新疆且末县屈库勒克金矿区开采技术条件分析

于 宁，柏 辉

（新疆地质矿产开发局第一区域地质调查大队，新疆 乌鲁木齐 830000）

根据矿床成因类型分析，本矿区属中低温热液型金矿，矿体大体埋藏4044m～4430m，高于矿区最低侵蚀基准面3922m。查明矿区内水文地质、工程地质条件，并对其加以总结探讨，对于矿山合理开发利用、规避生产环节中的安全事故都将有着重要的意义。

1 水文地质

1.1 区域水文地质概况

矿区位于昆仑山东部高山区，属高山严寒气候区，气温垂直分带显著，随着地势增高气温逐渐降低，气候干燥寒冷、气压低，太阳辐射强烈，严重缺氧。海拔4000m 以上四季不分明，一年只能划分冷暖两季，即当年的10 月至次年3 月为冷季，4 月上旬～9 月为暖季[1]。年平均降水量为150mm,雨季多集中于6～8 月，降水量达150mm 左右，下大雪大雨时，有短暂的山洪发生，4800m 以上终年积雪。

矿区一带海拔高度一般为4100m ～5200m，最高海拔5642m，一般相对高差200m ～500m。地势总体上北高南低，地形高差较大，侵蚀切割强烈，山脊线多呈东西向展布，发育有较多的冲沟谷。山高陡峻、独峰巍峨，形成不少的陡壁悬崖地貌，具典型的高原高山地貌特征。

1.2 地表水

矿区处于昆仑山分水岭的北坡一带，地表水系极不发育，主要为常年干河床。矿区内大多为季节性洪水形成的干沟，矿区西部发育有布拉克巴什代牙河，区内部分长约4.5km，流向为自北向南，河床宽约90m～150m，水流宽5m～40m，河流存在多处分支复合的形态，河流由北部高山区积雪融化形成洪水形成，水动态受融雪情况影响变化较大，河道地表水PH=8.08，硬度619.13mg/L，矿化度910mg/L。每年四月至十月为丰水期，河流流量为1.5m3/s，其中六至八月融雪时洪水泛滥，河道拓宽，洪峰流量可达6×103m3/s。

矿区内出露多处泉水点，沿第四系坡角向外缓慢渗出，呈片状渗透出地表后汇聚形成小河流，泉眼大多5～8 月周期性涌水，其中有两处泉水涌水量较大，分别为0.3L/s、3.75L/s。泉水PH=6.7～7.22，水质清澈透明，矿化度1.02g/L～1.23g/L。

2 矿区水文地质条件

矿区主要出露地层有上石炭统哈拉米兰河群上亚群和第四系全新统冲积、洪积、残坡积等。受后期区域构造的影响，地层岩性遭受变形和破坏，岩石构造、裂隙发育，为地下水的赋存提供储水空间，岩层的富水性较弱[2]。结合矿区岩石类型、地质构造特征及地下水赋存条件，将矿区地下水划分为松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水和冻结层水三类。

2.1 松散岩类孔隙水

主要分布在沟谷及支沟的冲积、洪积砂砾石、卵砾石层中，含水层厚0.3m～5m，该层透水性良好，山间洼地中央潜水含水层单位涌水量为100m3/d·m～1000m3/d·m,洼地周边地区潜水含水层单位涌水量为＜100m3/d·m，矿化度较高。补给来源为冰雪融水和大气降水入渗，径流途中，少部分被潜水面蒸发和植物蒸腾排泄，大部分流入河流后被水面蒸发。该含水层岩性较均一，径流条件良好，与基岩裂隙水有较强的水力联系。

2.2 基岩裂隙水

区内为高山地貌，山高谷深，冰川雪被发育，是地下水及地表水的形成区。大气降水、冰雪融水入渗是地下水的主要补给来源。基岩裂隙水赋存在石炭系灰岩、砂岩、砂砾岩、凝灰岩等裂隙及断裂破碎带中；地下水接受大气降水、冰雪融水的双重补给，径流以地表分水岭为界，分水岭以南多以侧向径流方式流入山间盆地或谷地；分水岭以北，由于地形切割强烈，地下水多在沟谷中出露成泉后入河或直接侧向补给河水，河水出山口补给北麓平原，基岩裂隙水水质较差，含水层单位涌水量为小于10m3/d·m,通过对钻孔内采集水样进行简分析,基岩裂隙水矿化度1.02g/L～1.23g/L，水化学类型为Cl·SO4-Na·Mg 型。该含水层含水量较少，主要存在于岩石裂隙、破碎带间，裂隙分布较为集中且裂隙间联通性较强，开采过程有利于排导水，开采过程中应当注意预防突水现象，爆裂震动可能造成局部的软弱层冒落，地面雨水或部分透水层中地下水流入井中，做好支护及排水等措施不会对开采造成灾害性影响。

2.3 冻结层水

冻结层水分布在南部高山区，含水层由海相碎屑岩、碳酸盐岩及第四系松散堆积物组成。含水层底板为多年冻土，上边界为潜水面，含水层厚度、结构等随季节变化一般5～10 月，季节性融冻层解冻，冻结层上含水层中地下水径流畅通，11 月至次年4 月为封冻期，含水层介质被冻实，成为不透水层[3]。地下水主要补给方式为大气降水入渗和山区冰雪融水入渗。地下水排泄方式为潜水面蒸发和转化为河水后被蒸发。其水质良好，矿化度多小于1g/L，水化学类型以SO4-Cl 型为主，该含水层对开采基本无影响。

3 工程地质条件

矿区处于喀拉米兰复合沟弧带，产于上石炭统哈拉米兰河群上亚群正常沉积碎屑岩、碳酸盐岩组合中。矿区内主要断裂为屈库勒克东断裂带，其它为与之相关联的次级断裂，沿断裂发育糜棱岩化带和碎裂岩化带。工程地质条件主要受构造断裂以及泥化软弱夹层影响较大，在工程施工中应注意斜坡与坡基的稳定性。

3.1 岩矿石稳定性能

矿区地层主要为第四系及上石炭统哈拉米兰河群上亚群第一岩性段，按照岩石坚固程度分为松散岩组、软弱岩组、半坚硬岩组三类：

（1）松散岩组：主要为第四系冲洪积物及残坡积物，主要分布在矿区河道沟谷、山坡，由块石、碎石、砂、土组成，岩体破碎，岩石质量极劣，厚度不一，疏松多孔，呈散体状结构，堆积物受外力作用和雨水冲刷后，易发生滑坡或垮塌。

（2）软弱岩组：岩性主要为上石炭统哈拉米兰河群上亚群粉砂岩、砂岩、碎裂岩化蚀变粉砂岩，岩石平面上出露多呈条带状，RQD 值15%～80%，岩体完整性中等-差，岩石质量中等-劣，饱和状态下的单轴抗压强度值18.9MPa～60.9MPa，平均值37MPa，块体天然密度为2.72g/cm3～2.81g/cm3，内摩擦角（φ）为43°～46.5°,凝聚力系数（c）为1MPa～2.6 MPa，软化系数0.36～0.86。

（3）半坚硬岩组：主要为上石炭统哈拉米兰河群上亚群灰色灰岩，呈厚大块状，主要以灰岩墙的形式存在，少量以透镜体的形式存在于粉砂岩中，深部岩石的裂隙发育不均一，RQD 值50%～88%，岩石完整性中等，岩石质量中等，饱和状态下的单轴抗压强度值20.8MPa～40.8MPa，块体天然密度为2.71g/cm3～2.81g/cm3，平均值为2.76g/cm3，内摩擦角（φ）为45°～48°,凝聚力系数（c）为1.7MPa～1.8MPa，软化系数0.56～0.85。

3.2 构造特征

矿区存在一条屈库勒克东断裂带，整体由多条近东西向、北东东向长度数十米至上千米的断层组成，局部控制了区内石炭系地层走向与分布，断裂构造的存在对岩体的稳定性造成较大影响，联通性较好的节理裂隙会降低岩石的强度，开采时可能会产生滴水、冒顶甚至局部塌方的情况。

图1 矿区地层特征图

4 环境地质条件

矿区为高山地貌，地势陡峭，地形切割强，矿区岩石具不同程度风化。区内无常住居民，水系不发育，稀疏发育低矮植物，生态环境较为脆弱，矿床开发利用对周边环境影响较小，矿区地质环境质量中等，开采时需注意以下几点：①矿区内修筑的简易道路狭窄弯曲，矿区存在多处因修筑盘山道路形成的不稳定边坡，多处碎石堆放形成的边坡处于临界状态，在机械震动或雨水冲刷的条件下极易造成崩落，对矿区山体底部的简易道路造成破坏。②开采中会排出大量废石及二氧化硅粉尘，会对生态环境造成污染；堆放的矿石内含辉锑矿、毒砂等硫化物，通过大气降雨在淋滤作用下易分解出有害组分径流入到地表水体中，对区域地表水会造成一定影响。③矿区地形条件复杂，主要开采标高段为4000m～4200m，适宜硐采，硐口平台设计要合理，在合适地点建设矿石堆放场，废水池，防治造成环境污染及地质灾害隐患。

5 结语

本矿区水文地质、工程地质条件综合评述：①本矿区水文地质勘探类型为以裂隙含水层充水为主，水文地质条件简单的矿床，工程地质勘探类型为第三类中等复杂型，地质环境质量中等；②矿区矿体存在于透水不含水层中，地下水补给条件较差，处当地最低侵蚀基准面以上，地下体对矿山开采影响不大，地表河水和泉水可作为临时性饮水和工程施工用水水源，可在低洼处设置蓄水池作为枯水期备用水源；③对矿体顶底板岩石坚固系数测算，岩石整体稳定性较好，未遭受大型断裂破坏，局部小范围岩石稳定性稍差，井巷工程施工时需要注意对巷道围岩的支护；④另外下一步勘探工作中，应当加强对采区岩体工程勘察，做好资料收集工作，合理设计采矿场地和硐采工程，进行地质灾害评估工作，制定地质环境保护方案和矿山环境治理恢复计划。