丹江口市习家店钒矿床开采技术条件分析

方 瑜，郝心宇，胡 艺

（1.中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，湖北 武汉 430000；2.湖北省地质局第二地质大队，湖北 恩施 445000）

1 水文地质条件

矿区属低山-丘陵区地形地貌。该区地势西高东低、北高南低，沟壑重叠，坡度较陡。矿区及附近水系属汉水，有多个沟谷从北向南伸入丹江口水库，沟中一般雨季有流水。

矿区内分布的地层含水层情况叙述如下：

（1）震旦系白云岩裂隙水含水层：岩性为灰白色中厚层粉晶白云岩、条带状串珠状藻白云岩及粉晶白云岩夹微晶白云岩组成。该层部分为矿层间接顶、底板。节理裂隙极为发育，该层泉水最大涌水量4.026升/秒，为主要裂隙含水层，富水性中等[1]。

（2）寒武系杨家堡组含矿层及硅质岩裂隙水含水层：岩性为薄层硅质岩与泥质粉砂质板岩互层、薄-中厚层硅质岩组成。为本矿区钒矿体赋存层位。同层为矿层直接顶、底板。该层裂隙不发育，岩石破碎，为弱裂隙含水层。

（3）寒武系庄子沟组硅质板岩、含炭粉砂质板岩隔水层：由薄层泥质板岩，泥质页岩组成，上部夹微晶灰岩、粉砂岩透镜体，下部偶夹微薄层硅质岩或硅质泥质板岩。表层风化带裂隙极发育，向深部岩心完整。裂隙不发育，可视为相对隔水层。

（4）寒武系冯家凹组深灰色中厚层微晶灰岩弱裂隙水含水层：上部为深灰色中厚层微晶灰岩，中部为薄-中层含泥质条带微晶灰岩，灰色薄层微晶灰岩夹碳质、钙质页岩，下部为中厚-厚层含泥质条带微晶灰岩。部分为矿层间接顶、底板。节理裂隙不发育。

矿区断裂构造发育，以张性为主、压扭性次之。断层破碎带宽度一般3m～5m，破碎带内的断层角砾岩一般呈糜棱岩出现；断层面一般清晰，平直光滑。其富水性和透水性弱。对矿层影响甚微。

矿区内地下水的补给来源主要靠大气降水补给，主要由沿节理裂隙渗入补给，地下水类型主要是裂隙水。大气降水多数以地表径流形式排泄，矿区南部丹江口水库为地下水排泄场所。本地温湿多雨，降水丰富，从而为地下水提供了充足的补给来源。矿区地形有利于自然排水，大气降水一部分形成地表径流，并能迅速排泄到矿区东部及南部的沟谷中[1]。

矿区内除东部炭沟河外无其它地表水体。炭沟河是本地村民唯一生活、生产用水源地，也可作为未来矿山生产、生活供水水源地之一，在其上游目前未发现有害化工厂等污染源，但在今后使用时应加强对供水水源地水质的检测。

2 工程地质条件

矿区内矿层及顶、底板围岩大致可划分为薄-中厚层结构以及散体结构三种，工程地质性质与特征如下：

（1）震旦系白云岩：岩石以中厚层白云岩为主，抗压强度为161.1Mpa～212.3Mpa，应属坚硬岩石，局部地表节理裂隙发育、岩石破碎，但属间接顶、底板，对边坡影响很小[2]。

（2）寒武系杨家堡组含矿层及硅质岩：由薄层硅质岩与泥质粉砂质板岩互层、薄-中厚层硅质岩组成，该层裂隙不发育，岩石破碎，岩石物理力学性质整体不好，岩石强度应属半坚硬岩石，但属直接顶、底板，对边坡有一定的影响。

（3）寒武系庄子沟组硅质板岩含炭粉砂质板岩：表层风化带裂隙极发育，向深部岩心完整，裂隙不发育，岩石破碎，岩石物理力学性质整体不好，岩石强度应属半坚硬岩石，但属直接顶、底板，对边坡有一定的影响。

（4）寒武系冯家凹组深灰色中厚层微晶灰岩：岩石破碎，岩石物理力学性质整体不好，应属半坚硬岩石-软弱岩石，但属直接顶、底板，对边坡有一定的影响。

影响边坡稳定性的主要因素叙述如下：

（1）节理裂隙：通过对地表节理裂隙观察统计，矿区节理裂隙较发育，地表岩石常破碎呈直径小于5厘米的碎块，裂隙主要有①180°～220°∠60°～74°、②125°～145°∠45°～67°、③270°～285°∠7°4～90°、④10°～25°∠34°～52°等，裂隙面多平直、光滑，延长一般几米至几十米，间距3cm～10cm，沿裂隙面常有位移发生；含矿层中层间滑动常沿①组节理裂隙产生，F3、F4、F5三条断层走向均与该组裂隙一致[1]。

（2）层面：矿区各含矿层顶、底岩石层面间距一般较大、多在0.1m～0.3m，构成含矿层及矿体的岩石层面间距较小，一般1cm～3cm，岩（矿）层产状较陡，有弱变质，层间结合力相对较好[1]。

（3）断层：矿区断裂构造发育，各断层均不同程度切割了矿体，对未来矿山开采均有一定影响。

3 环境地质条件分析

矿区大地构造位置处于南秦岭印支冒地槽褶皱带金鸡岭复向斜庙川褶皱束东段次级褶皱姚家垭倒转向斜西段的核部[3]。矿区内向斜核部由寒武系冯家凹组构成，两翼分别为寒武系庄子沟组、杨家堡组及震旦系灯影组。从该向斜在矿区出露的总体情况来看，是一个西部倒转、东部正常的斜歪向斜；且核部地层出露东部宽、向西逐渐变窄，说明向斜有向东倾伏、向西逐渐仰起的趋势。岩体完整性较好，山体稳定性良好。

区内植被不甚发育，局部分布少量松树林，其余地段以灌木为主。矿区西部及东部均为切割较深的冲沟，两岸多形成数十米深的峭壁。矿区西部及南部的局部陡崖附近，有小型零星危石崩落及坍塌，危害性较小。总体而言，矿区现状条件下地质环境良好。

4 结论

矿区内主要矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，矿床水文地质条件中等；矿体围岩单一，力学强度部分高，结构面不发育，稳定性差，矿区工程地质条件中等；矿山开采可能引起水土流失、崩陷、滑坡、泥石流等自然地质灾害，产生的废石（土）、粉尘、废气及爆破震动等，对矿山及其附近的生态环境有一定影响，矿区环境地质质量中等。

因此，矿床开采技术条件为以水文地质工程地质环境地质复合问题的矿床（Ⅱ-4）类型[1]。