礦床開采的技術條件及探采對比分析

施杰李

（云南磷化集團工程建設有限公司，云南 昆明 650600）

1 礦區地質概況

昆陽磷礦位于滇池聚磷區南西部，即原昆陽磷礦區一至四采區勘探線6-56線之間，為昆陽磷礦區的東半部，與昆陽磷礦二礦(原五、六采區)相接。位于昆明市204°方向平距39km、晉寧縣325°方向平距6.7km，地處云南省昆明市晉寧縣昆陽鎮境內。其地理坐標(54北京坐標系)：東經102°31′39″～102°34′55″，北緯24°42′36″～24°44′12″。昆陽磷礦區內巖漿巖不發育，主要分布于測區北西50km～65km的富民羅次一帶，普渡河—滇池斷裂與羅次—易門斷裂之間。主要為基性、超基性和堿性巖體，呈巖珠、巖墻、巖床狀產出[1]。

2 礦床開采技術條件

2.1 水文地質條件

礦區水文地質條件類型以大氣降水和礦層及其頂底板弱一中等巖溶裂隙含水層補給的簡單類型，開采前后，礦區的水文地質基本無變化，礦區地層因剝蝕而出露不全，該礦區地形為順向坡，巖（礦）層為單斜構造，為裂隙充水礦床，探明礦體大部分位于當地最低侵蝕基準面—滇池水面以上；本次核實開采標高在1620m以上，礦坑水多能自然排泄。

礦區開采礦層均位于當地最低侵蝕基準面和地下水位以上，礦坑充水的主要因素比較單一，僅為大氣降水，包括直接落入采坑的大氣降水涌水量及地表徑流涌水量，處理的主要方法是挖排洪溝泄洪，排洪溝的規模根據礦坑涌水量預測及對實際涌水量的觀測經驗設計，從開采的情況來看，此方法完全可以解決礦山開采過程中的礦坑涌水量問題。

礦區地處區域強富水補給、徑流區，本次進行資源儲量核實的礦層按開采標高分為兩部分：最低標高以上區，礦體位于水位和當地最低侵蝕基準面以上，礦坑充水因素主要為大氣降水，水文地質條件屬簡單類型；礦體位于地下水位以下，主要充水含水層富水性強，礦坑水不能自流排泄，水文地質條件為以巖溶含水層充水為主的中等偏復雜型。

2.2 工程地質條件

礦區工程地質條件為以可溶鹽巖、碎屑巖類堅硬-半堅硬巖類為主的中等類型。工程地質條件隨著開采規模的擴大，有滑坡的可能性。礦層直接頂板為含磷硅質白云巖，新鮮巖石致密堅硬，比重2.84g/cm3，飽和容重2.79g/cm3，吸水率1.6%，飽和內聚力14.0MPa，飽和內摩擦角47.1°，風干抗壓強度124.1MPa～141.5MPa，飽和抗壓強度117.7MPa～133.3MPa，軟化系數0.95，屬堅硬巖類，穩固性好。

露天采礦場工作幫的邊坡類型為逆向層狀巖質邊坡，其組成巖層為筇竹寺組一—四段（?1q1-4）粉砂巖、泥質粉砂巖，中誼村組二段（?1z2）白云巖、一段砂屑狀磷塊巖（?1z1），巖組單軸抗壓強度71.8MPa～193.7MPa，屬堅硬巖類；端幫（東、西部）的邊坡類型為斜（切）向層狀邊坡，其組成邊坡巖層同上；永久幫的邊坡類型為順向層狀邊坡，組成邊坡的地層巖性單一，為漁戶村組二、三段（?1y2+3）白云巖、白云巖夾硅質巖，單軸抗壓強度為97.0MPa～106.9MPa，屬堅硬巖類[2]。

2.3 環境地質條件

礦區地質環境質量為中等類型。由于礦山為露天開采礦山，礦層及圍巖中檢出有害元素F含量較高，應在開采的過程中注意，同時還應注意水土流失問題。剝采破壞地表形態及植被，堆放的剝離物結構松散，又無法被根系保護，易產生水土流失，如遇大雨，還有引發泥石流的可能。

露采可能會引起邊坡失穩、滑坡、滑移，露采時穿孔爆破、機械振動等人工活動對邊坡穩定性有影響，局部軟弱夾層可能會產生蠕動變形，引起滑坡。

露采易產生粉塵，對環境造成影響。

綜上所述，經過2018年調查研究可發現，礦區在區域上屬地震烈度Ⅷ度帶，為較不穩定區，地下水質良好，物理地質現象不發育，但礦石及圍巖中F和U的含量偏高，對環境有一定危害，礦山長期開采造成地表形態、植被的破壞，礦段環境地質質量中等偏復雜。

3 探采對比

2018年度主要對二、三、四采區進行開采，動用7個礦體上層Ⅰ品級、上層Ⅱ品級、上層上Ⅲ品級、上層下Ⅲ品級、下層Ⅰ品級、下層Ⅱ品級、下層下Ⅲ品級，70個采空塊段。通過本次調查，區內地質構造輪廓和特征與原勘探報告描述基本相同，僅個別斷裂構造上稍有增減。本次調查未見新增礦體，原各礦體的形態、產出位置、厚度均變化不大，礦體產狀、結構、構造及礦石質量也無大的變化，局部礦體傾向延伸品位略有變化，但對資源儲量的影響不大。

經本年度動測，全區上礦層工業礦體厚5.00m～7.00m，平均厚度6.18m。上礦體（層）工業礦體從地表至中深部厚度穩定。礦體厚度沿傾向及走向的變化規律是：東部較厚，一般7.00m～8.00m，最厚15.30m。西部較薄，一般5.00m～6.00m，最厚7.40m。上礦層厚度大于8m的地段主要分布于補勘區東部靠南側(14－37線)，作東西向展布，長約2.5km，寬200m～600m。該厚度帶的北部有零星地段厚度大于8m，礦層工業礦體的厚度與P2O5含量一般呈消長關系，個別位于溝谷的地段，因次生富集作用，P2O5含量變高，略有波動。

下礦體（層）工業礦體厚度從地表至中深部具變薄的趨勢，但變化不大，變化系數57.70%，從變化系數來看，厚度變化仍屬中等。下礦層除個別地段底零星分布有低品位礦石外，大部分礦層與礦體吻合。工業礦體厚度3.00m～4.00m，最厚7.95m，平均3.25m。下礦層工業礦體厚度變化情況與上礦層截然相反，一般為西部較厚，為4.00m～6.00m，東部較薄，為2.00m～4.00m。礦區中部靠南段礦體厚度為0，其分布范圍東西長約1km，南北寬約600m。此外，無礦區的北側及東側，零星地段厚度小于1m。工業礦體上、下礦層與全區工業礦體平均品位比較得出結論：P2O5平均含量地表至中深部具下降的特點。

4 礦山的礦床地質及開采技術條件變化特征

據實測和收集礦山相關開采資料分析，昆陽磷礦為海相沉積的大型磷塊巖礦床，厚度較大，品位較高，層位穩定。含礦巖系為下寒武統中誼村組（?1z），具工業價值的礦體（層）為上礦層（?1z1-3）和下礦層（?1z1-1），其間夾灰白色凝灰質粘土巖層（?1z1-2）。上礦層的頂板為硅質白云巖（?1z2），下礦層的底板為白云巖夾硅質條帶（?1y3）。層序清楚，頂、底板界線及標志明顯。開采后的含磷礦地層系為下寒武統中誼村組(ε1z)，磷塊巖礦床為穩定的層狀，礦體（層）總體為一走向東西，向南緩傾斜的單斜構造，平均傾角16°，其產狀完全與圍巖產狀一致。礦體（層）的規模皆指工程控制范圍而言，長5.6km，寬1.0km～2.15km。

礦山為露天開采，礦床總體開采技術條件無原則性變化，礦區在區域上屬地震烈度Ⅷ度帶，為較不穩定區，地下水質良好，物理地質現象不發育。

5 結論

綜上所述，昆陽磷礦礦區水文地質、工程地質、環境地質現狀調查研究和預測評價，較詳細地查明了礦段水文地質條件為以大氣降水充水和礦層及其頂底板充水為主的中等類型；工程地質條件為以上覆碎屑巖類半堅硬—堅硬巖類、礦層及頂底板可溶鹽巖類堅硬巖類為主的中等類型；礦床開采對環境有一定影響，環境地質條件中等。礦床開采技術條件勘查類型屬中等型的復合問題礦床（II-4型）。