江西省乐平市涌山金矿开采技术条件浅析

2020-12-20万欢

中国金属通报 2020年10期

万欢

（江西省地质调查研究院，江西南昌 330000）

1 水文地质

1.1 区域水文地质简况

矿区位于饶河流域中西部，乐安江中游北缘车溪河上游，东侧建有共产主义水库。区内以低山、丘陵为主，地势北（东）高，南（西）低，一般海拔多在40m ～300.3m，多属侵蚀剥蚀的变质岩丘陵地貌。属亚热带季风气候，雨量充沛，光照充足。据乐平市气象台资料，历年平均降雨量1821.8 毫米，最高达2615 毫米，小时最大降雨量达52 毫米，降雨多集中在3 ～7 月，约占全年降雨量的60%以上。区内山间水溪多向南流汇入车溪河，车溪河向南西汇入乐安江[1]。

区域内主要出露新元古代万年群变质岩系、石炭系、二叠系、三叠系、第四系地层以及少量的侵入岩。以万年群变质岩系为主、石炭系—三叠系地层仅呈北东向峡长的构造岩片分布，主要在矿区以北地区见及。区域岩层总体富水弱，万年群变质岩系为弱透水层或隔水层，仅含少量裂隙水，岩浆岩侵入体坚硬致密，富水性极弱，主要含水层为为石炭系黄龙组碳酸盐岩组成的岩溶水，其富水性强弱取决于岩溶发育程度，因此其富水性极不均一。地下水主要靠大气降水补给；地表径流条件好，以沟谷溪流为主。

此外，沿沟谷的残坡积层与沿河谷的冲积层中，还零星分布有孔隙含水层；有含水断层破碎带、接触破碎带、层间破碎带构成构造含水带（及含深部构造含水带）。

1.2 矿区水文地质条件

1.2.1 自然地理概况

矿区地貌以丘陵为主，地势总体呈现出北高南低的特征，海拔40m ～163m，北部最高峰229.0m，局部地形切割中等，区内侵蚀基准面标高为39m 左右。

矿区东侧约1km 处有近南北向涌山河经流，水流方向为由北向南，河流河床底标高为31.6m ～40.9m，河流宽为15m ～24m，历史最高洪水水位为45.64m，最大流量98.3m3/s，最小流量为0.04m3/s，一般流量为1 ～5m3/s。

1.2.2 含水层与隔水层

（1）含水层

北部碳酸盐岩呈北东向条带状分布，为石炭系黄龙组（C2hl）浅灰白色厚层状、块状细晶—粗晶白云岩；属岩溶裂隙水类型，富水性强—极强，为区域含水层。

中南部多为沿河沟发育的第四系地层孔隙水，另外还发育有构造破碎带、韧性剪切带及层间破碎带构成的构造含水带（含深部构造含水带）[2]。

（2）隔水层

新元古代万年群绢云千枚岩、变质粉砂岩、变质细砂岩等组成的浅变质岩系，富水性弱，构成区域隔水岩系。

1.2.3 地下水的补给、迳流、排泄条件

（1）第四系松散堆积物孔隙含水层及基岩风化裂隙潜水含水层

地下水位于分水岭斜坡地段以及河谷地段，主要由大气降水补给，所有井泉其动态，均随季节变化明显。雨季，地下水面埋藏浅，一般小于1m，泉流量大部小于0.1 升/秒，仅个别点流量0.86 升/秒。旱季地下水面埋藏较深，泉流量减小，有的干枯。

地下水，由大气降水渗入岩层以后，开始是以垂直方向运动为主，当渗入水与原地下水面接触后，流向斜坡的低洼处，以泉、沼泽的形式排出，故矿区几乎所有的泉均出露于山麓，或顺着斜坡和天然排水沟流动。由于近排水沟岩性遇及坡积层的粘土、粉质粘土导水性比斜坡地下的岩石导水性要弱，使潜水面成凸形，延伸湿润很大面积，结果便在冲沟上游局部形成沼泽。

第四系松散堆积物孔隙含水层及基岩风化裂隙潜水含水层，是靠大气降水补给，以泉、沼泽形式排泄，迳流途经短，迳流方向受地形控制，特点是：就地补给、就地排泄、水质良好。根据地下水长观资料，一般雨后2 ～3 天出现水位上升[3]。

（2）碳酸盐岩溶含水层

呈条带状分布于矿区北部，主要补给源为大气降水，直接承受降水补给，局部因裸露于河床而受地表水补给，地势低洼处第四系覆盖厚的地段及其它地层覆盖的地段具承压性。以溢流泉的形式排泄补给地表水或以潜流的方式补给第四系含水层。

综上所述，矿区水文地质条件属简单类型。

2 工程地质

2.1 岩（土）体工程地质类型及特征

工程地质条件与地形、构造、岩性密切相关，矿区岩性较复杂，构造发育，根据地质岩体的结构面和结构体的工程地质特征，矿区岩层可划分为三个工程地质岩组。

2.1.1 第四系松散物工程地质岩组

由第四系各种成因的粘性土、角砾土、人工堆填土组成，分布于冲沟洼地，该岩组结构松散，对矿山地下开采无直接影响。

2.1.2 半坚硬、坚硬的层状结构灰岩工程地质岩组

黄龙组白云岩段仅在矿区北部小范围出露，为浅灰白色厚层状、块状细晶—粗晶白云岩，岩石呈半坚硬-坚硬。该组岩石工程地质性状与埋深、岩性、岩溶发育程度、构造裂隙等关系密切。该地层处于两条断裂构造之间，构造带内地表水系、溶洞发育。因此，黄龙组白云岩受构造及岩溶的影响，完整性受到破坏，易产生垮塌、突水、突泥等工程地质问题，为不稳固或中等稳固岩类，坑道遇及此类岩石均需及时支护。岩溶及构造不发育地段，则岩石力学强度较高，岩体完整性、稳固性则大为提高。

2.1.3 软、较软的碎裂结构千枚岩工程地质岩组

新元古代万年群分布于矿区绝大部分地区，岩性主要为绢云千枚岩、变质粉砂岩、变质细砂岩，风化层厚度5m ～35m，岩石呈土状、碎块状，工程地质性状差。该岩组浅部风化裂隙较发育，风化程度自上而下渐弱，Ⅳ－Ⅴ级结构面发育，下部呈碎块状、块状，岩体较破碎，岩石为软-较软，稳固性较差。

2.2 矿区断裂带工程地质特征

对采矿活动影响大的断裂带主要为韧性剪切带，目前发现的矿体赋存于韧性剪切带之中。剪切带中挤压片理及构造碎裂岩极为发育，局部发育构造角砾或构造透镜体，岩石呈挤压片状、碎裂状或构造角砾状，松散易脱落，完整性差，易发生坍塌，钻进中漏水、坍塌、掉块严重，工程地质条件差，无自稳能力。

2.3 顶、底板围岩的稳固性

矿体赋存层位为万年群枫树岭组和牛头岭组，控矿构造为韧性剪切带。矿体走向为北东东向，倾角较陡，呈似层状或透镜状，形态比较简单。矿体顶、底板均为万年群绢云千枚岩、凝灰质千枚岩、变沉凝灰岩或构造碎裂岩，顶、底板岩石软-较软，局部破碎，稳固性较差。

综上所述，矿体赋存于万年群之韧性剪切带中。矿体岩石为软-较软，风化作用强，地质构造发育，矿体顶、底板岩石软-较软，局部破碎，稳固性较差，易发生矿山工程地质问题，故顶、底板围岩的稳固性总体较差。

综上所述，矿区工程地质条件属简单类型。

3 环境地质

3.1 区域地质构造的稳定性

矿区地处萍乐拗陷带东端，位于塔前-赋春推覆岩片南东侧。新元古代万年群浅变质岩系构成区域褶皱基底，北缘上覆石炭系白云岩、灰岩，二叠系细粒石英砂岩、不纯灰岩、泥灰岩、泥质硅质岩，三叠系泥岩、粉砂岩、细砂岩，沿塔前-赋春呈NE向带状展布。

矿区构造线总体呈北东向展布，有两条呈北东走向的区域性断裂，和两条规模较大的韧性剪切断裂，另见有一条近东西向断裂和一条北北西向断裂发育。受断裂构造影响，断裂带内岩石破碎，裂隙发育。受多期次构造活动的影响，本区断裂构造具有继承性、间歇性等特点，断裂及断块差异性活动不显著。

矿区属长江中下游地震区上饶-修水地震带亚区，历史上乐平众埠一带发生过1 次2.9 级弱地震。根据2003 年江西省建设厅、地震局《江西省地震动参数区划图》，本区区域地震基本烈度小于Ⅵ度，设计基本地震加速度值小于0.05g，设计地震分组为第一组，工程建设抗震设防按Ⅵ度设防。

江西省的地震基本上属于浅源构造地震，震源深度一般8 ～15 千米，地震频度一般较低，为中强地震的地震活动区。

据江西地震局消息，2014 年7 月31 日10 时17 分，在万年县（北纬28.8 度，东经116.8 度）发生了3.0 级地震，震源深度5 千米，矿区有震感，但未造成损失。

综上所述，矿区所在区域稳定性较好。

3.2 自然地理环境

矿区处于崩塌、滑坡、泥石流次易发亚区。地形简单，地貌类型单一，为地势北高南低的丘陵地貌。地势平缓，地形高差较小，矿区虽然分布有几条沟谷，但沟谷坡降小，多辟为水田，有人工维护，且植被发育，水土流失不强。现状不具备泥石流发育特征，历史上也未发生过泥石流灾害，未发现地面塌陷、地裂缝、地面沉降现象，自然条件下地质灾害不发育，未发现对矿区有影响的地质灾害。区内植被发育，多为草本和杂木植物，部分山坡辟为经济林，以松树和杉木为主，未发现珍稀动植物种。

3.3 人类活动与地质灾害

矿区所在地属乐平市涌山镇管辖，以农业为主，矿区内分布多个自然村，新民房约80%，多以砖混结构为主，极少数旧民房为土坯房。

重大人类工程活动主要在矿区外北侧，有乐平煤系和安源煤系的存在及上古生界碳酸盐岩层的分布，煤矿和石料采石场较多，地下采矿可能引发地裂或塌陷；碳酸盐岩层可能会有部分岩溶的存在，因此，矿区外北部石炭系－三叠系地层分布区域是地面塌陷易发区，但目前尚未发现地面沉降现象。

矿区位于205 省道南东侧（涌山镇以南），区内人类工程活动主要有道路建设、小型水库、人工渠道及民房建筑等。公路建设受地形条件影响，局部有挖填方地段，挖方边坡高度1m ～5m，坡度30°～70°。水库大坝为土体重力坝，高度为3m ～6m。渠道以挖方为主，渠深度2m ～4m，坡度50°～70°。民房依山坡建筑挖方边坡高度1m ～5m，坡度30°～70°。人类工程活动较强烈，但单项工程规模都较小。

因此，现状条件下，矿区地质环境较好，地质灾害危险性小，外围局部地区地质灾害危险性中等。