江西省定南县某矿区工程地质条件评价

李身想，欧阳东波

（江西有色地质勘查一队，江西 鹰潭 335003）

1 矿区概况

燕潭萤石矿位于定南县岿美山镇西南直距约1公里处，勘查面积1.43Km2。勘查区为低山丘地貌，地形较陡，高差大，总体地貌北高南低植被茂密，水系总体流向由南西往北东，地形特点是沟谷发育，大多呈“V”形沟谷，切割较深，区内海拔最高805.7m，最低325m，相对高差480m，为构造侵蚀地形，地形条件较为复杂[1]。

2 矿区地质

①地层。矿区范围出露地层仅有第四系，主要沿沟谷洼地分布，岩性为亚粘土、亚砂土、少量砂砾等，厚度为0m～6.5m。②构造。矿区构造以断裂为主，断裂构造以NE向F1大断裂为主，规模较大，断裂性质为张扭性，该断裂纵贯整个勘查区，为矿区内主要的导矿及容矿构造。该断裂带长约5Km，断裂带内主要发育硅化构造角砾岩，呈碎裂角砾结构，块状构造，萤石矿即产于NE向F1断裂构造带中，倾向SE、倾角56-75°，连续性好，属硅化破碎带型。③岩浆岩。矿区岩浆岩主要出露晚侏罗世燕山期第二期第四次侵入花岗岩（γ5b（4））、早白垩世流纹斑岩（λπ）。其中晚侏罗世花岗岩（γ5b（4））为燕山期第二期第四次侵入花岗岩，主要分布在矿区的南东部，约占矿区面积的19.40%，为中粒黑云母花岗岩，呈浅灰色，风化后略带黄褐色，中粒花岗结构，块状构造。早白垩世流纹斑岩（γπ）为燕山期侵入火山碎屑岩，主要分布在矿区的北西部，约占矿区面积的68.68%，呈NNE-SSW向分布，深灰色，斑状结构，块状构造[2]。

3 矿区工程地质特征

（1）风化层工程地质特征。矿区强风化带深度为2.94m～6.75m，中-微弱风化带为5.92m～39.44m，最深可达45.24m。强风化的岩石节理密集，稳固性差，结构较松散，属于碎裂-散体结构。中-微风化带内裂隙使岩体完整性遭受破坏，中风化带内整体岩石的稳固性减弱，部分较破碎，微风化带内局部稳固性减弱，岩体力学强度降低不显著，岩芯较完整。风化带中结构面多被铁锰质氧化物充填，结构面为IV、V级。强风化带工程地质条件总体较差，中-微风化工程地质条件总体中等，因此风化带易发生采坑坡顶岩石崩塌、掉块，是矿床浅表开采的主要不利因素。

（2）结构面特征。矿区工程地质测绘结合构造的结构面特征、规模、产状、分布等主要有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级结构面。Ⅱ级结构面，为NE向F1断裂构造，长5Km，矿区东部硅化破碎带走向北东，倾角48～61°，向西变陡。F1对矿区井巷的稳定性影响较大，是影响未来采坑系统稳定性的主要因素。Ⅲ级结构面为断裂构造破碎带和侵入岩构造破碎带与上下岩层间的接触面，多数呈中高角度产出，结构面形状为较平直的，表面部份高岭土化，影响岩体局部稳定性。Ⅳ级结构面为节理裂隙，部份节理有粘土（高岭土化）为主充填、次为碳酸岩脉等充填，闭合程度大多较好，主要破坏岩体完整，影响岩体的力学强度。

（3）工程地质岩组。工程地质测绘结合岩体工程地质特征，可分为三个工程地质岩组：①松散～软弱岩类工程地质岩组：主要由强风化带及第四系残坡积层组成。其结构松散且固结程度低，具显著的压缩性，工程地质条件差。另F1断层及其影响区内的也属该岩组，主要表现为一系列蚀变破碎带，使岩石物理力学性质降低，稳固性降低，对坑道稳定性影响大，对矿床开采不利，是易发生矿山工程地质问题的主要地段。②半坚硬工程地质岩组：主要为浅部岩性为中-微风化蚀变的相对较硬风化硬质岩等，饱和单轴抗压强度大于30Mpa，属半坚硬岩层。

岩体质量较差-中等，稳固性相对偏差，局部易产生坍塌、掉块、滑移等不良工程地质现象。中-微风化带整体岩石力学强度降低，工程地质条件中等，对坑道稳定性有一定影响。③坚硬工程地质岩组：岩性为新鲜坚硬的流纹斑岩和中粗粒二云母花岗岩。在饱和单轴抗压强度≥60MPa，岩层稳固性较好-好，一般不易产生不良工程地质问题。裂隙较发育段，岩体质量中等-较好，稳固性中等-较好。岩体结构类型为块状结构为主，工程地质条件总体较好。但局部受断裂、裂隙发育密集带影响可能会产生坍塌、掉块等不良工程地质现象。

4 工程地质条件评价

4.1 岩矿体质量评价

表1 岩矿体质量分析

（1）岩石物理力学性质。流纹斑岩饱和单轴抗压强度为39.60Mpa～41.37Mpa，属半坚硬岩，软化系数0.77～0.78，属不易软化岩石，RQD值为55%；花岗岩饱和单轴抗压强度为59.89Mpa～61.15Mpa，属半坚硬-坚硬岩，软化系数0.84，属不易软化岩石，天然抗拉强度6.84Mpa～7.16Mpa，RQD值为53%；矿体饱和单轴抗压强度为38.86Mpa，属半坚硬岩石软化系数0.79，属不易软化岩石，天然抗拉强度6.84Mpa，RQD值为53%；按饱和单轴抗压强度R划分，矿区岩石属半坚硬岩为主、少数属坚硬岩和软弱岩。按照软化系数划分，矿区以不易软化岩石为主。

（2）岩体质量分级。利用矿区等钻孔岩石物理力学试验成果,岩体质量指标M法对矿体及其顶底板岩石进行半定量评价。选择计算公式如下：M=RQD×Rc/300；其中：M——岩体质量指标；Rc——岩块饱和轴向抗压强度；

通过上表计算结果可以看出，矿化带及流纹斑岩岩石质量差，岩体中等完整，花岗岩岩石质量差-中等，岩体中等完整。

4.2 井巷围岩稳定性评价

矿区岩石属半坚硬岩为主，属较难软化的岩石，抗风化能力较好，岩矿石岩石质量中等的，岩体中等完整，矿体顶底板岩石整体稳固性较好，局部顶底板蚀变强烈，稳定性较差，开采时需加强支护。在破碎带及裂隙密集带处，稳固性变差，易造成掉块、坍塌等不良工程地质现象。

5 结论

矿区围岩由半坚硬岩为主，岩石力学强度中等、稳定性总体较好，属工程地质条件中等的矿床，基本适宜地下坑采。浅部开采时要注意围岩的风化带情况，深部开采时要注意围岩构造和矿脉蚀变破碎带来的影响。