熊安香，冷冠軍

（1.湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430090；2.湖北省神龍地質(zhì)工程勘察院有限公司，湖北 武漢 430000）

礦山工程在建設(shè)過(guò)程中會(huì)受多種因素影響，而地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦山工程不利影響尤為明顯。針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦山工程進(jìn)行研究，解決礦山建設(shè)中的安全隱患，充分利用地質(zhì)構(gòu)造中的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，避開(kāi)地質(zhì)構(gòu)造中的劣勢(shì)，對(duì)保證礦山工程建設(shè)順利進(jìn)行具有重要意義[2]。

1 研究區(qū)工程概況

研究區(qū)位于湖北省十堰市，本地區(qū)屬中低山區(qū)，總體地勢(shì)南高北低，最高處為工作區(qū)南部西側(cè)的山峰，海拔標(biāo)高1083.3m，最低處為砍材溝下段標(biāo)高565m，最大相對(duì)高差518.3m。地貌為中切割～中高切割地形。礦區(qū)早期以開(kāi)采水泥用頁(yè)巖礦為主，隨著市場(chǎng)的變化，礦區(qū)范圍內(nèi)的建筑石料用白云巖在礦山地質(zhì)工作中被發(fā)現(xiàn)并利用于建筑石料。原礦山由單一的開(kāi)采頁(yè)巖，轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚤_(kāi)采建筑石料用白云巖礦為主，兼采石灰?guī)r。

研究區(qū)水系發(fā)育，主要水系有化龍河、漢江。區(qū)內(nèi)出露地層主要為中元古界武當(dāng)巖群變火山巖組至新近系(第三系)。區(qū)域地層含水性主要為：頁(yè)巖類(lèi)、泥巖、板巖類(lèi)相對(duì)隔水層組，碎裂白云巖類(lèi)裂隙水含水層組，碳酸鹽巖類(lèi)石灰?guī)r巖溶裂隙水含水層組，第四系孔隙水含水層組。

2 研究區(qū)礦體特征

建筑石料用白云巖礦體位于礦區(qū)的中北部，大面積出露于地表，白云巖礦體在研究區(qū)出露連續(xù)，東西向礦體長(zhǎng)度700m，南北向礦體寬度200m～500m，厚度105m～215m。礦體呈厚大的層狀，走向東西，向北傾，礦體產(chǎn)狀：傾向350°～20°傾角50°～63°，礦石品質(zhì)優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定，符合市場(chǎng)要求。礦體出露標(biāo)高680m～985m。白云巖礦體為灰白色～淺灰色，中厚層～厚層白云巖，由白云石及少量方解石、泥質(zhì)、硅質(zhì)組成。礦石自然類(lèi)型為塊狀白云巖、內(nèi)碎屑白云巖及少量硅質(zhì)白云巖、鈣質(zhì)白云巖；礦石工業(yè)類(lèi)型為建筑石料用白云巖。白云巖礦體近地表上部發(fā)育有溶槽、溶溝，寬度0.1m～0.7m，一般0.2m～0.4m，長(zhǎng)度一般小于10m。礦體中下部巖溶率很低，少見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象。

2.1 礦石組分

礦石礦物成份主要為白云石，方解石、硅質(zhì)、泥質(zhì)，含白云石95%～98%，含5%～10%的方解石及硅質(zhì)、泥質(zhì)，白云石粒度不等0.005mm～0.05mm，呈不等粒狀結(jié)構(gòu)，硬度3.5～4.0（普氏硬度系數(shù)），性脆，具不規(guī)則狀斷口。

2.2 礦石的化學(xué)成分

礦石的化學(xué)成分詳見(jiàn)表1：化學(xué)分析測(cè)試結(jié)果表。由表可知，該區(qū)白云巖礦體白云巖化學(xué)成分以CaO、MgO為主，其次是SiO2，F(xiàn)e2O3，此外，還含有少量的K2O，Na2O，SO3。

表1 化學(xué)分析測(cè)試結(jié)果表

2.3 礦石的主要物理性能

研究區(qū)白云巖礦體白云巖的主要物理性能詳見(jiàn)表2：物理性能分析測(cè)試結(jié)果表。由表2：物理性能分析測(cè)試結(jié)果表可知，白云巖力飽和單軸抗壓強(qiáng)度68.9 Mpa，屬堅(jiān)硬巖[6]，力學(xué)性能良好，非堿活性，堅(jiān)固性，壓碎指標(biāo)，硫酸鹽及硫化物含量均屬合格，能夠滿足用作建筑砂、石原料的要求。

表2 物理性能分析測(cè)試結(jié)果表

3 研究區(qū)斷裂構(gòu)造特征及對(duì)礦山工程影響

本文以研究區(qū)典型斷裂構(gòu)造剖面4—4＇及8—8＇為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究現(xiàn)場(chǎng)出露長(zhǎng)度達(dá)4.0km的斷裂構(gòu)造對(duì)礦山工程影響，勘探剖面位置詳見(jiàn)圖1，勘探結(jié)果詳見(jiàn)圖2及圖3。

圖1 勘探剖面位置示意圖

圖2 4—4＇剖面圖

圖3 8—8＇剖面圖

研究區(qū)地層由老至新主要為：震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dn）、寒武系下統(tǒng)水溝?組（∈1s）：寒武系下統(tǒng)水溝?組下段（∈1s1）、寒武系下統(tǒng)水溝?組上段（∈1s2）、寒武系中統(tǒng)岳家坪組(∈2y)、古近系（N(E2)）、第四系全新統(tǒng)（Qh）。由剖面圖4—4＇及8—8＇可知，研究斷裂構(gòu)造主要發(fā)育于寒武系下統(tǒng)水溝?組（下段∈1s1及上段∈1s2）與震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dn）之間。分布于礦區(qū)中部倒轉(zhuǎn)背斜核部的（∈1s1）頁(yè)巖，與震且系上統(tǒng)燈影峽階（Z2dn）白云巖為斷層接觸關(guān)系，與上覆寒武系下統(tǒng)水溝?組上段（∈1s2）地層為斷層接觸關(guān)系[5]。寒武系下統(tǒng)水溝?組（∈1s）頁(yè)巖呈灰色、深灰色，主要由黏土礦物組成，研究區(qū)內(nèi)頁(yè)巖厚度17m～30m。震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dn）本區(qū)揭露的主要巖性為白云巖，巖性主要為淺灰色～灰白色白云巖，灰色硅質(zhì)白云巖、鈣質(zhì)白云巖，局部夾灰色頁(yè)巖、黑灰色炭質(zhì)頁(yè)巖，厚度＞200m，其中白云巖為礦區(qū)主要的可利用礦產(chǎn)。

研究區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，對(duì)礦床充水有影響。近東西向斷裂發(fā)育在研究區(qū)倒轉(zhuǎn)背斜的核部與南北兩翼分界處，斷裂破碎帶與地層走向基本一致，部分地層缺失[3]。研究區(qū)斷裂構(gòu)造是繼倒轉(zhuǎn)背斜形成之后，首先形成的壓性斷裂帶，由于巖性差異，多發(fā)于在脆性巖石之中。后受力學(xué)性質(zhì)改變，又具有張性斷裂特點(diǎn)。破碎帶寬度一般0.5m～0.8m，個(gè)別部位寬度達(dá)1.0m～3.0m。破碎帶為導(dǎo)水通道，地下深部破碎帶可能富集地下水，對(duì)礦床直接充水，但其富水性及導(dǎo)水性弱，

對(duì)礦床開(kāi)采不利影響不大。寒武系下統(tǒng)水溝?組（∈1s）頁(yè)巖層狀軟弱巖組，隨著開(kāi)采深度加大，采坑邊坡較高，頁(yè)片理發(fā)育的頁(yè)巖由于強(qiáng)度低，容易形成崩塊，巖石穩(wěn)定性較差。開(kāi)采時(shí)要注意清除地表覆蓋層及碎塊，清除爆破后的活石，必要時(shí)要采取工程措施護(hù)坡，以確保開(kāi)采的安全性。研究區(qū)斷裂構(gòu)造在雨季由于雨水滲入減小了巖層之間的摩擦力，生產(chǎn)采空區(qū)垮塌的可能性增大[1]。斷裂走向與臺(tái)階坡頂線垂直，易于引起邊坡局部垮塌等[4]。

4 結(jié)論

本礦山工程建設(shè)過(guò)程中，可根據(jù)研究區(qū)斷裂構(gòu)造特點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，以達(dá)到充分利用地質(zhì)構(gòu)造中的優(yōu)勢(shì)，避免地質(zhì)構(gòu)造形式對(duì)礦山帶來(lái)不利影響，確保礦山工程建設(shè)安全性與合理性，研究斷裂構(gòu)造特性對(duì)提高礦山建設(shè)效率，減少成本投入具有重要意義。