本溪县沟口村小台沟石灰岩矿矿床开采技术条件分析

李鑫

摘 要：为查明本溪县沟口村小台沟石灰岩矿矿床开采技术条件，确保矿山安全生产，本文从水文地质、工程地质、环境地质等方面进行分析，通过野外实际调查及取样化验测试;确定该矿区水文地质条件为简单类型，工程地质条件为简单类型，环境地质条件为中等类型。

关键词：石灰岩;水文地质;工程地质;环境地质

分类号：TD87

引言

矿区位于本溪县南甸镇沟口村东明小台沟，在本溪县东南部，行政区划隶属于南甸镇沟口村管辖。矿区地处千山山脉的延续部分，属辽东地区的浅切割中低山丘陵区，当地最高海拔标高402.5米，最低为265米，相对高差137.5米。区内植被发育，第四系土层较薄，一般厚在2米至1.5米，局部岩石大部分裸露。

本地区年平均温度5-9℃，最高气温37.5℃，年最低气温-38.5℃。年平均相对湿度在60%左右。一般六月份进入雨季，七八月份为降水的全盛期，年平均降雨量750mm左右，最丰年降水量一般为枯水量的2.0-2.8倍;年蒸发量在650mm左右，最大月蒸发量出现在5-6月份，占年蒸发量的28-30%，最小月蒸发量一般出现在1月份，最大月蒸发量为最小月的7-15倍;平均无霜期在110-160天左右，封冻时间为每年的十一月份，翌年四月中旬解冻。冻土层深度在1.3米左右。

当地水电力资源丰富，主要以农业、矿业为主。农业主要种植玉米和大豆，矿业以每煤矿、石灰石矿为主，该地矿业的开发，解决了当地劳动就业问题，增加了当地居民的收入，提高了人民生活水平，使当地的经济飞跃发展。且地方政府也支持企业的发展。

一、水文地质条件

1.矿区水文地质条件及开采后的变化

该矿区位于辽东山地的南部缘，是辽东山地长白山脉的东南延续部分。矿区处于北温带半湿润季风气候区。矿区最高海拔高度402.5m，最低侵蚀基准面标高265m，相对高差137.5m。矿体赋存标高：305-386.7m，高于当地最低侵蚀基准面。区内植被茂盛，林区面积达80%;地势陡峭，悬崖处基岩裸露;水系不发育。气候主要特点：雨量充沛、湿度较大、寒冷期长，局部地区气候差异明显。年平均降雨量778mm左右，年结冻期平均194天，无霜期为164天。

2.含水层（带）

（1）松散层孔隙潜水含水层

主要为第四系粘土、砂土与砂砾层，分布于细河的一二级阶地，细河内厚度3～24.8m。地下水水位埋深0.5～5.0m，一般含水层厚度为0.8～8.3m，含水层分布狭窄，厚度较薄，富水性较弱。

（2）基岩风化裂隙含水层

主要为张夏祖一段薄层泥质灰岩、张夏祖二段鲕状灰岩以及崮山组薄层灰岩，其节理裂隙发育，裂隙面参差不齐，普遍有黄色的水蚀现象，局部有些裂隙被粘土充填，裂隙呈脉状分布。

3.矿区地下水补给、径流、排泄条件

（1）补给条件

矿区内地下水补给有两个方面，一是大气降水的渗入补给，第四系松散层和基岩风化带接受大气降水的补给后，垂直运移后补给深部岩溶裂隙水。二是地下岩溶裂隙水的侧向径流补给，受地层岩性的控制，其破碎带厚度、裂隙发育程度有限，透水性能差，阻碍了侧向渗入补给。

（2）径流方向

大气降水与地表水垂直入渗地下后，部分在入渗后水平运移，遇到沟谷斜坡后以泉水形式出露，流入细河并汇入太子河向区外排泄。深部岩溶裂隙水的径流与区域基本一致，运移主要是沿岩层走向方向径流。

（3）排泄方式

地表水以泉、人工开采、大气与植被蒸发的方式排泄。深部地下水的整体排泄方式是用人工来进行排泄。

4.矿区水化学特征

通过类比相邻矿山地下水样采集，水质分析结果表明，该矿区地下水类型为重碳酸、硫酸-钙型水。

5.矿床主要充水因素

矿区位于丘陵边坡和分水岭地区，矿体均位于当地最低侵蚀基准面标高以上，地下水类型主要为岩溶裂隙水，岩溶发育程度较差，矿山开采深度内未见地下水位，大气降水为采坑主要充水因素。

矿山有2个采区，均为边坡露天开采，采坑积水可以自然排放。综上所述，确定矿区水文地质条件为简单类型。

二、工程地质条件及开采后的变化

1.工程地质条件现状评价

该矿山开采对象为制灰用石灰岩，呈层状产出，除松散第四系堆积外，岩石稳固性、完整性较好，且产状较平缓，整体稳定性较好。

2.工程地质条件预测评价

矿体为中厚层鲕状灰岩，围岩为中厚层鲕状灰岩及薄层泥质灰岩，岩石结构为微晶结构、块状构造，岩体较完整产状较平缓，整体稳固性较好，露天采场边坡稳定性较好。岩层、矿层产状较平稳，区内矿体赋存于当地侵蚀基准面以上。考虑到矿体的埋藏及矿区的地形等情况，矿山为露天开采，矿山自开采以来未发生工程地质问题。

综上所述，确定矿区工程地质条件为简单类型。

三、环境地质条件及开采后的变化

1.矿区环境地质现状评价

该矿山自建设以来，存在的环境地质问题主要有以下几个方面：

（1）矿山开采方法为露天开采，现状地质灾害不发育，对地下含水层影响程度较小，但对地形地貌矿、植被及生态环境影响较大。

（2）矿山生产过程中，所产生的噪声主要为机械所产生的，但噪声传播受声源四周山体的阻挡，并且距离村庄较远，因此对周围声环境影响较小。

（3）矿山矿石装卸、运输车辆行驶、采场、矿渣在风力作用下，干旱季节会造成扬尘取决于风速大小，一般情况下影响范围和影响程度较小，爆破、汽车尾气产生的有害气体量不大，对环境影响较小。

（4）工程建设和运行期间水土流失强度及流量增大，矿物质和浮土被雨水冲刷流入附近的沟谷中，但矿物质中的重金属和有害物质含量较小、对水环境影响较小。

对上述存在的环境地质问题，矿山对生产场地及路面进行洒水，同时尽量减少凿岩、爆破工作。建议尽量减少对生态环境的破坏，开采后应及时植树造林，做好绿化工作，维护好生态环境。

2.矿区环境地质预测评价

就矿区开采来看对环境影有一定影响。废渣排放大部分是排放在露天采空区内，所以废渣排放量很小，破坏影响环境较小。露天涌水量较小，平时无水，只有在汛期水量较大，排出的污水，对环境不会造成大的危害，对环境影响主要是矿山运输和爆破时产生震动和烟尘。预测矿山开采在采坑边坡可能产生崩塌地质灾害，危险性小，对地下含水层影响程度较轻，但矿山开采形成山坡露天采场，对地形地貌景观和土地资源、植被破坏影响较大。因此在开采过程中，要严格按设计规范开采，注意保护周围环境，尽量减少对地表植被的破壞，同时要做好废石堆放和水土保持工作。

综上所述，确定矿区环境地质条件为中等类型。

四、结论

该矿床矿体规模大，剥采比小，矿体厚较大且稳定，矿石结构构造比较简单，矿石质量好。矿区的水文地质、工程地质和环境条件比较简单。矿体及顶、底板岩石比较稳固，水、电及交通条件好，开采技术条件好。

参考文献：

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[2]王超峰，许祥.宿州市大荆山水泥用灰岩矿地质特征及成因[J].中国非金属矿工业导刊，2020（01）.

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