繁峙縣松澗金礦礦床開采技術條件研究

袁寶勇

（山西中晉冶金地質環境科技有限公司，山西 忻州 034000）

松澗金礦礦區位于繁峙縣城北東方向直距35km的松澗村附近，隸屬繁峙縣砂河鎮管轄。

1 水文地質條件

1.1 區域水文地質

本區位于五臺山西段滹沱河北岸的變質巖地區。①富水區。主要分布于南部滹沱河為軸心帶狀區間內，水位埋深0m～20m，地下水水位標高1070m～1150m。含水層主要為第四系粉細砂至中粗砂。該單元地下水補給充足，水量豐富。單位涌水量5.0L/s·m～30.0L/s·m。②中等富水區。沿滹沱河沖積傾斜平原兩側呈帶狀分布，由黃土丘陵或臺地組成，地下水水位標高1025m～1300m。在較大溝口洪積扇及古洪道地段，水量比較豐富[1]。在黃土覆蓋區地下水位埋深變化較大，富水性變化也較大。③弱富水區。分布于基巖山區。地下水主要賦存于基巖裂隙中，沒有穩定的含水層存在。

1.2 礦區水文地質

礦區位于區域水文地質以及地形地貌單元的低中山、黃土臺地區及丘陵，區內北高南低，地形起伏大，切割強烈。

（2）地表水體。礦區內現無地表水體，滹沱河一級支流——義興寨子河西距礦區2km，河流長度約20km。礦區內沖溝較發育，南北向展布，溝內無泉水出露。

（1）礦區含水層類型與分布。礦區可劃分為砂卵礫石含水層、黃土類孔隙水含水層、基巖裂隙含水層等3類。①砂卵礫石含水層：主要由砂礫石及細砂層組成，厚5m～25m。地下水PH值8.12，屬弱堿性、冷水、低耗氧、HCO3—Ca·Mg型水。②黃土孔隙水含水巖組：由上更新統砂質土層組成。廣泛分布于區內山坡及坡頂，覆蓋于太古界老地層之上，厚度5m～25m，層底標高約1080m～138m，無泉水點出露，黃土孔隙水單位涌水量遠小于0.1L/s.m。屬微弱含水層。③基巖裂隙含水層：風化基巖層巖石表面多呈碎塊及土狀，一般厚0m～25m，據抽水試驗，基巖裂隙含水層單位涌水量0.050L/s·m。平均滲透系數0.1187m/d。屬弱富水性含水層。新鮮巖層巖性由黑云斜長片麻巖、石英脈巖、斜長角閃片巖等組成，據鉆孔抽水試驗資料，新鮮的基巖層構造裂隙段最大單位涌水量0.0321L/s.m，平均滲透系數為0.84m/d～1.1m/d。屬弱富水。當地侵蝕基準面1332m，礦體賦存標高1020m～1400m，即礦體大部分賦存于侵蝕基準面以下，一方面礦層傾角陡，基巖裂隙水多由水平方向運移至礦層對礦床充水；另一方面上部蓋層中的地下水直接或間接進入礦體，對礦床形成造成影響。

（3）礦區地下水的補、徑、排條件。受區域補徑排條件控制，礦區地下水除接受大氣降水部分滲入補給外，主要是義興寨河側向補給。礦區所在地為徑流區，地下水最終排入義興寨河流出區外，地下水流向由北向南。

（4）礦床充水因素分析。①地表水充水：義興寨河一般標高1280m.，礦區最低開采標高1040m，河床高出最低采高240m，當有構造導通時，河水可能對礦床充水。②斷裂導水：現階段礦區未發現導水斷層，探礦工程也未揭露出較大斷裂構造。從井下工程分析，僅個別地段有零星滴水，最多1分鐘50滴。說明礦床含水微弱。

（5）礦坑涌水量預測?，F用“大井法”預測正常涌水量。

式中Q：涌水量，k:滲透系數，取0.5m，h:含水層厚度，取30m，S:降深，取10m；R0:引用影響半徑，取500m，r0:引用半徑。取100，代入上式得Q=495m3/d。

1.3 礦區水文地質條件略評

礦體賦存于當地侵蝕基準面以下，礦床充水一方面由基巖裂隙水直接進入，在豐水期對礦體開采也會形成很大的威脅，如采礦中萬一貫通地表水體，后果將不堪設想。綜述認為礦床水文地質條件屬中等。

2 工程地質

2.1 礦區工程地質條件

根據巖石形成的先后順序、成因類型和結構特征以及物理力學性質，礦區可劃分為5個工程地質巖組。①中厚層片麻巖組?；野谆尹S色，粒狀變晶結構、片麻狀構造。BQ值介于480～550之間，巖石屬質量等級屬于完整級。含金石英脈賦存于該組地質體中，為礦體的頂板及底板。該組巖石干容重2.70～2.74（g/cm3），吸水率0.16～2.32，軟化系數0.3～0.8，極限抗壓強度59Mpa～226Mpa，抗拉強 度7.84Mpa～11.5Mpa，內聚力6.97～8.23，內摩擦角40.1～44.7°屬脆性硬質巖石。②斜長角閃巖巖組。暗灰色、灰綠色，粒狀變晶、塊狀構造。脈狀產出，節理較發育。該組巖石干容重3.21（g/cm3），吸水率0.19，軟化系數0.4～0.7，極限抗壓強度55Mpa～135Mpa，抗拉強度1.7Mpa～6.3Mpa，內聚力16.1，內摩擦角36.9°屬脆性硬質巖石。BQ平均470，巖石質量等級屬較完整。③石英巖組。分布于礦區深部，脈狀產出。據井下揭露，BQ值為700～750，巖石質量等級屬巖體完整。④砂質土單層土體。廣泛分布于礦區表層，主要由上更新統黃土組成，厚度5～35，呈松散狀，上部垂直節理發育，大孔隙，具濕陷性，工程地質條件差。

2.2 礦區工程地質條件略評

礦區礦體產于脈狀石英巖中，礦體及頂底板、圍巖屬堅硬巖石，巖體質量等級屬中等－巖體完整。穩固，性較好，礦區工程地質條件簡單。

3 環境地質

（1）區域地殼穩定性及新構造運動。本區地理位置處于云恒山-五臺山之間馬鞍形部位滹沱河新裂陷之東，大地構造位置在山西臺背斜五臺山塊隆的恒山五臺山穹起之上。自新構造運動（喜馬拉雅運動）以來，滹沱河裂陷區一直在緩慢下降，北部山區則在不斷隆起。本區位于華北地震帶山西地震亞帶北中部，該區域地震動峰值加速度值為0.2g，根據1990年中國地震局《中國地震烈度區劃圖》，該區域地震基本烈度為Ⅷ度。

（2）礦區地質環境現狀。本礦區位于基巖山區，山巒迭復，山勢陡峭，地表風化強烈。污染源主要為廢石、粉塵、固體廢棄物，尾礦壩順河溝北測布設，可能形成泥石流物源，但離礦帶較遠，危及不到礦山?，F狀條件下礦區范圍內無崩塌滑坡、采礦塌陷、地裂縫等地質災害。礦區范圍內無村莊，絕大部分地區仍為原始地貌，基本屬于地質環境良好的地區。但相鄰義興寨金礦選礦生產有氰化侵出工藝，廢液中存在劇毒氰化物，加上廢石中的金屬硫化物中Pb、Zn、S等元素的影響，嚴重威脅到周邊的生態環境及土壤，應引起注意。

（3）礦床開采對地質環境的影響。礦山開采所能引發的塌陷一般均出現在無人區，礦床開采過程中一般不會加劇或引發崩塌滑坡等地質災害，但采礦過程中廢石日積月累，由于風化和淋濾作用，對周邊的環境有一定的污染。根據附近礦山物探測井資料，未發現放射性物質異常。本礦床開采可能會造成一定的地質環境影響，但危害不會很大。環境地質條件中等。綜合礦區水文地質、工程地質、環境地質條件分析將本區礦床開采技術條件類型劃分為開采技術條件中等的以水文地質問題和環境地質問題為主的礦床。