【文章內(nèi)容簡介】 年平均降水量 年最大降水量 （1990）月最大降水量（雨季集中于4～6月） （）日最大降水量 ()時最大降水量 ()年平均降雨日 （1）巖層含水性區(qū)內(nèi)出露的地層較全，巖層、巖相、產(chǎn)狀比較穩(wěn)定。現(xiàn)將區(qū)內(nèi)各巖層的含水性從新到老分別敘述如下：①第四系（Q）主要為河流沖積層，分布于礦區(qū)西北角。該層具二元結(jié)構，上部為腐植土、亞粘土及亞砂土，下部為松散的礫石層，厚0～3m，本層下部透水性較好。此外，尚有部分第四系殘坡積層，零星分布于山坡、山麓地帶和沖溝、田垅之中，巖性為黃褐色粘土、砂礫層，厚度0～。區(qū)內(nèi)第四系分布區(qū)內(nèi)未見泉水出露。據(jù)區(qū)域資料，該層為含水微弱的孔隙含水層。②石炭系下統(tǒng)（C1）出露于礦區(qū)東南邊緣地帶。巖性上部主要為泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、巨厚層灰?guī)r夾鈣質(zhì)砂巖透鏡體；下部為泥灰?guī)r、薄至中厚層狀石英砂巖夾頁巖。地表灰?guī)r出露部位巖溶不太發(fā)育，僅見溶溝、溶槽及溶蝕洼地，規(guī)模不大。區(qū)內(nèi)巖關階厚度為351m。地表未見泉水點分布。③泥盆系上統(tǒng)錫礦山組（D3x）該組上段巖性由細粒石英砂巖、砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)粉砂巖、石英粉砂巖夾泥灰?guī)r和灰?guī)r透鏡體組成，厚150～；下段由頁巖、泥灰?guī)r夾豆狀赤鐵礦和厚層狀灰?guī)r組成，～。局部地段地表可見有溶溝、溶槽和小型溶孔發(fā)育，規(guī)模甚小。地表未見泉水點分布。據(jù)區(qū)域資料，該層為含巖溶孔隙、裂隙水的含水層。④泥盆系上統(tǒng)佘田橋組（D3s）分布于礦區(qū)南部，為石灰?guī)r礦層頂板。巖性為泥質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)粉砂巖，底部還夾有薄層狀泥灰?guī)r，厚110～137m。該組為一巖溶裂隙水含水層。地表見有1處泉水點分布（2號泉）， L/s。⑤泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組（D2q）上段為含礦層位，巖性主要為淺灰至深灰色厚至巨厚層狀灰?guī)r，局部10m左右。在區(qū)內(nèi)見有6處泉水點，均為下降泉，泉水點分布于石灰?guī)r礦體的南側(cè)溝谷之中，均為居民取水之處。其中3號泉流量最大， L/s， L/s左右；此外， L/s， L/s，～ L/s。因此區(qū)內(nèi)棋梓橋組不僅是含礦層，而且又是含較豐富巖溶水的含水層。根據(jù)鉆孔資料統(tǒng)計，～，總體反映出地下水位北高南低，并以泉水的形式，排泄于茶沖河。下段為泥灰?guī)r、頁巖和瘤狀灰?guī)r，厚20～66m。⑥泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組（D2t）：上段為紫紅色的泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)頁巖夾石英砂巖，厚367m。下段為厚169m的砂礫巖層。據(jù)區(qū)域資料，屬一隔水層。⑦奧陶系下統(tǒng)寧國組（O1n）該組為一套灰綠、灰綠色板狀頁巖、粉砂質(zhì)頁巖，厚度大于900m，屬一隔水層。上述各含水層，其分布自北西向南東總體上由老到新，且地勢由高到低。除賦礦地層——棋梓橋組富含巖溶裂隙水外，其它地層均為弱含水層，且因構造簡單，無貫通斷裂，各含水層之間無地下水力聯(lián)系，一般不會影響未來礦山開采。（2）構造含水性礦區(qū)褶皺構造不發(fā)育，總體上為一單斜構造。大木沖石灰?guī)r礦床內(nèi)斷裂主要有FF3，屬走向北東的正斷層，斷距525m。對將來采礦有影響的斷裂主要是F1。F1分布于礦區(qū)中部，北東起自4′線，往西南延伸圖幅至架子塘，長2km。走向60176。、傾向北西、傾角68～85176。，總體傾角75176。左右；破碎帶厚45m，角礫巖充填，方解石脈發(fā)育。在新塘沖北山溝之中的斷裂帶上見有一泉水點分布（4號泉水點），流量達5 L/s。該泉水為當?shù)鼐用裼谏鲜兰o90年代初大旱之時向F1掘進的深約80m平巷至F1破碎帶時涌出的泉水。據(jù)訪問：4號泉水施工貫通時，3號泉（ L/s、旱季流量為3 L/s）有大量渾水涌出。表明3號泉與4號泉及F1有水力聯(lián)系，因此，F(xiàn)1斷層破碎帶不僅含水且又導水。（3）生產(chǎn)采場水文地質(zhì)條件礦山目前的開采水平已降至+223m、+210m、+195m，均為露天開采，開采總面積為263836m2，開采礦體為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及少量粘土，巖層中厚至巨厚層狀，巖石完整、穩(wěn)定，含弱巖溶水，因礦山采用露天開采，礦層又為獨立的小山丘，該礦床可視為一個獨立的水文地質(zhì)單元，現(xiàn)有采場標高均高于礦區(qū)所有井泉標高，礦體巖溶溶洞裂隙水暫對礦山采場無影響，補給水源主要來自大氣降水，采場觀察:礦山采場幾乎呈干燥狀。（4）水文地質(zhì)條件現(xiàn)狀評價綜上所述，礦山在當?shù)厍治g基準面以上露天開采，地層含弱巖溶水，，均可自流排放，現(xiàn)狀條件下，礦山水文地質(zhì)條件屬簡單類型。未來開采礦種為水泥石灰?guī)r，開采標高在+140m以上，主要開采灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及少量表層粘土。 當?shù)厍治g基面標高約+120m，礦山未來開采區(qū)最低標高為+140m，該石灰?guī)r礦床最低開采邊界位于當?shù)厍治g基準面+120m以上，采礦場可自然排水，但為了布置地面排水系統(tǒng)工程，本核實報告對+140m標高以上涌水量進行估算。大石沖石灰?guī)r礦床屬于巖溶充水礦床類型。礦床東部為茶沖，南東部為光沖，低于礦床最低開采標高，北部為大木沖，標高一般為150m至160m左右，西部標高達200m以上，但有跳馬澗組隔水層可阻擋其他含水層的水進入礦床。因此，該礦床可視為一個獨立的水文地質(zhì)單元，其采礦場充水水源主要是大氣降水和礦體巖溶溶洞裂隙水；所以對采礦場的雨水匯集量及來自礦床西部的巖溶裂隙水分別進行估算。經(jīng)計算求得開采最低標高140m涌水量為：Q1=3459m3/d；Q2=3693m3/d；Q3=5442 m3/d；Q總1（正常涌水量）= Q1+Q2=7152m3/d；Q總2（最大涌水量）= Q1+Q3=8901m3/d；以上估算的涌水量為礦床開采最低標高140m的涌水量。140m標高以上的區(qū)段地下水可隨開采灰?guī)r礦時自流排放，但其水量從地表往下將會逐漸增大。本次所估算的涌水量可視為礦區(qū)正常涌水量和最大涌水量之上限，僅供設計部門予以參考。礦山未來開采對飛躍隧道的影響，飛躍隧道位于準采區(qū)西部，拱頂標高約171m，當開采到171m標高以下時，必然對隧道拱頂產(chǎn)生破壞；開采到標高170m以下時，必然影響隧道的過水性能；開采到標高169m以下時，隧道將受到徹底破壞。因此，礦山開采對飛躍隧道的影響為嚴重。因此，礦山開采至+140m標高時，飛躍隧道由隧道改明渠，建成議以隧道中心線為準，隧道兩側(cè)各10m范圍內(nèi)標高171m標高以下禁止開采。綜上所述，礦山石灰?guī)r礦在當?shù)厍治g基準面以上開采，預測礦坑正常涌水量7152m3/d，最大涌水量8901m3/d，地形有利于采場自流排水，構造帶含水豐富，地下水補給條件較差，礦區(qū)基巖裸露，水文地質(zhì)邊界較簡單。綜合認定，未來礦山水文地質(zhì)條件為簡單類型。大木沖石灰?guī)r礦層巖性主要為淺灰至深灰色厚至巨厚層狀灰?guī)r夾厚層白云質(zhì)灰?guī)r，局部10m左右，～。礦體走向北東，傾向南東，傾角8～46176。，一般25～35176。，屬緩傾斜的礦層。該礦位于孤立的山丘之上，三面為谷地。礦層及底板節(jié)理裂隙均不發(fā)育，且無軟弱夾層，巖層之間的接觸屬剛性接觸，不易產(chǎn)生層間滑動。礦石結(jié)構屬塊狀—層狀結(jié)構，～，～，屬穩(wěn)定性較好的堅硬巖類。據(jù)ZK40ZK00ZK801灰?guī)rRQD值統(tǒng)計，分別為79%、76%和81%，均大于75%，但小于90%，巖體質(zhì)量狀況良好。礦體的底板為灰?guī)r夾厚層團塊狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，厚度90m左右，亦屬堅硬巖類。構造破碎帶工程地質(zhì)特征礦床范圍內(nèi)，對未來礦床開采和工業(yè)場地布置有影響的斷層主要為F1斷層。該斷層的分布及主要特征前已說明，現(xiàn)僅就其工程地質(zhì)特征敘述如下：該斷層以破碎帶形式存在，破碎帶厚45m，呈上寬下窄的契形延深，被張性角礫巖及方解石脈充填，方解石脈呈網(wǎng)狀穿插，巖性較為破碎。鈣、泥質(zhì)膠結(jié)不緊密。根據(jù)該斷裂帶的巖性破碎程度分析，可能導致斷裂帶含水，對將來的開采可能會帶來一定的影響，需在開采設計中予以充分考慮，但隨著深度的增大，影響會越來越小。結(jié)構面特征及巖體穩(wěn)定性評述區(qū)內(nèi)的結(jié)構面主要有原生結(jié)構面和次生結(jié)構面兩種。原生結(jié)構面是指巖層的層面，區(qū)內(nèi)巖礦層層面平直，層間無軟弱夾層，層間接觸屬剛性接觸，巖層產(chǎn)狀平緩，不易產(chǎn)生層間滑動。次生裂隙是指節(jié)理裂隙與風化裂隙兩種。風化裂隙僅發(fā)育在巖層表面，呈刀砍狀，其發(fā)育深度很小，一般為12m左右。節(jié)理裂隙據(jù)4′線采礦場測量統(tǒng)計，按其走向展布，可分為北西向①、近南北向②及北東向③等三組，傾向不定、傾角一般大于75176。，幾乎均垂直巖礦層層面。規(guī)模小，走向延長數(shù)厘米至3m，延深一般小于延長，裂隙寬一般僅12mm，局部可達10cm以上。多數(shù)裂隙為方解石脈充填，其中⑴組亦有鐵、泥質(zhì)充填，且具張性特征。裂隙率分別為①、②～③～。上述資料表明：本區(qū)巖礦層節(jié)理裂隙不甚發(fā)育。綜合礦區(qū)的工程地質(zhì)特征可以看出，該礦床礦層屬塊狀—層狀構造，巖層產(chǎn)狀平緩，層間無軟弱夾層，層間接觸屬剛性接觸，礦層的巖性又屬堅硬巖類，節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，巖石物理力學強度高。因此，礦層的穩(wěn)定性好。邊坡穩(wěn)定性評述礦區(qū)內(nèi)的邊坡是指露天采礦形成的采場邊坡。該類邊坡屬單層結(jié)構巖石類邊坡。根據(jù)前述資料分析，未來采礦場邊坡穩(wěn)定性總體是較好的。區(qū)內(nèi)目前有石灰?guī)r采場3處，均位于山丘南坡，坡面傾向南南東，與巖層傾向基本一致，故形成的邊坡基本上屬順向人工邊坡。采場邊坡高度一般為20～35m，最高約50m，坡角一般為50～60176。，最大達74176。目前邊坡穩(wěn)定，無崩塌、滑坡現(xiàn)象發(fā)生。但是隨著開采標高逐漸降低，地下水的排放，水位下降，則可能會引起局部的巖溶塌陷，而影響邊坡的穩(wěn)定性；此外，由于采場的邊坡為順向邊坡，且?guī)r層傾角小于邊坡角，所以還需嚴防滑坡的發(fā)生，也會影響邊坡穩(wěn)定性。綜上所述，礦山礦層及其圍巖抗壓、抗剪和抗拉強度大，巖石物理力學強度高，屬堅硬巖類，巖體結(jié)構屬緩傾斜塊狀—層狀結(jié)構，無軟弱夾層，采場邊坡穩(wěn)定性好，現(xiàn)狀條件下礦山工程地質(zhì)條件屬簡單類型。工程地質(zhì)條件預測評價主要是對未采場邊坡的穩(wěn)定性預測評價。未來主要開采為水泥石灰?guī)r，礦層巖性及性質(zhì)與現(xiàn)狀條件相同。未來開采時，受爆破松動影響，采場邊坡可能產(chǎn)生爆破裂隙，影響采場邊坡的穩(wěn)定性。準采區(qū)北部邊緣，巖層總體傾向南東，傾角15～32186。，為順向坡；準采區(qū)南部邊緣，巖層總體傾向北西，傾角8～20186。，亦為順向坡。巖體為硬質(zhì)巖石，內(nèi)部結(jié)合性好，層間結(jié)合性好，局部風化較強地段結(jié)合性一般。采場邊坡如果發(fā)生崩滑，最可能的滑移結(jié)構面是層面和內(nèi)部的軟弱結(jié)構面，若以45186。+Ф/2作為臨時邊坡的滑移結(jié)構面，以層面作為永久邊坡的滑移結(jié)構面，則邊坡穩(wěn)定性可按下式計算：Ks=(γVcosθtgφ+Ac)/ (γVsinθ)式中： Ks——穩(wěn)定系數(shù)，γ——巖體重度（kN/m3），取值27，с——結(jié)構面的粘聚力（kPa），臨時邊坡按巖石質(zhì)量等級II級取值為1500kpa，永久邊坡按硬質(zhì)巖石結(jié)合一般取值90kpa。φ——結(jié)構面內(nèi)摩擦角（186。），臨時邊坡按巖石質(zhì)量等級II級取值為50186。，永久邊坡按硬質(zhì)巖石結(jié)合一般取值27186。A——結(jié)構面單位寬度的面積（m2）θ——結(jié)構面傾角（186。），臨時邊坡按45186。+Ф/2計算為70186。，永久邊坡按巖層傾角取值為20186。V——巖體體積（m3）按上述計算，永久邊坡穩(wěn)定系數(shù)為11，均遠大于穩(wěn)定邊坡的穩(wěn)定系數(shù)臨界值，因此，采場邊坡出現(xiàn)崩塌、滑坡地質(zhì)災害可能性小。但需要指出，采場邊坡上的松動危巖必須加強安全管理，及時予以清除，否則容易出現(xiàn)危巖崩落、甚至造成人員傷亡事故。3．露天開采境界設計從+210標高水平以下開始采用深凹露天開采，+210標高水平以上的采用山坡露天開采。將附近的村民全部進行搬遷。本設計主要對+210米標高水平以下的礦體進行開采，采用深凹露天開采進行設計。露天生產(chǎn)開采生產(chǎn)工藝系統(tǒng)采用間斷工藝系統(tǒng)即：單斗挖掘機采裝、汽車運輸、推土機推土。目前，在我國的露天開采設計中，廣泛采用nj≤njh原則確定境界?，F(xiàn)將確定露天開采境界的步驟和作法分述于下。露天礦最小底寬應滿足采裝運輸設備的要求，保證礦山工程正常發(fā)展。，初步選定本礦采用SH380A型號的汽車運輸，4m3單斗挖掘機裝載，在掘溝工作面采用回返式調(diào)車。則最小底寬為Bmin=2（Rmin+T+E）式中：Rmin—汽車最小回轉(zhuǎn)半徑 ， m；T —汽車的寬度 ， m；E —安全距離， m。于是Bmin=2（Rmin+T+E）=2（++）=。在確定露天開采境界時，若礦體厚度小于最小底寬，底平面按最小底寬繪制；若礦體厚度比最小底寬大得不多，底平面可以礦體厚度為界；若礦體厚度遠大于最小底寬，通常按最小底寬作圖，并按下列因素確定露天礦底的位置：(1)使境界內(nèi)的可采礦量最大而剝巖量最??；(2)使可采礦量最可靠，通常露天礦底宜置于礦體中間，以避免地質(zhì)作圖誤差所造成的影響；(3)根據(jù)礦石品位分布，使采出的礦石質(zhì)量最高；(4)根據(jù)巖石的物理力學性質(zhì)調(diào)整露天礦底位置，使邊坡穩(wěn)固且穿爆方便。根據(jù)本礦體的實際賦存條件，確定最小底寬為23m。露天礦的最終邊坡角，對剝采比有很大的影響。隨著開采深度增加和邊坡角的減小，所需的剝巖量會急劇增加，因此從經(jīng)濟效果考慮，希望邊坡角盡可能大；然而，有不少礦山由于盲目追求陡邊坡而造成滑坡事故，嚴重影響生產(chǎn)。因此，選擇時應同時考慮安全因素和經(jīng)濟因素，在保證露天礦安全前提下，最終邊坡角盡可能大些，以減少剝離量。由于邊坡穩(wěn)定受巖體物理力學性質(zhì)、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)、邊坡破壞機理、爆破震動效應等一系列因素的影響，盡管目前有許多數(shù)學計算方法〈如二維、三維極限平衡計算法，有限元分析法，概率統(tǒng)計分析法等初始邊坡優(yōu)化設計方法〉，以及借助于數(shù)學模型和電算程序來提供科學數(shù)據(jù)，但在實際應用中還不夠完善。因此，礦山設計選取邊坡角時，多采用類比法，即參照類似礦山的實際資料選取。工程地質(zhì)條件復雜的礦山，在進行設計的同時，由研究部門通過系統(tǒng)的工程地質(zhì)調(diào)查后，用計算方法確定。所謂類比法，即設計部門根據(jù)工程實踐，按照組成邊坡巖體的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、邊坡高度及其形狀、存在年限等因素，由大量的統(tǒng)計資料和經(jīng)驗數(shù)表并結(jié)合設計者的經(jīng)驗選取邊坡角的方法。表31所列邊坡角，為冶金礦山