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摘要:在找矿过程中对尕龙格玛矿区进行了长期勘察,目前已完成详查工作。由勘察资料可知,矿区工程地质概况主要呈现为岩性多样,地表风化强烈,受构造影响岩石节理裂隙较发育、结构面复杂,岩石质量较差,工程地质质量属于中等。根据岩性、岩石力学性质可将矿区的工程地质岩组分为四组。结合以上工程地质概况和岩组划分对矿区可能存在的工程地质灾害进行了预测并提出相应的预防措施,为后续的矿山开采技术条件提供必要依据。
关键词:尕龙格玛;工程地质;岩石质量
通过对矿区近10年的勘查工作,在尕龙格玛矿区西矿段取得了良好的找矿成果。钻探控制工程已圈定几个具有规模的矿体,对富矿层位、控矿因素、矿体特征有了较为全面的认识。相比而言对矿区水工环和矿床开采技术的研究比较薄弱。现对尕龙格玛矿区工程地质和岩组进行评价和划分,预测工程地质灾害并提出相应的预防措施,为矿区深部开采的数值分析、方案优化和决策提供重要依据。
1矿区区域地质概况
1.1地层
巴塘群火山岩灰岩组:主要为英安质凝灰岩。巴塘群泥岩质板岩夹粉砂岩:岩性组合为浅灰色中厚层夹薄层状泥炭质板岩夹粉砂岩。
1.2构造
尕龙格玛矿区位于治多复向斜之次级紧闭(局部倒转)背斜地段,呈NW-SE向。另有几组NE向逆断层、正断层和平推断层。
1.3水文地质
本矿区的水文地质勘查类型为二类第二型水文地质条件中等的矿床。根据本次水文地质调查资料及钻孔抽水试验结果,按地下水水力特征、赋存条件及水理性质将矿区冻结层水划分为松散岩类冻结层水、基岩类冻结层水和碳酸盐岩类冻结层水。
2矿区岩组划分与岩体质量评价
区内围岩以较坚硬-软弱中薄层状凝灰岩及软硬相间的层、薄层状板岩夹砂岩构成,工程地质复杂程度为中等。
2.1岩体类型及工程地质特征
根据《工程岩体分级标准》(GB-50218-94),以岩石单轴饱和抗压强度(Rc)为定量标准。再结合岩性、原生及次生结构面的组成、岩体结构将岩体分为5级(见表1)。依据上述划分原则,结合矿区工程地质调查资料和矿区地质勘查资料,将区内岩体划分为4个工程地质岩组:1)坚硬块状火山角砾岩、火山角砾熔岩夹集块熔岩组。岩体主要由巴塘群火山岩组成。受断裂及各种接力裂隙切割,加之地层岩性及结构面复杂。岩体质量为中等。2)坚硬层状灰岩组。主要分布于矿区北部带,岩体主要由三叠系灰岩组成。岩体两侧与其它岩组均呈断裂接触关系,断裂带为Ⅱ级结构面,岩体内Ⅲ~Ⅳ级层间错动及节理裂隙较为发育。据钻孔钻进回次测定的岩石质量指标(RQD),灰岩为67.14%岩石质量中等,岩体完整性中等;破碎灰岩为42.5%,岩石质量劣,岩体完整性差。灰岩中溶隙、溶洞、溶沟发育,岩溶是该岩组最主要的工程地质问题。3)软硬相间的层状泥炭质板岩夹粉砂岩岩组。主要分布于矿区南侧及外围。岩体内发育小断裂,属Ⅲ级结构面NE-SW向延伸,明显控制岩组走向,对矿体的工程地质性质有影响。主矿体及围岩节理裂隙发育,为区内节理裂隙最发育地层。以密闭性节理为主,节理面较光滑。据钻孔钻进回次测定的岩石质量指标(RQD)砂岩为71.1%,岩石质量中等,岩体完整性中等;破碎的砂岩为41.2%,岩石质量劣,岩体完整性差。板岩为69.2%,岩石质量中等,岩体完整性中等;破碎的板岩为40.6%,岩石质量劣,岩石完整性差。4)较坚硬-软弱层状英安质凝灰岩岩组。该岩组为成矿岩组,广泛分布于矿区。与两侧的其它岩组呈断层接触关系,断裂带属Ⅱ级结构面,岩体内Ⅲ~Ⅳ级层间错动及节理裂隙较发育。该岩组质地坚硬,岩体构造裂隙发育,强风化岩体呈破碎结构。由于岩性脆、硬,在陡坡带出露时卸荷裂隙发育,出现松动危岩体。据钻孔钻进回次测定的岩石质量指标(RQD),凝灰岩为66.3%,岩石质量中等,岩体完整性中等;破碎凝灰岩为33.7%,岩石质量极劣,岩体完整性差。
3矿区工程地质灾害及预防措施
3.1工程地质灾害
综上所述:该矿区工程地质复杂程度中等,其岩性较复杂、地质构造发育。矿区松散岩类易形成不稳定边坡、地表溶水倒灌;坚硬-半坚硬岩体受构造裂隙控制影响,易沿裂隙面产生滑动形成不稳定边坡,采矿时产生地表塌陷。灰岩岩组中溶隙、溶洞发育,严重破坏了岩体的完整性。容易发生渗透、突水等工程地质灾害。此外,由于地下采矿改变岩体各向应力,导致采空区上部应力平衡破坏,从而产生离层带、冒落带、弯曲带。
3.2工程地质灾害治理技术
1)离层带注浆技术:在采矿过程中,用于相邻岩组地质力学性质差异大且有因非同步沉降而在矿层上覆岩层产生离层带的坑道段,适用此技术。离层注浆主要是利用充填材料在离层空间中实现对其上覆岩层的支撑,以控制上覆岩层及地表的沉降程度。2)裂隙注浆技术:主要用于治理矿区滑坡地质灾害。首先确定滑动层,一般岩石质量较差、完整性差的岩组,节理裂隙、溶隙溶洞发育的岩组,在采矿工程中容易为滑坡体提供滑动方向,定其为滑动层。其次,确定注浆位置和注浆材料,使注浆效益最大化(最大限度提高滑动层整体强度)。裂隙注浆主要是利用充填材料的胶结性,提高岩体的整体强度。3)锚固技术:主要用于把滑坡体、危岩体、软弱面固定在比较稳定的岩体上。锚索支护改进了以前的棚式支护,由主动支护替代了被动支护,由此也会提高坑道空间利用率。锚固主要利用锚杆的高强度和稳定岩体的强度提高岩体的整体强度。
参考文献:
[1]魏小勇,孙虎,石书校,等.吉林省通化市复兴村金矿区工程地质问题评价[J].黄金,2014,35(6):18-21
[2]岳斌,王永才.金川二矿区深部工程地质研究与岩体质量评价[J].岩石力学与工程学报,2013,22(增2):2615-2619
作者:马如财 李健 祁万龙 雷延智 单位:青海省有色地质矿产勘查院 青海省有色地质矿产勘查局八队