湖南省醴陵市小橫江礦區(qū)鐵石尖礦段工程地質分析

歐婧 羅長江

（湖南省地質礦產勘查開發(fā)局四一三隊 湖南常德 415000）

湖南省醴陵市小橫江礦區(qū)鐵石尖礦段工程地質分析

歐婧 羅長江

（湖南省地質礦產勘查開發(fā)局四一三隊 湖南常德 415000）

工程地質環(huán)境分析，其目的是為了檢測評價一定的礦山開發(fā)工程活動是否與給定的地質環(huán)境相互協(xié)調。這種評價的主要任務是給出工程地質環(huán)境質量，指導礦山開發(fā)的工程活動規(guī)劃。考慮到礦山開發(fā)和地質環(huán)境的相互作用的實質，這種評價不僅是地質條件的表征，而且必須納入和礦山開發(fā)活動相互依存的系統(tǒng)中加以總和考察。本文主要分析了湖南省醴陵市小橫江礦區(qū)鐵石尖礦段的地質情況，以期為后期的礦山開發(fā)活動提供指導依據(jù)。

醴陵市；小橫江礦區(qū)；鐵石尖礦；地質分析

1 湖南省醴陵市小橫江礦區(qū)簡介

湖南省醴陵市小橫江礦區(qū)鐵石尖礦段金礦探礦權位于醴陵市北西約 16km 處，中心地理坐標：東經 113°29′58″，北緯 27°51′45″，面積3.96km2。

礦區(qū)屬低山區(qū)，海拔標高最高鐵石尖569.90m，最低南西角124m，相對高差近445m。區(qū)內有三條近東西向溪溝匯入官莊水庫，國家大（Ⅱ）型官莊水庫位于勘查區(qū)西側，為以后礦山建設主要水源地，自然環(huán)境優(yōu)美。

礦區(qū)屬亞熱帶季風氣候，四季分明。3～6月為雨季，雨量充沛，年降雨量1500mm以上。年平均氣溫17.5℃，1月平均氣溫5.3℃，7月平均氣溫29.5℃，無霜期 280d。

礦區(qū)內人口稀少，多外出務工或外遷，經濟以農業(yè)為主，林業(yè)為輔，無工礦企業(yè)，經濟較為落后，未來礦山開采可提供就業(yè)崗位，對發(fā)展地方經濟有益。

區(qū)內電力資源較豐富，10kV線路從黃獺嘴電網引進，官莊鄉(xiāng)建有一座10kV變電站，供電情況良好，移動網絡覆蓋整個礦區(qū)，通信條件良好。

小橫江金礦勘查區(qū)地處湘東北，位于新華夏系隆起帶中段與北西向的萍鄉(xiāng)—長沙大斷裂帶的復合部位，區(qū)內褶皺、斷裂發(fā)育，巖漿活動較頻繁，成礦地質條件優(yōu)越，是湖南省十分重要的金、銅、鈷等多金屬成礦帶之一。

2 工程地質分析

2.1 礦區(qū)工程地質條件

礦區(qū)地形屬侵蝕剝蝕為主的低山地貌，斜坡坡度20～45°，局部可達50～65°，坡向多為南北向，地層走向北西，自然斜坡穩(wěn)定性屬基本穩(wěn)定。

斜坡和溝谷中覆蓋有0.5～10m厚殘坡積層，并有天然混交林和人工竹林分布，覆蓋率達80%以上，局部地段基巖裸露，懸崖多見，溝谷切割強烈。在地形坡度較大的地段，特別在工程建設人類活動的影響下，地質災害危險性程度增大，有崩塌、泥石流發(fā)生的可能。

礦區(qū)地層在區(qū)域地質構造上傾向有倒轉，屬陡傾斜巖層，巖石屬軟弱的淺變質巖系，節(jié)理、裂隙發(fā)育，但富水性較弱，工程地質條件一般。

（1）工程地質巖組劃分

根據(jù)礦區(qū)各類巖土的空間組合規(guī)律和工程地質特征，劃分出兩個工程地質巖組：

①松散巖組：第四系洪積物、殘坡積物。主要分布于礦區(qū)溪溝、溝谷谷底及地表坡麓地帶，呈松散—半固結狀態(tài)，成份主要有碎石土、含礫砂土、粉黏土等。

②層狀較軟弱巖組：其巖性為絹云母粉砂質板巖、絹云母砂質板巖及硅化板巖，或構造破碎帶、斷層頂、底板泥化層，呈薄—中厚層狀。

（2）礦區(qū)構造工程地質特征

礦區(qū)地質構造中等，斷裂較發(fā)育，根據(jù)斷裂面、節(jié)理面規(guī)模，產狀以及巖體穩(wěn)定性的影響，將本礦區(qū)結構面劃分為四級，其地質特征如下：

①Ⅰ級結構面F1斷裂分布于田氹—黃泥坡一帶；F3斷裂分布在東風—曾家排一帶，斷裂總體走向南北向，傾向東，傾角42～62°，破碎帶寬7～12m，具壓扭性特征，斷面光滑，沿走向呈舒緩波狀，硅化、黃鐵礦化、綠泥石化明顯。該斷裂兩側地層為Pt2h，巖脈發(fā)育，為礦區(qū)的主要控礦斷裂；

②Ⅱ級結構面為F2斷裂分布在F3西側150m處，斷裂總體走向近南北向，傾向東，傾角 45～50°，破碎帶寬 5～8m，長 400m。

③Ⅲ級結構面為F4斷裂分布在礦區(qū)的南東角F3斷裂東側150m處，斷裂走向南北向，傾向東，傾角50～70°，局部直立，長300m；F9斷裂分布在F3和F4之，斷裂走向南北向，傾向東，傾角50～70°，局部直立，長100m。

④Ⅳ級結構面即節(jié)理、片理、裂隙等。寬度一般0.5～20cm，它破壞巖體的穩(wěn)定性和完整性，影響巖體力學性質和局部的穩(wěn)定性。

（3）礦石及圍巖的物理力學性質

本次工程地質調查，在民硐中，對礦區(qū)有代表性的礦石及圍巖采取了巖石樣，考慮到將來坑采方式，結合礦區(qū)實際情況，選擇了相關試驗項目，進行了物理力學性質的試驗。測定的結果是：塊體密度為2.66～2.83g/cm3；吸水率為0.15～0.24%；抗壓強度為 15.3～35.6MPa，軟化系數(shù)為 0.6～0.67；巖石內摩擦角45.8～49.5°；內聚力c值為1.08～2.05MPa。以上測試結果說明區(qū)內巖石均屬較軟弱巖石。

（4）礦體及頂、底板圍巖的穩(wěn)固性

①礦體巖石的穩(wěn)固性：金礦體產于構造角礫和蝕變板巖中，大多分布在斷層破碎帶、接觸帶上，礦石大多很破碎。特別是在礦體厚度大，破碎程度較高地段，穩(wěn)固性較差，局部有垮塌冒頂現(xiàn)象。

②礦體頂、底板圍巖的穩(wěn)固性：礦體頂?shù)装鍑鷰r為淺變質絹云母粉砂質板巖及絹云母砂質板巖，薄-中厚層狀，原生層面局部保持完整，礦體底板穩(wěn)定性屬一般。礦體頂板圍巖因構造應力作用，碎裂結構較發(fā)育，風化作用發(fā)育，主要結構面為節(jié)理、裂隙、層面和斷層，結構面結合程度一般，屬較軟弱巖類型，抗壓、抗風化能力較低，巖體多屬Ⅳ類，風化巖體穩(wěn)定性差，易沿臨空面向下垮塌。在未來巷采掘進中應加強安全管理，實施井巷支護。

（5）構造對巖、礦層穩(wěn)固性的影響

礦區(qū)的Ⅰ、Ⅱ號等主要礦體，主要受NS向斷裂控制，該斷層傾向北東，傾角42～72°左右，多數(shù)破碎帶寬度不大，一般只有1～8m，破碎帶大多由碎塊狀、碎屑狀巖石組成。經民硐節(jié)理裂隙調查，礦區(qū)主要發(fā)育有二組節(jié)理裂隙：a、走向 NW（270～300°∠65～89°），傾角較陡，節(jié)理面平直光滑，延伸0.5～1.0m，間距0.5～1.5m，少部分閉合，大部分被少量石英細脈充填；b、走向 NE（30～70°∠62～85°），傾角較陡，節(jié)理面平直光滑，大部分閉合，極個別為泥質或石英脈充填，坑道中一般無垮塌冒頂現(xiàn)象，局部出現(xiàn)冒頂，風化地段實施井巷支護。

2.2 工程地質評價

礦體大多處于當?shù)厍治g基準面以下，且頂?shù)装宥紴榱己玫母羲畬樱虼说乇硭w不可能直接對開采工程造成不良影響。礦區(qū)地層巖性較單一，巖體穩(wěn)固性一般。在局部破碎帶礦體厚度大地段或破碎程度較高地段，風化剝蝕強烈影響巖體的穩(wěn)定性，易發(fā)生工程地質問題。此外，局部構造帶也影響巖體的穩(wěn)定性。根據(jù)《礦區(qū)水文地質工程地質勘探規(guī)范》（GB12719－91），認定本礦區(qū)工程地質勘查類型屬Ⅱ類二型，即屬層狀巖類工程地質條件中等的礦床。

3 環(huán)境地質分析

3.1 地震

據(jù)湖南省地震目錄記載，歷史上有記載的地震在株洲和醴陵地震共有八次，其中3級1次、3.5級3次、4.5級1次、震級不明3次。其破壞程度均在Ⅵ度以下，礦區(qū)基本地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，礦區(qū)建筑按Ⅵ度設防。

3.2 礦區(qū)地質環(huán)境及地質災害評價

（1）礦區(qū)地質環(huán)境

礦區(qū)巖石較軟，但厚度大、穩(wěn)定性好，富水性弱，礦山疏干排水對地表影響不大，對巖體的工程地質性能影響不大。以前，當?shù)鼐用癫山穑话闶褂们杌ǎ采昂蛷U石到處堆放，下雨時尾砂廢石被沖洗，有可能出現(xiàn)泥石流，尾砂中化學物品對人體有害，對地下水、地表水有一定的污染。特別是官莊水庫位于礦區(qū)北西角邊緣，屬于水資源保護區(qū)，在今后開采時應注意廢水的排放。

礦石中伴生礦物有毒砂礦物，對人體是一種有害元素。

礦段內主要為山地，植被較發(fā)育，地貌復雜程度中等，居民和稻田較少，無重要設施和建筑物，礦床開采技術條件較好，現(xiàn)狀條件下地質環(huán)境問題少，危害小，地質環(huán)境條件為中等類型。

（2）礦區(qū)地質災害

礦區(qū)地質災害主要表現(xiàn)為泥石流、滑坡、崩塌等，目前礦區(qū)調查崩塌點4處，滑坡1處。崩塌多為開山修路和地形切割較深形成的70～80°的陡壁，因巖石碎裂和地表風化卸荷作用，形成巖崩，雖崩塌區(qū)附近無建（構）筑物，但對行車及過往行人，特別是礦山以后開發(fā)時的交通形成一定隱患。因巖石風化較強，山坡陡峻，可能出現(xiàn)滑坡、地面塌陷等地質災害。

4 結語

綜上所述，礦區(qū)以裂隙含水層充水為主，附近沒有大的地表水體，水文地質條件簡單。礦體及其圍巖力學強度較差，穩(wěn)定性一般，工程地質條件中等。礦區(qū)下游有官莊水庫保護區(qū)，開采時，尾砂堆放、廢水排放應有個遵循環(huán)境保護標準，環(huán)境地質條件中等。根據(jù)《固體礦產地質勘查規(guī)范總則》（GB/T13908），本礦區(qū)屬以工程地質、環(huán)境地質問題為主，開采技術條件屬II－4型復合問題的礦床。

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P618.31

A

1004-7344（2016）13-0190-02

2016-3-6

歐婧（1988-），女，助理工程師，本科，主要從事野外勘查及報告編寫等工作。

羅長江（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事野外勘查及報告編寫等工作。