新疆且末縣屈庫勒克金礦區開采技術條件分析

于 寧，柏 輝

（新疆地質礦產開發局第一區域地質調查大隊，新疆 烏魯木齊 830000）

根據礦床成因類型分析，本礦區屬中低溫熱液型金礦，礦體大體埋藏4044m～4430m，高于礦區最低侵蝕基準面3922m。查明礦區內水文地質、工程地質條件，并對其加以總結探討，對于礦山合理開發利用、規避生產環節中的安全事故都將有著重要的意義。

1 水文地質

1.1 區域水文地質概況

礦區位于昆侖山東部高山區，屬高山嚴寒氣候區，氣溫垂直分帶顯著，隨著地勢增高氣溫逐漸降低，氣候干燥寒冷、氣壓低，太陽輻射強烈，嚴重缺氧。海拔4000m 以上四季不分明，一年只能劃分冷暖兩季，即當年的10 月至次年3 月為冷季，4 月上旬～9 月為暖季[1]。年平均降水量為150mm,雨季多集中于6～8 月，降水量達150mm 左右，下大雪大雨時，有短暫的山洪發生，4800m 以上終年積雪。

礦區一帶海拔高度一般為4100m ～5200m，最高海拔5642m，一般相對高差200m ～500m。地勢總體上北高南低，地形高差較大，侵蝕切割強烈，山脊線多呈東西向展布，發育有較多的沖溝谷。山高陡峻、獨峰巍峨，形成不少的陡壁懸崖地貌，具典型的高原高山地貌特征。

1.2 地表水

礦區處于昆侖山分水嶺的北坡一帶，地表水系極不發育，主要為常年干河床。礦區內大多為季節性洪水形成的干溝，礦區西部發育有布拉克巴什代牙河，區內部分長約4.5km，流向為自北向南，河床寬約90m～150m，水流寬5m～40m，河流存在多處分支復合的形態，河流由北部高山區積雪融化形成洪水形成，水動態受融雪情況影響變化較大，河道地表水PH=8.08，硬度619.13mg/L，礦化度910mg/L。每年四月至十月為豐水期，河流流量為1.5m3/s，其中六至八月融雪時洪水泛濫，河道拓寬，洪峰流量可達6×103m3/s。

礦區內出露多處泉水點，沿第四系坡角向外緩慢滲出，呈片狀滲透出地表后匯聚形成小河流，泉眼大多5～8 月周期性涌水，其中有兩處泉水涌水量較大，分別為0.3L/s、3.75L/s。泉水PH=6.7～7.22，水質清澈透明，礦化度1.02g/L～1.23g/L。

2 礦區水文地質條件

礦區主要出露地層有上石炭統哈拉米蘭河群上亞群和第四系全新統沖積、洪積、殘坡積等。受后期區域構造的影響，地層巖性遭受變形和破壞，巖石構造、裂隙發育，為地下水的賦存提供儲水空間，巖層的富水性較弱[2]。結合礦區巖石類型、地質構造特征及地下水賦存條件，將礦區地下水劃分為松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙水和凍結層水三類。

2.1 松散巖類孔隙水

主要分布在溝谷及支溝的沖積、洪積砂礫石、卵礫石層中，含水層厚0.3m～5m，該層透水性良好，山間洼地中央潛水含水層單位涌水量為100m3/d·m～1000m3/d·m,洼地周邊地區潛水含水層單位涌水量為＜100m3/d·m，礦化度較高。補給來源為冰雪融水和大氣降水入滲，徑流途中，少部分被潛水面蒸發和植物蒸騰排泄，大部分流入河流后被水面蒸發。該含水層巖性較均一，徑流條件良好，與基巖裂隙水有較強的水力聯系。

2.2 基巖裂隙水

區內為高山地貌，山高谷深，冰川雪被發育，是地下水及地表水的形成區。大氣降水、冰雪融水入滲是地下水的主要補給來源。基巖裂隙水賦存在石炭系灰巖、砂巖、砂礫巖、凝灰巖等裂隙及斷裂破碎帶中；地下水接受大氣降水、冰雪融水的雙重補給，徑流以地表分水嶺為界，分水嶺以南多以側向徑流方式流入山間盆地或谷地；分水嶺以北，由于地形切割強烈，地下水多在溝谷中出露成泉后入河或直接側向補給河水，河水出山口補給北麓平原，基巖裂隙水水質較差，含水層單位涌水量為小于10m3/d·m,通過對鉆孔內采集水樣進行簡分析,基巖裂隙水礦化度1.02g/L～1.23g/L，水化學類型為Cl·SO4-Na·Mg 型。該含水層含水量較少，主要存在于巖石裂隙、破碎帶間，裂隙分布較為集中且裂隙間聯通性較強，開采過程有利于排導水，開采過程中應當注意預防突水現象，爆裂震動可能造成局部的軟弱層冒落，地面雨水或部分透水層中地下水流入井中，做好支護及排水等措施不會對開采造成災害性影響。

2.3 凍結層水

凍結層水分布在南部高山區，含水層由海相碎屑巖、碳酸鹽巖及第四系松散堆積物組成。含水層底板為多年凍土，上邊界為潛水面，含水層厚度、結構等隨季節變化一般5～10 月，季節性融凍層解凍，凍結層上含水層中地下水徑流暢通，11 月至次年4 月為封凍期，含水層介質被凍實，成為不透水層[3]。地下水主要補給方式為大氣降水入滲和山區冰雪融水入滲。地下水排泄方式為潛水面蒸發和轉化為河水后被蒸發。其水質良好，礦化度多小于1g/L，水化學類型以SO4-Cl 型為主，該含水層對開采基本無影響。

3 工程地質條件

礦區處于喀拉米蘭復合溝弧帶，產于上石炭統哈拉米蘭河群上亞群正常沉積碎屑巖、碳酸鹽巖組合中。礦區內主要斷裂為屈庫勒克東斷裂帶，其它為與之相關聯的次級斷裂，沿斷裂發育糜棱巖化帶和碎裂巖化帶。工程地質條件主要受構造斷裂以及泥化軟弱夾層影響較大，在工程施工中應注意斜坡與坡基的穩定性。

3.1 巖礦石穩定性能

礦區地層主要為第四系及上石炭統哈拉米蘭河群上亞群第一巖性段，按照巖石堅固程度分為松散巖組、軟弱巖組、半堅硬巖組三類：

（1）松散巖組：主要為第四系沖洪積物及殘坡積物，主要分布在礦區河道溝谷、山坡，由塊石、碎石、砂、土組成，巖體破碎，巖石質量極劣，厚度不一，疏松多孔，呈散體狀結構，堆積物受外力作用和雨水沖刷后，易發生滑坡或垮塌。

（2）軟弱巖組：巖性主要為上石炭統哈拉米蘭河群上亞群粉砂巖、砂巖、碎裂巖化蝕變粉砂巖，巖石平面上出露多呈條帶狀，RQD 值15%～80%，巖體完整性中等-差，巖石質量中等-劣，飽和狀態下的單軸抗壓強度值18.9MPa～60.9MPa，平均值37MPa，塊體天然密度為2.72g/cm3～2.81g/cm3，內摩擦角（φ）為43°～46.5°,凝聚力系數（c）為1MPa～2.6 MPa，軟化系數0.36～0.86。

（3）半堅硬巖組：主要為上石炭統哈拉米蘭河群上亞群灰色灰巖，呈厚大塊狀，主要以灰巖墻的形式存在，少量以透鏡體的形式存在于粉砂巖中，深部巖石的裂隙發育不均一，RQD 值50%～88%，巖石完整性中等，巖石質量中等，飽和狀態下的單軸抗壓強度值20.8MPa～40.8MPa，塊體天然密度為2.71g/cm3～2.81g/cm3，平均值為2.76g/cm3，內摩擦角（φ）為45°～48°,凝聚力系數（c）為1.7MPa～1.8MPa，軟化系數0.56～0.85。

3.2 構造特征

礦區存在一條屈庫勒克東斷裂帶，整體由多條近東西向、北東東向長度數十米至上千米的斷層組成，局部控制了區內石炭系地層走向與分布，斷裂構造的存在對巖體的穩定性造成較大影響，聯通性較好的節理裂隙會降低巖石的強度，開采時可能會產生滴水、冒頂甚至局部塌方的情況。

圖1 礦區地層特征圖

4 環境地質條件

礦區為高山地貌，地勢陡峭，地形切割強，礦區巖石具不同程度風化。區內無常住居民，水系不發育，稀疏發育低矮植物，生態環境較為脆弱，礦床開發利用對周邊環境影響較小，礦區地質環境質量中等，開采時需注意以下幾點：①礦區內修筑的簡易道路狹窄彎曲，礦區存在多處因修筑盤山道路形成的不穩定邊坡，多處碎石堆放形成的邊坡處于臨界狀態，在機械震動或雨水沖刷的條件下極易造成崩落，對礦區山體底部的簡易道路造成破壞。②開采中會排出大量廢石及二氧化硅粉塵，會對生態環境造成污染；堆放的礦石內含輝銻礦、毒砂等硫化物，通過大氣降雨在淋濾作用下易分解出有害組分徑流入到地表水體中，對區域地表水會造成一定影響。③礦區地形條件復雜，主要開采標高段為4000m～4200m，適宜硐采，硐口平臺設計要合理，在合適地點建設礦石堆放場，廢水池，防治造成環境污染及地質災害隱患。

5 結語

本礦區水文地質、工程地質條件綜合評述：①本礦區水文地質勘探類型為以裂隙含水層充水為主，水文地質條件簡單的礦床，工程地質勘探類型為第三類中等復雜型，地質環境質量中等；②礦區礦體存在于透水不含水層中，地下水補給條件較差，處當地最低侵蝕基準面以上，地下體對礦山開采影響不大，地表河水和泉水可作為臨時性飲水和工程施工用水水源，可在低洼處設置蓄水池作為枯水期備用水源；③對礦體頂底板巖石堅固系數測算，巖石整體穩定性較好，未遭受大型斷裂破壞，局部小范圍巖石穩定性稍差，井巷工程施工時需要注意對巷道圍巖的支護；④另外下一步勘探工作中，應當加強對采區巖體工程勘察，做好資料收集工作，合理設計采礦場地和硐采工程，進行地質災害評估工作，制定地質環境保護方案和礦山環境治理恢復計劃。