■李續(xù)彬

（西北水利水電工程有限責任公司 陜西西安 710065）

陜西省鎮(zhèn)安縣木王滑石礦床（體）開采技術條件分析

■李續(xù)彬

（西北水利水電工程有限責任公司 陜西西安 710065）

本文在了解礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖、蝕變等地質(zhì)特征的基礎上，結(jié)合已發(fā)現(xiàn)的礦床體特征，對木王滑石礦床（體）的開采條件分別從水、工、環(huán)地質(zhì)條件，三個角度，對陜西省鎮(zhèn)安縣木王滑石礦床（體）開采條件進行分析。結(jié)論認為：木王礦區(qū)水文地質(zhì)條件復雜程度為簡單，礦床充水類型為以裂隙充水為主的礦床；工程地質(zhì)復雜程度屬中等型；礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好。

木王滑石礦床（體）水、工、環(huán)地質(zhì)條件

0 引言

礦床開采技術條件是評價礦床的一項重要研究內(nèi)容，決定或影響開采方法和技術措施的各種地質(zhì)及技術因素。本文即在陜西省鎮(zhèn)安縣木王鎮(zhèn)所在區(qū)域地質(zhì)特征、其滑石礦床（體）地質(zhì)特征比較說明的基礎上，從水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件等方面，分別對木王滑石礦礦床開采技術條件進行分析。

1 礦區(qū)所在區(qū)域地質(zhì)特征及礦床（體）特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

從區(qū)域看，木王滑石礦礦床（體）所在區(qū)域位于南秦嶺印支褶皺帶金雞嶺復式向斜的西北部、寧陜花崗巖體的東側(cè)；地層分區(qū)屬鳳縣-鎮(zhèn)安地層小區(qū)，主要出露一套下古生界奧陶系、志留系及上古生界泥盆系的碳酸鹽巖-碎屑巖建造；北西西-南東東向褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育；巖漿活動強烈，印支期花崗巖體在西部和北部大面積出露。

出露地層主要有上奧陶統(tǒng)（O3）、下志留統(tǒng)（S1）及下泥盆統(tǒng)公館組（D1g1）等。其中上奧陶統(tǒng)（O3），依巖性特征分為兩個巖性段：

（1）灰色中厚層狀結(jié)晶灰?guī)r（O31），局部夾薄層狀滑石透閃石鈣質(zhì)片巖，該套地層為礦區(qū)時代最老層位，組成項家灣-趙戶溝背斜的核部。

（2）O32：淺灰-灰綠色綠泥石石英片巖、滑石透閃石鈣質(zhì)片巖，該層為區(qū)內(nèi)滑石礦的賦礦層位；下志留統(tǒng)（S1），為一套黑色炭質(zhì)千枚巖、灰-灰黑色石榴石云母石英片巖及淺灰色-灰色薄層狀白云巖；下泥盆統(tǒng)公館組（D1g1），呈北西-南東向分布，依據(jù)巖性特征可分為兩個巖性段：D1g1-1：灰-深灰色，薄-中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r；D1g1-2：白色厚-巨厚層狀白云石大理巖，是區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)滑石礦的賦礦層位（如圖1）。

從構(gòu)造上看，木王滑石礦區(qū)及周邊，褶皺、斷裂較為發(fā)育，片理化構(gòu)造更是廣泛見于各類片巖中。主要構(gòu)造線與區(qū)域構(gòu)造方向一致，均呈北西向展布，項家灣背斜、小溝向斜構(gòu)造控制礦帶，滑石礦均產(chǎn)于褶皺翼部，呈帶狀展布。

圖1

礦區(qū)及其周邊變質(zhì)作用較弱，以區(qū)域變質(zhì)作用及動力變質(zhì)作用為主，在與花崗巖體接觸帶常見有熱變質(zhì)現(xiàn)象及角巖化。區(qū)內(nèi)變質(zhì)程度為低綠片巖相，變質(zhì)巖石主要為白云石大理巖、滑石透閃石鈣質(zhì)片巖、綠泥石石英片巖、炭質(zhì)千枚巖。動力變質(zhì)作用沿構(gòu)造帶呈線狀分布，其形成的巖石主要為碎裂巖類及構(gòu)造片巖。

以中低溫熱液蝕變?yōu)橹鳎饕娪写罄韼r化、碳酸鹽化（白云石、方解石）、綠泥石化、滑石化、透閃石陽起石化。其中大理巖化、綠泥石化為區(qū)域變質(zhì)作用的產(chǎn)物，滑石化、透閃石陽起石化蝕變主要沿斷裂構(gòu)造破碎帶和層間擠壓滑動破碎構(gòu)造帶（片理化帶）產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)蝕變生成順序依次為大理石化、綠泥石化-碳酸鹽化（白云石、方解石）--滑石化-透閃石陽起石化。其中滑石化與礦化關系密切，后期透閃石陽起石化對成礦起一定的破壞作用。一般地講滑石化發(fā)育地段，滑石礦體易見，而透閃石陽起石化強烈地段則無滑石礦體分布。

1.2 礦床（體）特征

礦區(qū)內(nèi)滑石礦體呈北西-南東向賦存于下泥盆統(tǒng)公館組地層的巨厚層狀白云石大理巖中。礦體嚴格受區(qū)內(nèi)發(fā)育的北西-南東向或近東西向斷裂控制。

在木王滑礦區(qū)共圈定滑石礦化帶三條，其中Ⅱ、Ⅲ號含礦帶中所圈定的滑石礦體質(zhì)量較差，達不到工業(yè)利用要求，Ⅰ號滑石礦化帶滑石礦體質(zhì)量相對較高，Ⅰ號滑石礦化帶位于長坪河南側(cè)小溝口向斜北翼，該帶內(nèi)的滑石礦體賦存于下泥盆統(tǒng)公館組白色厚-巨厚層狀白云石大理巖中，礦帶與地層展布方向基本一致，呈北西-南東向延伸，沿走向、傾向變化較大，礦體呈似層狀、條帶狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體與圍巖界線較明顯。

（3）部門間協(xié)同不高，用戶服務體驗差。獨立建設的信息系統(tǒng)，難以實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨部門的服務流程，無法完成部門間協(xié)同服務。同時，各系統(tǒng)UI單獨設計，風格各異，用戶服務體驗差。

2 木王滑石礦床（體）開采技術分析

2.1 水文地質(zhì)條件分析

區(qū)內(nèi)的主要水系為長坪河，屬旬河的一級支流，常年流水，水質(zhì)優(yōu)良，無污染，可作為礦山的工業(yè)用水及生活用水。長坪河兩側(cè)支溝多為季節(jié)性溪流，地表水系水量隨大氣降水而發(fā)生變化，地下水主要靠大氣降水補給，其次是地表徑流的滲入補給，地下水經(jīng)巖層、斷裂帶的滲流在溝谷切割較深處排泄補給地表水。礦區(qū)位于長坪河中部，地形坡度較緩，河谷發(fā)育，有利于地表水及地下水的排泄。

區(qū)內(nèi)隔水層為上奧陶統(tǒng)（O32）淺灰-灰綠色綠泥石石英片巖、滑石透閃石鈣質(zhì)片巖、下志留統(tǒng)（S1）黑色炭質(zhì)千枚巖、灰-灰黑色石榴石云母石英片巖，其隔水性較好。

區(qū)內(nèi)含水層為下泥盆統(tǒng)公館組第一巖性段（D1g1-1）灰-深灰色薄-中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、第二巖性段（D1g1-2）白色厚-巨厚層狀白云石大理巖，由于其厚度不大，含水有限。另外第四系殘坡積物等孔隙潛水含水層及斷裂構(gòu)造帶、層間滑脫構(gòu)造帶、地表風化裂隙帶等構(gòu)成裂隙潛水含水層，其中孔隙潛水含水層及礦體頂、底板含水層是區(qū)內(nèi)主要含水層，但厚度不大，含水有限，且區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，有利于地下水的排泄，因此對礦體的開采影響不大。區(qū)內(nèi)含水層厚度不大，含水有限，裂隙潛水類型水平平面上呈帶狀分布，由于裂隙的不均勻性，局部水量較大?？拥纼?nèi)以裂隙潛水為主，具季節(jié)性，一般涌水量不大，均可自然排出。

總之，礦區(qū)內(nèi)隔水層隔水性好，含水層厚度不大，含水有限，且礦區(qū)內(nèi)滑石礦體主要位于當?shù)刈畹徒g基準面 （1380米標高）以上，地形條件有利于自然排水，礦床主要屬孔隙、裂隙充水類型，水文地質(zhì)條件中等。礦區(qū)內(nèi)已施工的兩個探、采礦平硐中均無涌水現(xiàn)象，僅局部見裂隙、孔隙少量滲、滴水現(xiàn)象，利用平硐自然排出地表。

開采前后水文地質(zhì)條件變化不大。

2.2 工程地質(zhì)條件分析

2.2.1 工程地質(zhì)條件現(xiàn)狀

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖石有不同程度的碎裂，礦體受斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶及片理化帶控制，礦體為碳酸鹽化（白云石、方解石）、滑石化、透閃石陽起石化蝕變巖，且滑石化占礦物總量的85-95%，其它蝕變礦物少量，礦體相對較完整，較堅固穩(wěn)定，局部裂隙發(fā)育，較破碎，礦體頂、底板圍巖為厚-巨厚層狀白云石大理巖，巖石抗壓、抗拉、抗剪強度高，局部地段巖石片理發(fā)育，易發(fā)生坍塌、掉塊現(xiàn)象。

礦山工程地質(zhì)屬簡單類型。

2.2.2 工程地質(zhì)條件預測及評價

在未來礦山開采過程中，隨著采空區(qū)的擴大、增加，采空區(qū)的穩(wěn)固性隨之降低，發(fā)生坍塌、掉塊幾率將越來越多，其工程地質(zhì)條件會由簡單突變?yōu)橹械?復雜，故應采用合理的采礦方法進行開采，在易坍塌地段進行支護，對采空區(qū)進行廢渣回填，以達到達穩(wěn)固采空區(qū)的目的，使礦山生產(chǎn)正常、順利進行。

總之，礦區(qū)內(nèi)隔水層隔水性好，含水層厚度不大，含水有限，且礦區(qū)內(nèi)滑石礦體主要位于當?shù)亟g基準面（1380米標高）以上，地形條件有利于自然排水，礦床屬滲透及孔隙、裂隙充水類型，水文地質(zhì)條件中等。礦體巖石相對較完整，較堅固穩(wěn)定，局部裂隙發(fā)育，巖石較破碎，礦體頂、底板圍巖為巨厚層狀白云石大理巖，巖石抗壓、抗拉、抗剪強度強，局部地段巖石片理發(fā)育，易發(fā)生坍塌、掉塊現(xiàn)象，礦山工程地質(zhì)屬簡單類型。礦區(qū)總體環(huán)境地質(zhì)屬良好類。礦床開采技術條件復雜程度的綜合類型為簡單類型。

2.3 環(huán)境地質(zhì)條件分析

2.3.1 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀

礦區(qū)總體環(huán)境地質(zhì)屬良好類，采礦對環(huán)境影響較小，采礦時的松動爆破、破碎及裝卸運輸過程中產(chǎn)生的粉塵隨空氣搬運不遠即自然沉降，不會造成大面積空氣污染，同時由于采礦為地下開采，爆破振動及噪音對環(huán)境不會造成大的影響。

礦區(qū)內(nèi)滑石礦的賦礦圍巖為含水的厚-巨厚層狀白云石大理巖，-礦體出露標高較低，所以試采活動不會造成地下水位下降或?qū)λ|(zhì)造成污染。試采階段不會造成山體開裂、滑坡、泥石流、地表沉降塌陷等地質(zhì)災害。

在采礦、加工過程中，所形成的廢渣，均建有攔渣壩阻擋，其對環(huán)境影響不大。

2.3.2 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)預測

在未來礦山開采、加工過程中，可能誘發(fā)的或加劇的環(huán)境地質(zhì)問題主要有山體開裂、滑坡、泥石流、地表沉降塌陷、地表水污染等地質(zhì)災害，故應在采礦過程中對廢棄的坑道、采空區(qū)進行及時回填，以確保圍巖的穩(wěn)固，對采礦、加工過程中形成的廢渣要合理堆放，并修建攔渣壩阻擋，以防雨季瀑雨造成滑坡、泥石流等人為地質(zhì)災害的發(fā)生，以免對環(huán)境造成影響。

由于區(qū)內(nèi)滑石礦體、圍巖及地下水中有害成份含量極低，礦山開采不會對生產(chǎn)生活安全和環(huán)境造成危害。

3 木王滑石礦床（體）開采技術條件總結(jié)

3.1 開采技術小結(jié)

（1）木王滑石礦床（體）礦區(qū)屬低中山山地剝蝕地貌，地形有利于自然排水，發(fā)育的構(gòu)造富水性弱，礦體位于最低侵蝕基準面以上；地下水類型以風化層中的裂隙潛水為主。木王礦區(qū)水文地質(zhì)條件復雜程度為簡單，礦床充水類型為以裂隙充水為主的礦床。

（2）礦區(qū)巖土為泥盆系地層狀較硬白云巖組，發(fā)育的結(jié)構(gòu)面主要有白云巖層面、節(jié)理裂隙面、斷層破碎帶。圍巖穩(wěn)定性較好。工程地質(zhì)復雜程度屬中等型。

（3）礦區(qū)內(nèi)坡面較陡，有利于降水的自然排泄，無活動性斷層存在，區(qū)域穩(wěn)定性較好。未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、地裂縫、泥石流等現(xiàn)狀地質(zhì)災害。預測可能誘發(fā)采礦廢渣滑坡、碎石流，但只要做到科學堆放、科學擋護，完全可以減輕或避免災害。礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好。

3.2 礦山生產(chǎn)的幾點建議

（1）建議對礦區(qū)進行系統(tǒng)的地質(zhì)勘探的同時，設計施工1-2個綜合性水文地質(zhì)、工程地質(zhì)鉆孔，進行穩(wěn)定流抽水試驗，以便進一步了解地層的含水性及巖體工程特性，確定準確水文地質(zhì)參數(shù)和礦區(qū)水文地質(zhì)邊界。

（2）建立礦區(qū)地表水與地下水動態(tài)觀測，以確定地下水與地表水的相關程度。

（3）采礦廢渣科學堆放，并設計施工可靠的擋墻，消除產(chǎn)生滑坡、泥石流災害的誘因。

（4）加強井巷支護，保障礦山正常安全生產(chǎn)。

[1]遼寧省土木建筑學會.關于合理開采滑石礦的幾個技術問題.中國建材.1963（19）.

[2]《玻璃硅質(zhì)原料飾面石材石溫石棉硅灰石滑石石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》 （DZ/ T 0207-2002）.

[3]劉康.山西省交城縣何家塔滑石礦地質(zhì)特征及找礦方向.編號1672-7487（2006）05-0013-02.

[4]侯躍武.遼東甬子溝滑石礦床地質(zhì)特征.化工礦產(chǎn)地質(zhì).2011（01）.

[5]鄧敦彪.淺談永豐滑石礦開發(fā)與利用.礦產(chǎn)保護與利用.1995（24）.

P61[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-397-2