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摘要:在找礦過程中對尕龍格瑪礦區進行了長期勘察,目前已完成詳查工作。由勘察資料可知,礦區工程地質概況主要呈現為巖性多樣,地表風化強烈,受構造影響巖石節理裂隙較發育、結構面復雜,巖石質量較差,工程地質質量屬于中等。根據巖性、巖石力學性質可將礦區的工程地質巖組分為四組。結合以上工程地質概況和巖組劃分對礦區可能存在的工程地質災害進行了預測并提出相應的預防措施,為后續的礦山開采技術條件提供必要依據。
關鍵詞:尕龍格瑪;工程地質;巖石質量
通過對礦區近10年的勘查工作,在尕龍格瑪礦區西礦段取得了良好的找礦成果。鉆探控制工程已圈定幾個具有規模的礦體,對富礦層位、控礦因素、礦體特征有了較為全面的認識。相比而言對礦區水工環和礦床開采技術的研究比較薄弱。現對尕龍格瑪礦區工程地質和巖組進行評價和劃分,預測工程地質災害并提出相應的預防措施,為礦區深部開采的數值分析、方案優化和決策提供重要依據。
1礦區區域地質概況
1.1地層
巴塘群火山巖灰巖組:主要為英安質凝灰巖。巴塘群泥巖質板巖夾粉砂巖:巖性組合為淺灰色中厚層夾薄層狀泥炭質板巖夾粉砂巖。
1.2構造
尕龍格瑪礦區位于治多復向斜之次級緊閉(局部倒轉)背斜地段,呈NW-SE向。另有幾組NE向逆斷層、正斷層和平推斷層。
1.3水文地質
本礦區的水文地質勘查類型為二類第二型水文地質條件中等的礦床。根據本次水文地質調查資料及鉆孔抽水試驗結果,按地下水水力特征、賦存條件及水理性質將礦區凍結層水劃分為松散巖類凍結層水、基巖類凍結層水和碳酸鹽巖類凍結層水。
2礦區巖組劃分與巖體質量評價
區內圍巖以較堅硬-軟弱中薄層狀凝灰巖及軟硬相間的層、薄層狀板巖夾砂巖構成,工程地質復雜程度為中等。
2.1巖體類型及工程地質特征
根據《工程巖體分級標準》(GB-50218-94),以巖石單軸飽和抗壓強度(Rc)為定量標準。再結合巖性、原生及次生結構面的組成、巖體結構將巖體分為5級(見表1)。依據上述劃分原則,結合礦區工程地質調查資料和礦區地質勘查資料,將區內巖體劃分為4個工程地質巖組:1)堅硬塊狀火山角礫巖、火山角礫熔巖夾集塊熔巖組。巖體主要由巴塘群火山巖組成。受斷裂及各種接力裂隙切割,加之地層巖性及結構面復雜。巖體質量為中等。2)堅硬層狀灰巖組。主要分布于礦區北部帶,巖體主要由三疊系灰巖組成。巖體兩側與其它巖組均呈斷裂接觸關系,斷裂帶為Ⅱ級結構面,巖體內Ⅲ~Ⅳ級層間錯動及節理裂隙較為發育。據鉆孔鉆進回次測定的巖石質量指標(RQD),灰巖為67.14%巖石質量中等,巖體完整性中等;破碎灰巖為42.5%,巖石質量劣,巖體完整性差。灰巖中溶隙、溶洞、溶溝發育,巖溶是該巖組最主要的工程地質問題。3)軟硬相間的層狀泥炭質板巖夾粉砂巖巖組。主要分布于礦區南側及外圍。巖體內發育小斷裂,屬Ⅲ級結構面NE-SW向延伸,明顯控制巖組走向,對礦體的工程地質性質有影響。主礦體及圍巖節理裂隙發育,為區內節理裂隙最發育地層。以密閉性節理為主,節理面較光滑。據鉆孔鉆進回次測定的巖石質量指標(RQD)砂巖為71.1%,巖石質量中等,巖體完整性中等;破碎的砂巖為41.2%,巖石質量劣,巖體完整性差。板巖為69.2%,巖石質量中等,巖體完整性中等;破碎的板巖為40.6%,巖石質量劣,巖石完整性差。4)較堅硬-軟弱層狀英安質凝灰巖巖組。該巖組為成礦巖組,廣泛分布于礦區。與兩側的其它巖組呈斷層接觸關系,斷裂帶屬Ⅱ級結構面,巖體內Ⅲ~Ⅳ級層間錯動及節理裂隙較發育。該巖組質地堅硬,巖體構造裂隙發育,強風化巖體呈破碎結構。由于巖性脆、硬,在陡坡帶出露時卸荷裂隙發育,出現松動危巖體。據鉆孔鉆進回次測定的巖石質量指標(RQD),凝灰巖為66.3%,巖石質量中等,巖體完整性中等;破碎凝灰巖為33.7%,巖石質量極劣,巖體完整性差。
3礦區工程地質災害及預防措施
3.1工程地質災害
綜上所述:該礦區工程地質復雜程度中等,其巖性較復雜、地質構造發育。礦區松散巖類易形成不穩定邊坡、地表溶水倒灌;堅硬-半堅硬巖體受構造裂隙控制影響,易沿裂隙面產生滑動形成不穩定邊坡,采礦時產生地表塌陷。灰巖巖組中溶隙、溶洞發育,嚴重破壞了巖體的完整性。容易發生滲透、突水等工程地質災害。此外,由于地下采礦改變巖體各向應力,導致采空區上部應力平衡破壞,從而產生離層帶、冒落帶、彎曲帶。
3.2工程地質災害治理技術
1)離層帶注漿技術:在采礦過程中,用于相鄰巖組地質力學性質差異大且有因非同步沉降而在礦層上覆巖層產生離層帶的坑道段,適用此技術。離層注漿主要是利用充填材料在離層空間中實現對其上覆巖層的支撐,以控制上覆巖層及地表的沉降程度。2)裂隙注漿技術:主要用于治理礦區滑坡地質災害。首先確定滑動層,一般巖石質量較差、完整性差的巖組,節理裂隙、溶隙溶洞發育的巖組,在采礦工程中容易為滑坡體提供滑動方向,定其為滑動層。其次,確定注漿位置和注漿材料,使注漿效益最大化(最大限度提高滑動層整體強度)。裂隙注漿主要是利用充填材料的膠結性,提高巖體的整體強度。3)錨固技術:主要用于把滑坡體、危巖體、軟弱面固定在比較穩定的巖體上。錨索支護改進了以前的棚式支護,由主動支護替代了被動支護,由此也會提高坑道空間利用率。錨固主要利用錨桿的高強度和穩定巖體的強度提高巖體的整體強度。
參考文獻:
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[2]岳斌,王永才.金川二礦區深部工程地質研究與巖體質量評價[J].巖石力學與工程學報,2013,22(增2):2615-2619
作者:馬如財 李健 祁萬龍 雷延智 單位:青海省有色地質礦產勘查院 青海省有色地質礦產勘查局八隊