APP下载

江西省峡江县安山坑头矿区瓷土矿勘查及找矿技术

2020-12-09郑家贵

中国金属通报 2020年20期
关键词:岩组矿坑风化

郑家贵

(江西省地质矿产勘查开发局九一五地质大队,江西 南昌 330002)

本矿区水文地质、工程地质条件中等,地层层间、裂隙间含水微弱,目前未见明显断裂与矿区沟通,在今后的勘查、生产工作中需要注意及进一步研究。

1 矿区地质

1.1 地层

矿区内仅见第四系联圩组地层(Qh1-2l),分布范围大约为矿区总面积的35%,主要分布于矿区西部,南部呈面状分布,在矿区中部沟谷中亦有分布,呈狭长条带状。成分主要为粉质粘土、亚砂土、砂砾石,厚0.1m ~6m。

1.2 构造

在坑头水库南面400m 处见一裸露剖面,揭露出岩石基岩,经测量节理主要有2 组,一组产状86°~105°∠25°~34°,节理面凹凸不平,有泥质充填,少数有水渗出,间距1.8m ~2.5m不等。另一组产状285°∠68°,节理面平直,间距2.8m。

1.3 风化作用

据区内花岗岩岩体的风化程度及其产物在风化剖面不同深度显示出的差异,在垂直方向由下而上可划分为母岩带、弱风化带和强风化带。强风化带包括上部的染色带和其下的浅色带。各带之间是渐变的,,无清晰界面。弱风化带是花岗岩风化初期阶段的产物,风化不彻底,仍残留母岩的长石和白云母等原生矿物。风化带深度受地形因素具有一定影响,在矿区切割较深地势较陡的南西部风化深度最深,一般11.80m ~17.52m,最深处达21.30m;北东部地势较高,但地势相对南西较为平坦,矿体厚度一般11.30m ~16.10m,最厚19.10m;矿区西部地势相对较低,地势较为平坦,风化层厚度2.40m ~12.20m,最厚13.10m。因此得出,矿区总体是南东地势切割较深,地形较陡的地段风化层厚度最大,北东部地势较高但,但切割较小,厚度次之,西部地势较低,地势较平坦风化层厚度相对最小;母岩中长石几乎完全转变为瓷土矿,白云母水化为水白云母或具云母假象的高岭石,高岭矿物数量超过水白云母。

2 成瓷试验

2.1 技术要求和试验方法

①坯体应具有较高的生坯强度和干坯强度,以减少破损率;②坯体的干燥收缩、烧成收缩应尽量小,避免开裂、变形和尺寸不一;③坯体灼减量小,以减少黑芯、起泡和针孔;④坯体具有良好导热性能,坯体也不应太厚,以免因温度而变形、开裂;⑤坯料颗粒尽量细,游离石英要小而少,以免因石英晶形转变而炸坯;⑥尽量增强坯釉结合力,减少后期龟裂等。

2.2 坯用原料的选择

坯用原料主要有:峡江县安山坑头矿区瓷土矿样、宜丰瓷石、高安瓷土、烧滑石和膨润土等。

2.3 试验工艺流程

配料→球磨→喷雾干燥→粉料→储备→成型→快速干燥→施釉→丝网印花→干燥→烧成→检验→包装→入库。

3 矿床开采技术条件

3.1 水文地质

3.1.1 地形地貌特征

区域地形地貌以丘陵岗地为主,总体地势北西高、南东低,海拔标高一般150m ~60m,方圆50km2范围内最高峰为大园峰,海拔高程为206.4m。矿区属丘陵岗地地貌,以岗地为主,地形标高65m ~105m,地形自然坡度20°~35°。最高点位于矿区北东角D137 号地质点附近,标高为105.00m,整体地势北高南低。山顶呈宽肩状,沟谷呈“U”型。

3.1.2 矿区水文地质条件

(1)第四系孔隙水。主要分布于矿区西部、南部以及矿区中部沟谷全新统冲积层之中,第四系空隙及储水空间较小,空隙相对闭合,含水性及透水性弱,水位埋深0.1m ~5m,标高64.57m ~81m,单井涌水量平均35.97m3/d,富水性贫乏。

(2)基岩裂隙水。基岩裂隙水主要分布于矿区中部、北部以及北东部,基岩裂隙水含水层为细中粒黑云母花岗岩。岩石裂隙宽度小,一般0.1mm,大者5mm,储水空间小,基本为闭合裂隙,含水性和透水性均弱,地下水位埋深1.43m ~16.0m,单井涌水量80m3/d ~620m3/d,富水性贫乏[1]。

3.2 矿坑涌水量预测

3.2.1 矿床充水因素

大气降水是矿区主要充水因数。矿区为露天开采,大气降水通过两种形式进入矿坑:一种直接降落入矿坑中;另一种渗入矿坑周边地层后再渗入矿坑中。矿区无导水断裂,地表水充水主要为水库和溪流两种。由于矿区最低标高64.57m,多数瓷土矿体位于最低标高以上,在开采开发过程中,可自然排泄,不会形成矿坑充水。对于开采开发低于64.57m 标高的[2],矿区中部的溪流和水库,可先采用溪流改道、人工排干水库。底板基岩为细中粒黑云母花岗岩,岩石呈块状构造,节理、裂隙不发育,含水性贫乏,进入矿坑水量很小,可忽略不计。矿区中部的Ⅲ、Ⅵ号无名水库和Ⅴ号狗毛坑水库,其库容量均较小,可采用人工排水疏干,不会造成矿坑充水;矿区周边的Ⅰ号坑头水库、Ⅳ号空山水库、Ⅱ、Ⅶ号无名水库,由于矿体厚度不大,矿体底部为细中粒黑云母花岗岩,岩石节理裂隙不发育,无导水构造与矿坑联通,因此在开采开发时保留一定安全距离,不会引起水库水进入矿坑。

3.2.2 矿区供水条件

(1)工业用水。矿区地下水资源较贫乏,地表水资源较为丰富,主要是区内大小水库常年有水,黄金江距离矿区中心位置约60m 左右,同时注意水资源的循环利用,地表水可以满足采矿的工业用水。

(2)生活用水。本区可供利用的生活用水可选择在矿部附近施工一口水井,由于矿区为露天开采,机械化作业程度高,矿区员工在20 人以下,一口水井可以满足矿区工人生活用水要求。但应注意对水质进行监测和保护。

(3)水化学特征及水质评价。为查明矿区的水质及水化学特征,共采集水化学样品1 件。查明了矿区范围内地表水质及水化学类型。通过水质分析成果表明,水化学类型较简单,矿化度低,水质较好。

3.2.3 水文地质勘探类型的划分

主要矿体位于当地最低侵蚀基准面以上,地形有利于自然排水。考虑部分矿体位于当地侵蚀基准面以下,充水含水层富水性贫乏,地下水补给条件差,地表水不构成矿产充水的主要因素,但矿区及周边有7 处水库,今后深部开采可能有一定影响,故其水文地质勘探类型定为中等型[3]。

3.3 工程地质

3.3.1 工程地质岩组特征

(1)松散软弱岩组。松散软弱岩组主要由第四系残积层、残坡积层、冲洪积层、冲积层构成,冲洪积层、冲积层呈深灰色、棕黄色,主要为粉质粘土、粉土及含砂砾石粉土,砂砾含量30%~40%,内聚力23.87kpa,内摩擦角12.70°。残积层、残坡积层为花岗岩全风化壳,灰白色松散状,多高岭土化,内聚力及内摩擦角相对较大。

(2)半风化半坚硬岩组。由细中粒黑云母花岗弱风化层构成,位于全风化层之下,基岩层之上,由基岩碎块和粉土组成,向下基岩碎块含量增高,基抗压强度最大为178.2Mpa。厚度一般十几厘米~几十厘米不等。

(3)细中粒黑云母花岗岩坚硬岩组。岩石呈细粒花岗结构,块状构造,岩石质量指标RQD 为100,岩石质量极好,裂隙不发育,抗压强度最大为300.6Mpa[4]。

3.3.2 工程地质初步评价

(1)岩体质量评价。矿体及围岩的完整性依据RQD 值来评价。各钻孔的矿体底板岩石完整程度较高,完整程度极好、好和中等的岩石一般占到90%以上,瓷土矿体和腐植土层风化强烈,完整程度极低,RQD 值为0。花岗岩风化壳发育厚度中等,一般深度2.40m ~21.30m,平均12m 左右。最大厚见于3 号勘探线ZK302,风化程度较高,呈松散土状。在未来矿山开采开发过程中,虽然分区块采用由上往下的阶梯式开采方法,也应注意预留边坡角逐步采掘,同时注意暴雨天气及时排水,以保障人员和设备安全。矿区构造破碎带不发育,对矿山开采无影响,仅需在开发利用中加以注意。

(2)露采边坡稳定性评价。露天开采常形成人工切坡,人工切坡的坡高、坡度是影响坡体稳定性的重要参数,但对岩质边坡与土质边坡的影响不尽相同。对于岩质边坡,结合峡江县地质灾害调查结果进行类比,可以得出以下规律:人工切坡高度小于5m,坡度小于60°时,则较稳定;切坡高度大于8m,坡度大于70°时,则不稳定,对于土质边坡,人工切坡高度小于3m,坡度小于50°时,则较稳定;切坡高度大于5m,坡度大于65°时,则不稳定。

3.3.3 未来矿山开采工程地质评价

未来矿山开采时,露天采场一般都分布在侵蚀基准面以上,由于矿体厚度较大,矿区周边有少量水塘、村庄,应注意预留边坡角,防止对当地村庄、水塘的破坏。同时在工作面严格按照开发利用方案以及安评要求进行作业,爆破人员和设备安全。此外,由于蚀变而造成的岩石软化,如绿泥石化应引起注意,边坡需进行必要防护。

3.3.4 工程地质勘探类型的划分

矿区采用露天开采,底板多为坚硬、半坚硬岩组,岩组结构简单;浅部岩层风化形成松散软弱岩组,露采边坡可沿松散软弱岩组产生局部崩滑,故其工程地质勘探类型定为中等型。

3.4 环境地质

3.4.1 区域地质构造的稳定性

矿区的大地构造位置处于华南褶皱系北缘之武功隆起区,北邻萍乡—广丰深断裂及萍乐坳陷带。地质构造较为发育,主要以神山倒转背斜为主体,北翼为萍乡—广丰深断裂切割破坏,南西部北西向断裂发育,背斜南翼及南西部收敛,而矿区范围正处在背斜南翼中,由于燕山早期岩浆活动,矿区为一套细中粒黑云母花岗岩,在地势较低的沟谷或平地出露地层第四系联圩组。

矿区未见断裂构造,在坑头水库南面400m 处见一裸露基岩露头,经测量节理主要有2 组,一组产状86°~105°∠25°~34°,节理面凹凸不平,有泥质充填,少数有水渗出,间距1.8m ~2.5m 不等。另一组产状285°∠68°,节理面平直,间距2.8m。本区位于新构造运动的赣南大面积上升区中,新构造运动的趋势是以缓慢的、间歇性的、差异性的上升为主,东部强,西部弱,新构造运动多继承在老构造之上而发生。

3.4.2 矿区环境现状

经水工环地质调查,区内未发现滑坡、塌方、泥石流等地质灾害。矿区地表水体水质干净清澈透明,无味、PH 值6.31,水质相对较好,不存在工业污染,可供家禽家畜养殖。地下水体(居民饮用水井)水质干净、清澈透明,无色无味、少许悬浮物,是当地村民饮用水水源。

3.4.3 环境地质勘探类型的划分

综上所述:矿区无热害、气害、放射性危害等原生环境地质问题,矿石及废弃物不易分离出有害组分,采矿活动对附近环境和水体不构成污染,故其环境地质勘探类型定为简单型。

4 结语

探矿权人委托江西省地质矿产勘查开发局九一五地质大队开展详查工作,其目的通过详查工作,为申请峡江县安山坑头瓷土矿采矿权和矿山未来开发建设提供依据。

猜你喜欢

岩组矿坑风化
矿山深部开采区的水文地质条件分析与评价
一种基于样本传播的图像风化方法
矿坑地区景观修复改造模式与技术研究
风化泥岩地质断层水疏排工艺探讨
访小龙潭煤矿
矿坑
随风化作满天星——吴江涛诗词读后
张家口市崇礼区地质灾害与岩土体类型的关系
内蒙古固阳大老虎店中太古代乌拉山岩群地质特征
白音华煤田三号露天矿区水文地质条件分析