貴州省赫章縣豬拱塘鉛鋅礦勘探的開采技術(shù)條件研究

彭濤 葛正枝 何良倫 趙鋒 汪磊

摘要：貴州省赫章縣豬拱塘鉛鋅礦區(qū)于2018年3月全面完成了詳查階段的各項(xiàng)工作，提交了《貴州省赫章縣豬拱塘鉛鋅礦詳查報(bào)告》。在詳查工作基礎(chǔ)上，礦區(qū)工作于2018年5月進(jìn)入勘探階段。本次工作的目的是根據(jù)豬拱塘超大型鉛鋅礦地質(zhì)特征，礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)條件通過各項(xiàng)工作的開展，詳細(xì)查明礦區(qū)開采技術(shù)條件，為礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及礦山建設(shè)可行性研究和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：豬拱塘鉛鋅礦；勘探；開采技術(shù)條件

Study on mining technical conditions for exploration of Zhugongtang lead-zinc deposit in Hezhang County， Guizhou Province

Peng Tao， Ge Zheng-zhi， He Liang-lun， Zhao Feng， Wang Lei

113 Geological Brigade， Guizhou Geological Bureau， Liupanshui 553000

Abstract： In March 2018， the detailed survey of Zhugongtang lead-zinc mine in Hezhang County， Guizhou Province was completed， and the detailed survey report of Zhugongtang lead-zinc Mine in Hezhang County， Guizhou Province was submitted. On the basis of detailed survey work， the mining area work entered the exploration stage in May 2018. The aim of this work is to find out in detail the mining technical conditions in the mining area according to the geological characteristics of the super-large lead-zinc deposit in Zhugongtang， and the hydrogeological， engineering geological and environmental geological conditions of the deposit， it provides a basis for the technical and economic evaluation of the deposit and the feasibility study and design of the mine construction.

Key words： Zhugongtang lead-zinc Mine； Exploration； Mining technical conditions

1.概述

礦區(qū)水文地質(zhì)條件為以巖溶含水層充水為主、溶洞為主、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的巖溶充水礦床，工程地質(zhì)條件及環(huán)境地質(zhì)條件中等。經(jīng)可行性評(píng)價(jià)，礦床開發(fā)是經(jīng)濟(jì)的。本次工作實(shí)現(xiàn)了黔西北地區(qū)鉛鋅找礦的重大突破，礦區(qū)屬長(zhǎng)江流域?yàn)踅迪床撕又Я鳎V區(qū)位于地下水徑流區(qū)，大氣降水是地下水的主要來源。區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育，主要地下水類型是巖溶水，當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面位于礦區(qū)南東部苗寨溝一帶，標(biāo)高1640m，地下水平均水位1660.4m（圖1）。為確保鉆孔能取得預(yù)期成果，對(duì)調(diào)整后的水文地質(zhì)鉆孔位置補(bǔ)充開展了水文地面物探（TEM）工作。在物探成果基礎(chǔ)上，確定了ZK5408、ZK10006（圖2）兩個(gè)水文地質(zhì)鉆孔的具體施工位置。設(shè)計(jì)兩個(gè)水文鉆孔均進(jìn)行兩個(gè)試段的分層抽水試驗(yàn)（強(qiáng)巖溶含水層段、弱巖溶含水層段）。為查證F2斷層水文地質(zhì)條件，實(shí)際工作補(bǔ)充了對(duì)F2斷層開展抽水試驗(yàn)工作。

2.水文地質(zhì)

調(diào)查范圍以首采區(qū)為中心，向外適當(dāng)外延，觀察點(diǎn)和觀察路線根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)。主要對(duì)地表水、地表出露的泉點(diǎn)、水文地質(zhì)地層、老硐或老生產(chǎn)礦床及其積水情況、地表巖溶發(fā)育情況等開展調(diào)查。工作方法采用穿越法為主，追索法為輔。采用手持GPS定位儀、三角堰或LS1206B型便攜式流速儀、煤油溫度計(jì)、水位測(cè)量?jī)x等工具進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的采集。完成工作量20km2，其中井、泉點(diǎn)11點(diǎn)，水庫、堰塘2點(diǎn)，地表溪溝5點(diǎn)，地表巖溶洼地、落水洞58點(diǎn)，老硐、生產(chǎn)井28點(diǎn)。工作中嚴(yán)格執(zhí)行《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB12719—1991），所取得的成果滿足勘探工作要求如圖3。

3.工程地質(zhì)

與1∶5000水文地質(zhì)調(diào)查同時(shí)開展，以出露的工程地質(zhì)巖組為調(diào)查單元，觀察點(diǎn)和觀察路線根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)，主要對(duì)工程地質(zhì)地層及巖組，表部覆蓋層的厚度、巖性、結(jié)構(gòu)特征，軟弱巖組的性質(zhì)、產(chǎn)狀、分布及其工程地質(zhì)特征，礦區(qū)內(nèi)自然斜坡和人工邊坡，生產(chǎn)礦床及相鄰礦山的各類工程地質(zhì)問題等開展調(diào)查。完成工作量20km2。工作中嚴(yán)格執(zhí)行礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查相關(guān)規(guī)范規(guī)程，所取得的成果滿足勘探工作要求。與鉆孔水文地質(zhì)編錄同時(shí)開展。內(nèi)容包括：統(tǒng)計(jì)與描述巖芯塊度，繪制巖芯塊度柱狀圖；統(tǒng)計(jì)節(jié)理裂隙；確定鉆孔中流砂層、破碎帶、裂隙密集帶、風(fēng)化帶與軟弱夾層、巖溶發(fā)育帶、蝕變帶的位置和深度；按鉆進(jìn)回次測(cè)定巖石質(zhì)量指標(biāo)（只RQD），確定不同巖組RQD值的范圍和平均值，已完成工作量43405.84m/46孔，剩余工作量3880m/4孔。

鉆孔工程地質(zhì)編錄工作嚴(yán)格按照《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB12719—1991）要求執(zhí)行，工作方法、工作量滿足勘探工作需要。本次工作按對(duì)一期開拓水平以上礦體及其圍巖（或控礦構(gòu)造）按不同巖石分別采樣。采樣規(guī)格與數(shù)量按實(shí)驗(yàn)室的具體要求確定。樣品采集后，現(xiàn)場(chǎng)用保鮮膜包裹。完成工作量216件。樣品采集及送檢均嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

4.環(huán)境地質(zhì)

區(qū)域出露地層主要有碳酸鹽巖地層、碎屑巖地層及火成巖。區(qū)域地下水類型可分為碳酸鹽巖類巖溶水、碎屑巖和火成巖類基巖裂隙水及松散巖類孔隙水三大類。碳酸鹽巖地層主要有泥盆系上統(tǒng)望城坡組（D3w）、堯梭組（D3y），石炭系下統(tǒng)上司—舊司組（C1j-s）、擺佐組（C1b），上統(tǒng)馬平組（C2m）、黃龍組（C2h）及二疊系中統(tǒng)棲霞組（P2q）、茅口組（P2m），為巖溶含水層，代表性泉流量7-268L/s，地下要有志留系下統(tǒng)韓家店組（S1h）、石炭系下統(tǒng)祥擺組（C1x）、二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）及上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l），一般泉流量1L/s～2L/s，地下水徑流模數(shù)1L/s.km2～1.2L/s.km2，含水介質(zhì)主要為構(gòu)造、風(fēng)化裂隙，富水性弱；二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖組（P3β）為火成巖，其淺部巖體風(fēng)化裂隙較發(fā)育，一般泉流量0.1L/s～1L/s，地下水徑流模數(shù)約1L/s.km2，含基巖裂隙水，富水性貧乏如圖4。

通過對(duì)鉆孔水文地質(zhì)編錄資料的統(tǒng)計(jì)和分析認(rèn)為，礦區(qū)巖溶發(fā)育呈現(xiàn)自上而下由強(qiáng)變?nèi)跻?guī)律：大致標(biāo)高1600m以淺，巖溶發(fā)育程度中等-強(qiáng)烈，巖溶形態(tài)以溶洞、溶隙為主，溶孔次之；標(biāo)高1600m以深，巖溶形態(tài)以溶隙為主，巖溶欠發(fā)育或不發(fā)育。

5.礦產(chǎn)資源開采可能引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題預(yù)測(cè)

5.1地質(zhì)災(zāi)害

標(biāo)高1600m中段礦產(chǎn)資源埋藏較淺，直接頂?shù)装鍘r性主要為硬質(zhì)巖，雖然其力學(xué)強(qiáng)度高，穩(wěn)固性總體較好，但巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，少量埋深較淺的礦體在開采中可能影響到地表，局部產(chǎn)生地表變形。

標(biāo)高1300m～1500m中段礦產(chǎn)資源埋藏較深，直接頂?shù)装鍘r性主要為硬質(zhì)巖，巖溶欠發(fā)育或不發(fā)育，力學(xué)強(qiáng)度高，穩(wěn)固性總體較好，開采影響到地表的可能性小。

5.2水環(huán)境

（1）公雞寨水庫與首采區(qū)分別位于分水嶺兩側(cè)，距首采區(qū)邊界最近約780m，距主礦體邊界約850m，其所處地帶為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M碎屑巖。礦山開采對(duì)公雞寨水庫的影響小。

（2）開采標(biāo)高1300m～1500m中段礦產(chǎn)資源時(shí)，由于采礦產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶和冒落帶高度遠(yuǎn)小于礦體頂板至弱巖溶帶頂板高度，主要充水含水層富水性弱，同時(shí)還有志留系韓家店組（S1h）隔水層阻隔，礦山開采對(duì)水環(huán)境的影響小。

（3）開采標(biāo)高1600m以上礦產(chǎn)資源時(shí)，未來礦山開采可能對(duì)地下暗河通道造成破壞，導(dǎo)致其地下水進(jìn)入礦床。同時(shí)在以首采區(qū)為中心的一定區(qū)域內(nèi)，由于礦床長(zhǎng)期疏干排水，將造成一定區(qū)域內(nèi)地下水位下降，可能造成S4號(hào)大泉水量減小、水質(zhì)變差。

（4）礦區(qū)見有二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）地層。據(jù)本次勘探結(jié)果，梁山組（P2l）時(shí)夾煤線，最大厚度<0.60m，不可采。據(jù)此分析認(rèn)為，梁山組（P2l）煤線對(duì)未來礦山建設(shè)、開發(fā)不構(gòu)成影響。

（5）據(jù)光譜及組合分析結(jié)果，矸石中含有硫、鉛、鎘、鉻、汞、砷及氟等有毒有害物質(zhì)。矸石及礦坑廢水無序堆棄、排放將對(duì)礦區(qū)自然環(huán)境及水環(huán)境造成污染。

（6）未來開采設(shè)計(jì)尾礦庫址位于朱砂廠溝谷地帶，下伏地層為石炭系馬平組（C2m）和黃龍組（C2h）碳酸鹽巖，巖溶發(fā)育。雨水淋濾后，可能將尾礦中的有毒有害物質(zhì)經(jīng)由巖溶管道帶入地下，對(duì)地下水環(huán)境造成污染。

6.結(jié)論

（1）礦山建設(shè)產(chǎn)生的廢渣堆積體應(yīng)選擇合適位置進(jìn)行堆放，并采取合理的支擋措施。

（2）開采標(biāo)高1600m以上礦產(chǎn)資源時(shí)，（建議暫不開采標(biāo)高1600m以上礦產(chǎn)資源）將對(duì)礦區(qū)及周邊水環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、地貌景觀、耕地等造成不可逆的影響。建議暫不開采標(biāo)高1600m以上礦產(chǎn)資源。

（3）礦坑廢水及矸石應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)膬艋幚矸娇膳欧拧⒍褩墶?/p>

（4）尾礦庫及矸石堆場(chǎng)不應(yīng)設(shè)置在碳酸鹽巖分布區(qū)，避免雨水淋濾后將其中有毒有害物質(zhì)經(jīng)由巖溶管道對(duì)地下水環(huán)境造成污染。

（5）“綠水青山就是金山銀山”，從礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)到礦山建設(shè)、生產(chǎn)，應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件，全面貫徹綠色礦山理念和意識(shí)，著力打造“綠色生態(tài)、旅游環(huán)保”型的新型礦山。

致謝：本文是赫章鼎盛鑫礦業(yè)發(fā)展有限公司貴州省赫章縣豬拱塘鋅礦詳查綜合研究成果之一，野外工作中得到了公司的大力支持，同時(shí)也得到了貴州省地礦局領(lǐng)導(dǎo)及專家的指導(dǎo)，在此謹(jǐn)致謝意。

參考文獻(xiàn)：

[1]張長(zhǎng)青，吳越，王登紅，等.中國(guó)鉛鋅礦床成礦規(guī)律概要[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)， 2014， 88（12）： 2252-2268.

[2]汪磊，彭濤，何良倫，趙鋒，等.貴州省赫章縣豬拱塘鉛鋅礦詳查報(bào)告[R]. 2018： 108-137.

[3]貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.貴州地質(zhì)災(zāi)害及其防治[M].貴陽：貴州科技出版社， 2009.

[4]楊勝元，等.貴州環(huán)境地質(zhì)[M].貴陽：貴州科技出版社， 2008.

[5]朱靄林，黃根生.論黔中鋁土礦的地質(zhì)時(shí)代[J].貴州地質(zhì)， 1984， 1：84-96.

[6]劉正峰，等.水文地質(zhì)手冊(cè)（1-4卷）[M].北京：銀聲音像出版社， 2005.

[7]陳革平，王偉，張林，等.貴州巖溶石山地區(qū)地下水資源勘查與生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R]. 2003.

[8]袁道先，蔡桂鴻.巖溶環(huán)境學(xué)[M].重慶出版社， 1996.

[9]貴州地質(zhì)工程勘察院.貴州省喀斯特大泉及地下河研究報(bào)告[R]. 1989.