由于深部坑道开采的影响破坏了地下水原来的分布状态，位于坑道附近的钻孔，水位普遍下降。

根据坑道揭露的岩层来看，裂隙不发育，主要以密闭剪切裂隙为主，（花岗片麻岩除外）岩层裂隙发育程度基本一致，裂隙率均为0.002-0.008之间。通过抽水了解，岩层涌水量为0.0003-0.077L/S。渗透系数为0.00004-0.0002m/d，属极弱含水体，可视为隔水层。裂隙脉状水（局部承压），主要是赋存在比较密集的剪切裂隙带中，是矿坑水的主要来源。地下水补给主要来自大气降水，沿构造裂隙由地表向下渗透，由于矿体及围岩节理裂隙发育程度较差，基岩裂隙间彼此联通性差，地下径流条件较差，排泄主要靠地表蒸发及泉形式排泄。

3.2 开采前后水文地质条件变化

某矿区经过50余年的开采，未采矿体主要分布在-407—1100m标高，矿体露头标高为410m，当地侵触基准面为240m，多数矿体处在当地侵蚀基准面以下。

矿山采用竖井开拓方式，采矿方法采用留矿法、充填法、小中段崩落法。矿体围岩以矽线石黑云母石英片麻岩为主，其次为黑云母片麻岩和角闪石片麻岩。岩层片理及产状在调查区内基本一致，走向北东70度，倾向南东，倾角60度-70度。矿体上下盘围岩稳固，节理裂隙不发育，起到稳定隔水层作用，坑道内基本无渗水。某竖井已下掘至-927m，在掘进中没有专门排水，有少量水随矿石一起装运到井外，仅在190m标高处遇到一个断层有水出现（1962年），水量据竖井队观测涌水量为17.33m3/d，目前该段竖井已用混凝土加固，仅在雨季有少量水渗出。其他部分竖井无渗水。

3.3 矿床充水的影响因素

（1）构造断裂对矿床充水的影响

总的看来本区断裂构造并不发育，在矿床范围内仅有四条主要断层F5-1，F5-2，F5-3，F8。其中F5-1，F5-2，F5-3在坑道内为弱滴水。F8断层在初期为强滴水，现基本无滴水。

由于断裂为剪切裂隙，断距较小，透水性很弱。经调查和访问得知，在当地侵蚀基准面以上，已开采的所有中段从未发生较大涌水，只是滴水。雨季滴水多一些，冬季显著减少。由此可见，构造裂隙水的补给来源，主要是大气降水，通过基岩裂隙、构造裂隙补给，呈滴水现象渗入坑道。

（2）地表水与地下水的联系及对未来矿坑的影响。区域主要河流为浑河，距矿区4km，属辽河水系之主要支流。由于距矿区较远，尚未发现有构造相联，故不详述。由于地表坡度较大、基岩裂隙不发育，裂隙率仅在0.002---0.008之间。

3.4 矿山开采过程中存在主要水文地质问题

按普通水质分析资料，某矿区地下水PH值为4.2---8.25,SO4为7.212---605.80mg/L，碳酸盐含量为24.407---115.934mg/L。本区部分水样是有一定的侵蚀性。当SO4的含量为250---800毫克/升时为弱侵蚀的水，而SO4含量大于800毫克/升时为侵蚀性水。PH值越小破坏作用越大，当PH值大于6.5时侵蚀性实际上是很微小的。

3.5 矿山供水现状

某矿区地下水符合生活饮用水标准,矿井生产用水90%以上为地表输送到井下，经简单水文观测平均每昼夜水量1350m3。某矿业有限公司通过技术改造，将废水集中在-587m中段、-347m中段两个降压供水池，红坑口井下所有废水均实现坑内循环，用于生产凿岩、降尘等用途，无污水排出坑口。

4 工程地质条件

（1）工程地质条件现状评价。某矿床经过50余年井下开采，上部中段已经结束采矿工作，现阶段采场主要集中在-467m中段、-527m中段、-587m中段、-647m中段、-707m中段、-767m中段、-827m中段，矿体围岩以黑云母片麻岩及矽线石黑云母片麻岩为主，经过对矿体围岩进行抗压强度测试（见表1），从测试结果来看，一般都在1000kg/cm2以上，垂直抗压强度大于水平抗压强度。岩石抗压强度较高，对采矿和掘进工作都是有利的。

（2）工程地质条件预测评价。通过某矿业有限公司地质专业人员的多年观测，矿体与围岩的裂隙不甚发育，只有在晚期岩浆岩穿插矿体时才会产生较大裂隙，可能导致产生落盘和滑帮，对采掘工作和坑道掘进工作产生影响。应在今后的生产中予以足够的重视。

5 环境地质条件

（1）矿区环境地质现状评价。某矿区地表矿体标高为410m，未采矿体主要分布在-407—1100m标高，均位于当地侵触基准面为（240m）以下，但矿区内无较大河流，地表水体不发育，地形坡度不大，地表植被发育，围岩工程地质条件较好，矿区在开采过程中未受洪水、流石流、滑坡等自然灾害影响。

本区抗震强度为7°区，近百年来未发生过灾害性地震。1975年海城大地震主震波和余震波曾波及本区，但只是发生轻微摇动而已，无人员伤亡，无建筑物损坏，无倒石堆，无山体滑坡，也无阶地等新构造运动迹象。

（2）矿区环境地质预测评价。某矿床经过多年开采，现已进入深部-超深部开采阶段，矿体顶、底板岩层稳固，开采过程中采用井下废石破碎充填，减少了废石排放占用土地资源，有效避免了开采过程中造成地面沉降及尾矿、废石堆放影响自然生态环境现象，随着开采深度加大，在未来开采过程中可能会引发区域地下水位下降，地面沉降、矿震、岩爆等灾害，应积极采取措施，防止出现地质灾害。

6 结束语

某矿床在开采过程中未发生突水涌水事故，矿区含水层富水性弱，附近无较大地表水体补给，水文地质条件简单；矿体与围岩稳定性较好，岩石节理裂隙不发育，力学强度高，属工程地质条件简单区；矿产在生产过程中采用地下开采方式，利用坑内水自循环及废石破碎充填技术，对周围矿山地质环境破坏影响程度较小。综上所述，某矿床属开采技术条件简单类型（Ⅰ）。