一、工作区地质概述
矿区位于闽西北隆起带北缘,浦城—永泰嵩口南北向断裂带与浦城-宁德北西向断裂带交汇处的西侧,由于经历长期的构造运动,南北向、北西向和北东向三组断裂构造发育且成带分布;岩浆活动频繁,尤以燕山晚期较为活跃,形成的岩浆岩大面积分布。
矿区地层出露单位早元古代麻源群大金山岩组变粒岩、南山岩组变粒岩夹片岩、晚侏罗世长林组砂岩和南园组第二段晶屑凝灰岩。矿段内侵入岩呈近南北向分布,主要为晚侏罗世中粗-细粒花岗岩、中细粒钾长花岗岩、黑云二长花岗岩等。其中,晚侏罗世中细粒钾长花岗岩是钼矿的成矿母岩和赋矿围岩。矿段内岩石受构造和热液影响发生碎裂、蚀变,蚀变范围广且强烈,岩体呈自上而下由碎裂至完整,由软弱至坚硬的渐变关系,局部构造断裂发育,岩层挤压破碎强烈。
本区断裂构造发育,以南北向和北西向断裂构造为主,北东向断裂构造为次一级,产状平缓,具张节理性质的层节理和裂隙,裂隙带出露标高不均匀。
南北向断裂构造带:是矿段内的主要导矿、容矿构造,破碎带成群出现,多为正断层,具先压后张多期活动的特征。由破碎硅化、黄铁矿化蚀变脉、断层角砾岩等组成,坑道揭露此类断裂时,断续见滴水,局部淋水现象,雨季水量较大。
北西向断裂构造带:发育于矿区北部和南部的上西坑一带,带内见有构造角砾岩,蚀变构造岩或碎裂岩。断裂带具先张后压扭,多次活动的特征,扭裂面比较平直,宽度不大,见擦痕,多为黄铁绢英岩或辉钼矿化蚀变岩所充填,浅部受风化作用影响,充填物松散,以半充填为主,坑道内断续见滴水,局部淋水现象,雨季水量较大。
褶皱构造:区内褶皱构造主要见于大金山岩组及南山岩组中的复式背形构造,轴向主要为北北西向,形成于加里东期,轴面呈舒缓波状,两翼均有次一级褶皱,该构造为极弱导水层。
裂隙带出露标高一般为500-1000m,裂隙多被钙质、硅质、泥质等物质充填,岩层透水性差,富水性极弱。裂隙带岩体破碎,工程地质条件差。矿区水文地质条件简单。
二、不良工程地质因素
金属矿山开采过程中,普遍存在不良工程地质问题。这里主要讨论潜在的不良工程地质因素对矿床开采的影响。
1、顶板冒落带
PD钼矿区地形切割大,沟谷发育。第四系覆盖层主要为亚粘土及黑云斜长变粒岩及晶屑凝灰熔岩、花岗岩的残坡积层;其分布面积广,厚度不一,钻孔揭露最厚可达数十米。在钼矿开采工程中,矿体顶板冒落带和开采边坡稳定性的计算十分重要。理论与实践的研究结果表明,采场上覆岩层悬露后发展至破坏有二种运动形式,即弯拉破坏和剪切破坏。弯拉破坏的发展过程是:随采场推进,上覆岩层悬露在重力作用下弯曲;弯曲沉降发展到一定限度后,在伸入岩壁的端部开裂—中部开裂形成“假塑性岩梁”;当其沉降值超过“假塑性岩梁”允许沉降值时,悬露岩层即自行冒落。
2、地表开裂、滑坡
区内构造发育,岩石破碎,重力侵蚀活跃,小滑坡、小型泥石流等发育。矿床开拓后,改变了矿区水环境状态,地表或地下水对区内节理裂隙面的重新渗透,必然引发新的地表开裂或滑坡等不良工程地质问题。
3、不良岩体及滚石
矿区构造发育,山体陡峭,岩石裸露,且风化破碎严重,在该矿区的PD矿段,因构造切割、岩石开裂,局部岩石崩落坍塌仍时常发生。尤其在矿区开采后,人为造成的山体边坡和陡坎,极易在雨后形成崩裂和滚石;同时,堆积在作业平台边的大块矿石和矿渣,也存在松弛滚动的可能性。
4、尾矿、废石堆放场稳定性
季节性气候变化导至的山洪、河水暴涨都会对尾矿场、废石堆放场构成威协,极易引发人为造成的泥石流。矿床开采时坑口废水应得到妥善处理,经雨水淋滤,会污染地表水及地下水,也会诱发次生地质灾害。
三、不良工程地质因素危害的防治措施与技术
1、防治顶板冒落带
矿区开采前应加强矿区的水文地质、工程地质、环境地质调查,收集相关地质资料,结合如工程勘察钻等浅钻工程,最大限度的了解区内亚粘土及残坡积层的厚度,并进行系统的土体物理力学性质分析,为防治顶板冒落带提供依据。
2、预防滑坡、泥石流
矿区属地质灾害多发区,应加强对环境治理,植树造林、保持水土。矿床开采时,对区内的矿渣、废石等固体废弃物,应进行合理规划,杜绝矿区的不合理开采,减少人为造成的地质灾害。
3、山崩及滚石防范与管理
通过地表踏勘和现场调查,依据地形特点和工程作业点的展布情况,圈定山崩滚石可能发生的区域,采用拦、截、防和预处理措施,消除隐患。要充分认识大爆破或暴风雨时可能出现山崖崩裂,并加强防范与管理。对于堆放在作业平台边缘的特大块矿石,宜及时清理和严加看管,防止其发生滚动。
4、加强尾矿、废石堆放场的管理
对采矿活动所产生的固体废物,应使用专用场所堆放,并采取有效措施防止二次环境污染及诱发次生地质灾害。应根据采矿固体废物的性质、贮存场所的工程地质情况,采用完善的防渗、集排水措施,防止淋溶水污染地表水和地下水。尾矿库坝面、坝坡应采取种植植物或草皮等覆盖措施,防止扬尘、滑坡和水土流失。推广尾矿再选和共伴生矿物及有价元素的回收技术;利用尾矿加工生产建筑材料及制品,如作水泥添加剂、尾矿制砖等;推广利用尾矿、废石作充填料,充填采空区或塌陷地的工艺技术。
四、严防工程地质条件恶化
通过工程地质调查和对恶化因素的分析,有针对性的实施技术对策,以防止工程地质条件恶化而引发地质灾害。
1、采用排水疏干技术措施
按区域选择相应的排水疏干技术措施,在强风化地质区,要保证排水工程的坚固性和有效性,以减轻工程岩体受水的侵蚀、软化程度,以提高工程岩体抗剪切强度和稳定性;对开裂台阶体,宜采取疏、截、导、排等综合疏干排水措施。
2、边坡岩体的加固补强措施
对工程地质较差的边坡区域,可实施加固补强和支撑防塌等技术措施,如挂网护坡、灌浆、挡墙、抗滑桩、锚杆等,以增加岩体强度,减轻工程岩体因开挖产生的不良工程地质因素的危害程度。
五、几点建议
1、合理规划,坚持可持续发展。除PD钼矿核心区外,附近小矿点较多,因此应对区内矿产资源勘查、开采、保护及矿山生态环境保护等进行合理规划。对矿山设计采、选、安全、环保等方案要进行认真论证和审定。坚持矿山生产规范化,开采与环保和谐的可持续发展。
2、以防为主,防治结合。对于矿山堆放的尾矿、弃土、弃石等可能导致滑坡、崩塌、泥石流等灾害,应采取相应措施尽快进行治理。
3、加强调查,提高预测能力。对区内的地质灾害活动规律进行全面了解和预测,为治理提供依据。尤其要注意矿山开采时破坏植被,造成水土流失,产生地表变形,形成地裂、塌陷、露采坑、废石堆等,下大雨时易诱发形成滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,切实加强矿山开发过程中可能诱发的地质灾害监测预报,设立常年重点地质灾害监测点,采取有效防治措施,以最大限度地避免突发性地质灾害发生。