丹江口市習(xí)家店釩礦床開采技術(shù)條件分析

方 瑜，郝心宇，胡 藝

（1.中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430000；2.湖北省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊，湖北 恩施 445000）

1 水文地質(zhì)條件

礦區(qū)屬低山-丘陵區(qū)地形地貌。該區(qū)地勢西高東低、北高南低，溝壑重疊，坡度較陡。礦區(qū)及附近水系屬漢水，有多個溝谷從北向南伸入丹江口水庫，溝中一般雨季有流水。

礦區(qū)內(nèi)分布的地層含水層情況敘述如下：

（1）震旦系白云巖裂隙水含水層：巖性為灰白色中厚層粉晶白云巖、條帶狀串珠狀藻白云巖及粉晶白云巖夾微晶白云巖組成。該層部分為礦層間接頂、底板。節(jié)理裂隙極為發(fā)育，該層泉水最大涌水量4.026升/秒，為主要裂隙含水層，富水性中等[1]。

（2）寒武系楊家堡組含礦層及硅質(zhì)巖裂隙水含水層：巖性為薄層硅質(zhì)巖與泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖互層、薄-中厚層硅質(zhì)巖組成。為本礦區(qū)釩礦體賦存層位。同層為礦層直接頂、底板。該層裂隙不發(fā)育，巖石破碎，為弱裂隙含水層。

（3）寒武系莊子溝組硅質(zhì)板巖、含炭粉砂質(zhì)板巖隔水層：由薄層泥質(zhì)板巖，泥質(zhì)頁巖組成，上部夾微晶灰?guī)r、粉砂巖透鏡體，下部偶夾微薄層硅質(zhì)巖或硅質(zhì)泥質(zhì)板巖。表層風(fēng)化帶裂隙極發(fā)育，向深部巖心完整。裂隙不發(fā)育，可視為相對隔水層。

（4）寒武系馮家凹組深灰色中厚層微晶灰?guī)r弱裂隙水含水層：上部為深灰色中厚層微晶灰?guī)r，中部為薄-中層含泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r，灰色薄層微晶灰?guī)r夾碳質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖，下部為中厚-厚層含泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r。部分為礦層間接頂、底板。節(jié)理裂隙不發(fā)育。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以張性為主、壓扭性次之。斷層破碎帶寬度一般3m～5m，破碎帶內(nèi)的斷層角礫巖一般呈糜棱巖出現(xiàn)；斷層面一般清晰，平直光滑。其富水性和透水性弱。對礦層影響甚微。

礦區(qū)內(nèi)地下水的補給來源主要靠大氣降水補給，主要由沿節(jié)理裂隙滲入補給，地下水類型主要是裂隙水。大氣降水多數(shù)以地表徑流形式排泄，礦區(qū)南部丹江口水庫為地下水排泄場所。本地溫濕多雨，降水豐富，從而為地下水提供了充足的補給來源。礦區(qū)地形有利于自然排水，大氣降水一部分形成地表徑流，并能迅速排泄到礦區(qū)東部及南部的溝谷中[1]。

礦區(qū)內(nèi)除東部炭溝河外無其它地表水體。炭溝河是本地村民唯一生活、生產(chǎn)用水源地，也可作為未來礦山生產(chǎn)、生活供水水源地之一，在其上游目前未發(fā)現(xiàn)有害化工廠等污染源，但在今后使用時應(yīng)加強對供水水源地水質(zhì)的檢測。

2 工程地質(zhì)條件

礦區(qū)內(nèi)礦層及頂、底板圍巖大致可劃分為薄-中厚層結(jié)構(gòu)以及散體結(jié)構(gòu)三種，工程地質(zhì)性質(zhì)與特征如下：

（1）震旦系白云巖：巖石以中厚層白云巖為主，抗壓強度為161.1Mpa～212.3Mpa，應(yīng)屬堅硬巖石，局部地表節(jié)理裂隙發(fā)育、巖石破碎，但屬間接頂、底板，對邊坡影響很小[2]。

（2）寒武系楊家堡組含礦層及硅質(zhì)巖：由薄層硅質(zhì)巖與泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖互層、薄-中厚層硅質(zhì)巖組成，該層裂隙不發(fā)育，巖石破碎，巖石物理力學(xué)性質(zhì)整體不好，巖石強度應(yīng)屬半堅硬巖石，但屬直接頂、底板，對邊坡有一定的影響。

（3）寒武系莊子溝組硅質(zhì)板巖含炭粉砂質(zhì)板巖：表層風(fēng)化帶裂隙極發(fā)育，向深部巖心完整，裂隙不發(fā)育，巖石破碎，巖石物理力學(xué)性質(zhì)整體不好，巖石強度應(yīng)屬半堅硬巖石，但屬直接頂、底板，對邊坡有一定的影響。

（4）寒武系馮家凹組深灰色中厚層微晶灰?guī)r：巖石破碎，巖石物理力學(xué)性質(zhì)整體不好，應(yīng)屬半堅硬巖石-軟弱巖石，但屬直接頂、底板，對邊坡有一定的影響。

影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素敘述如下：

（1）節(jié)理裂隙：通過對地表節(jié)理裂隙觀察統(tǒng)計，礦區(qū)節(jié)理裂隙較發(fā)育，地表巖石常破碎呈直徑小于5厘米的碎塊，裂隙主要有①180°～220°∠60°～74°、②125°～145°∠45°～67°、③270°～285°∠7°4～90°、④10°～25°∠34°～52°等，裂隙面多平直、光滑，延長一般幾米至幾十米，間距3cm～10cm，沿裂隙面常有位移發(fā)生；含礦層中層間滑動常沿①組節(jié)理裂隙產(chǎn)生，F(xiàn)3、F4、F5三條斷層走向均與該組裂隙一致[1]。

（2）層面：礦區(qū)各含礦層頂、底巖石層面間距一般較大、多在0.1m～0.3m，構(gòu)成含礦層及礦體的巖石層面間距較小，一般1cm～3cm，巖（礦）層產(chǎn)狀較陡，有弱變質(zhì)，層間結(jié)合力相對較好[1]。

（3）斷層：礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，各斷層均不同程度切割了礦體，對未來礦山開采均有一定影響。

3 環(huán)境地質(zhì)條件分析

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于南秦嶺印支冒地槽褶皺帶金雞嶺復(fù)向斜廟川褶皺束東段次級褶皺姚家埡倒轉(zhuǎn)向斜西段的核部[3]。礦區(qū)內(nèi)向斜核部由寒武系馮家凹組構(gòu)成，兩翼分別為寒武系莊子溝組、楊家堡組及震旦系燈影組。從該向斜在礦區(qū)出露的總體情況來看，是一個西部倒轉(zhuǎn)、東部正常的斜歪向斜；且核部地層出露東部寬、向西逐漸變窄，說明向斜有向東傾伏、向西逐漸仰起的趨勢。巖體完整性較好，山體穩(wěn)定性良好。

區(qū)內(nèi)植被不甚發(fā)育，局部分布少量松樹林，其余地段以灌木為主。礦區(qū)西部及東部均為切割較深的沖溝，兩岸多形成數(shù)十米深的峭壁。礦區(qū)西部及南部的局部陡崖附近，有小型零星危石崩落及坍塌，危害性較小。總體而言，礦區(qū)現(xiàn)狀條件下地質(zhì)環(huán)境良好。

4 結(jié)論

礦區(qū)內(nèi)主要礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于自然排水，礦床水文地質(zhì)條件中等；礦體圍巖單一，力學(xué)強度部分高，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，穩(wěn)定性差，礦區(qū)工程地質(zhì)條件中等；礦山開采可能引起水土流失、崩陷、滑坡、泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害，產(chǎn)生的廢石（土）、粉塵、廢氣及爆破震動等，對礦山及其附近的生態(tài)環(huán)境有一定影響，礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量中等。

因此，礦床開采技術(shù)條件為以水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)復(fù)合問題的礦床（Ⅱ-4）類型[1]。