查干哈达庙矿区矿床开采技术条件

摘 要 本次水文地质、工程地质、环境地质勘查工作，在搜集利用区域水文地质资料和周边已有矿区水文地质、工程地质、环境地质资料的基础上，根据《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB12719-91的有关规定，结合查干哈达庙矿区的实际情况，开展了相应的工作。其目的是查明矿区含水层及隔水层的岩性、厚度、产状、分布范围、埋藏条件、水位、水质、水量、水温，矿层顶底板岩石的稳定性，矿区地下水的补给、径流、排泄条件及各含水层之间的水力联系，以确定矿床充水因素，预测矿坑涌水量，对矿床水资源综合利用进行分析，指出供水水源方向，评价地质环境。

关键词 查干哈达庙矿区；矿床开采

中图分类号：P611 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-159-2

1 区域水文地质条件

本区地处区域水文地质单元的补给、径流区，构造是控制区内地下水埋藏与分布的主导因素。区内构造为加里东晚期及华力西晚期，主要分为成矿期断裂和成矿后期断裂，构造方向为北东和北西向，构造的发育为区内裂隙水和裂隙孔隙水及孔隙水赋存奠定了基础。

本区水系不发育，工区北有一较大的季节性间歇河流为艾不盖河，该河随季节汇集大气降水形成河流。

干旱、多风、降雨集中的气候条件，对大气降水渗入补给地下水极为不利，地下水只有在沟谷洼地和河谷平原及裂隙发育的山区才能获得较多的渗入补给。现根据含水层的岩类分述如下。

1.1 含（隔）水层

含（隔）水层主主要有：松散岩类孔隙水（Qh）、下第三系始新统阿山头组弱含水层（E2a）基岩裂隙水、岩浆岩及脉岩含水岩组

1.2 区域地下水的补给、径流及排泄条件

大气降水是区内地下水的主要补给来源，除部分蒸发外，其余渗入补给地下水和形成地表径流，区内水系不发育，大部分沟谷为季节性河流。

赋存于山区和低山丘陵的基岩裂隙水主要接受大气降水的垂直渗入补给，然后由地势较高的山区向地势较低的沟谷径流，一是以泉的形式排泄到溪流沟谷洼地，沿途下渗，除部分蒸发外，其余补给地下水；二是以地下径流的形式，向地势低洼的丘间沟谷洼地中的孔隙潜水进行排泄。该区为本区的补给区。

赋存于丘间沟谷洼地地区的第四系孔隙潜水，主要接受大气降水的补给，其次还接受基岩裂隙水和部分地段河水的侧向补给，然后向下游径流，补给河谷平原区第四系孔隙潜水或泄入沼泽和诺尔，进行蒸发排泄。该区为本区地下水的补给径流区。

1.3 矿区水文地质条件

矿区水文地质条件复杂程度：

矿区地处低山丘陵区，矿区内地下水主要为基岩裂隙水，水质不好。基岩裂隙水主要分布在山区地势较低的坡脚和小型沟谷沟掌地带的风化壳内，静止水位普遍较高，其下为裂隙极不发育的完整基岩，隔水不含水。而第四系孔隙潜水主要分布在地势低洼的沟谷中沟谷洼地，静止水位普遍较低，孔隙潜水富水性中等，主要接受地下水径流的侧向补给和大气降水垂直入渗补给，此外还接受基岩风化裂隙水的侧向补给。

2 矿区工程地质特征

2.1 工程地质概况

铜矿化体主要是赋存在二叠统凝灰岩中，岩石普遍糜棱岩化、高岭土化，矿化体顶、底板经风化、淋滤较为破碎，节理裂隙发育，强度降低，稳定性差，遇水后成软泥状，易坍塌或片帮。开采矿体时应予以进行支护。

矿区出露的变英安岩节理裂隙最为发育，被后期细石英脉沿三组节理、裂隙贯入，三组节理、裂隙产状统计如下：第一组125°∠85°-55°，第二组175°∠70°，第三组80°∠55°。第一组节理最为发育，与矿区矿化蚀变带走向一致

2.2 矿体及围岩顶底板稳定性评价

矿体顶底板岩石均较破碎，呈块状和短柱状，岩石的力学性质较差，并向边坡地带风化程度有由弱变强。弱风化带中的岩石裂隙也较发育，岩石整体稳固性也较差。作为直接顶底板是不稳定的，开采时需加强支护。在大面积掘进和开采时，应留足够的岩柱和矿柱，支撑顶部岩石的压力，以免发生顶板塌陷和崩塌的可能性。开采沟谷附近及以下矿层时应考虑潜水下渗能力， 以免造成矿坑突水的可能性。

矿区内未见较大的软弱夹层和活动性断裂的存在，但矿区内构造及岩浆岩发育，变质作用强烈，这对岩体质量及岩体的稳定性造成了一定程度的破坏，所以在矿体开采时，应随时注意各种地质现象的变化，做到防患于未然，以免造成不良后果。

2.3 可能出现的工程地质问题预测

1）氧化带岩石由于受风化作用的影响，岩石质量差，岩体较破碎，工程力学性质较差，容易发生顶板冒落，两壁受力挤压变形的现象，开采时应加强支护。

2）矿区在大面积掘进和开采时，容易发生顶板塌陷和崩塌的可能性。

3）矿山开采后，将大面积地破坏各岩体的整体稳定性和岩石的物理力学性质，将可能导致地面塌陷和山体开裂等对地质环境产生影响破坏的可能性。在诱发因素及大范围开采的影响下有可能发生局部崩塌滑动等岩土工程问题的可能性。

3 矿区环境地质条件

3.1 地形、地貌

本区位于天山—蒙古地槽褶皱系，内蒙—兴安地槽褶皱带，华力西晚期褶皱带内，三级构造单元为哲斯敖包复向斜的东南侧，区内褶皱段裂较为发育。矿区位于低山丘陵区，矿区内地形平缓，最高点海拔高程为1115 m，相对高差不大。

3.2 地层及地质构造

3.2.1 区域稳定性评价

矿区动峰值加速度小于0.2 g，根据国家GB18306-2001规范，属地震活动微弱区，但有感地震时有发生，因此建筑物抗震设防烈度应以8度进行设防。

3.2.2 地层

本区除局部分布的第四系冲积层外，主要出露的地层为下二叠统大石寨组一岩段P1d1、大石寨组二岩段P1d2、大石寨组三岩段P1d3及下第三系始新统阿山头组。

3.2.3 地质构造

矿区内断裂构造较为发育，可分为成矿期断裂和成矿后断裂。

1）成矿期断裂：以北东向为主，该组断裂与区域上的29号断裂近于平行分布，断层产状与矿区地层产状大体相同，走向北东30°左右，倾向东南，倾角50°-70°，是主要的储矿构造，矿体沿该组断裂分布，矿体的产出状态严格受该组断裂的控制。

2）成矿后断裂：主要为北西向断裂，该组断裂形成期晚于北东向断裂，走向320°左右，表现为平推断层的性质，截断并错开北东向断裂。

矿区褶皱构造不发育，地层呈倒转的属单斜构造，仅在青灰色结晶灰岩和凝灰质砂岩中，由于受构造的影响发生层间小褶皱。

3.3 地震

根据国家GB18306-2001规范，本区动峰值加速度小于0.2 g，对应地震烈度为8度。故本区属地震活动微弱地区。

3.4 工程地质条件

矿区内未见较软弱夹层和活动性断裂的存在，首期开采地段的边坡均为较硬岩，根据岩石力学试验结果按单轴抗压强度（σCW MPa）划分矿体围岩属软弱岩（σCW≤60 MPa），按岩石的软化系数KW划分属易软化的岩石。通过上述分析，岩石完整程度为中等，按结构类型划分属块状结构，故矿区的工程地质条件属块状岩类的简单型。

3.5 水文地质条件

矿区为低山丘陵区，地形平缓，矿区内地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，水质较差，矿区基岩裂隙水富水性较弱，矿体与裂隙含水层直接接触，裂隙水沿风化裂隙和构造断裂带直接进入矿坑，造成矿床充水，是矿床充水的直接因素。地下水的补给条件差，水文地质边界简单，矿床是以裂隙含水层充水为主，水文地质条件简单的矿床。

3.6 矿区环境地质类型

矿区内为纯牧业区，地广人稀，民用建筑较少，矿区附近无污染源，地下水为矿化度1-3克/升的Cl-Na和Cl·SO4-Na型水，矿石和废石不易分解出有害组分及无放射性，故矿区地质环境质量良好。

4 矿区环境地质影响评价

4.1 矿区水环境质量评价

根据矿区水质分析结果，矿区地下水矿化度小于1 g/l-3 g/l，为微咸水-咸水，为Cl-Na和Cl·SO4-Na型水，水中F—超标，其它指标基本符合国家饮用水标准，作为矿区日常生活用水不宜长期饮用，所以最好还是寻找更好的水源地。

4.2 矿坑水和其它污染源区对地下水的影响

矿区内地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，水质不好。基岩裂隙水主要分布在山区地势较低的坡脚和小型沟谷沟掌地带的风化壳内，静止水位普遍较高，而第四系孔隙潜水主要分布在地势低洼的沟谷中，矿区开采后，若矿坑水和其它生产废水直接排放渗入到地下，将会使地下水受到污染。另外、矿石和废石的大量堆放，会在降水淋滤的作用下，污染水渗入到地下，使地下水受到污染。

因此，矿坑水及其它工业废水不应随意排放，应根据矿区地形地貌和水文地质条件，合理选择选矿厂和尾矿库的地址或采取有效的防护措施，对采矿排出的水和其它废水进行净化处理和回收利用，以免对地下水造成水质污染。

5 矿区地下水开采所造成的影响

随着矿山开采的发展，日需水量将日趋加大。而矿区地下水资源和补给量均有限，故矿山在开发利用地下水资源时，应科学合理地布置井位和井距，避免过量开采引起区域地下水水位的持续下降，造成井、泉枯竭和地面塌陷的可能性。

参考文献

[1]王守光，王新亮，常忠耀，等.内蒙古查干哈达庙块状硫化物型铜矿床类型的确认及其义[J].地质找矿论丛，2009.