某铜矿露天转地下开采矿山地质灾害危险性评价(2).doc

1. 引言 某铜矿是我国第二大露天铜矿，是一个生产规模铜矿石10000t/d的大型采、选联合企业。经过二十多年的露采，矿山浅部矿产资源即将开采结束，面临着进一步开采深部矿产资源的局面。为了实现产量衔接，在露天开采的同时进行地下开采，此时，矿山生产管理和露天边坡、地下采场围岩稳定性管理较复杂。 根据矿区地质环境条件、露天地下同时开采方案的特点等因素综合分析，该矿山潜在的主要地质灾害为采空变形塌陷、矿坑疏干排水诱发的地面塌陷以及露采边坡、地下采场相互影响引发的地质灾害。 本文针对复合开采条件下对矿山潜在地质灾害进行定性评价，并提出最优开采方案，以确保矿山生产安全和经济效益良好。 2. 矿山开采现状及露天转地下开采方案简介 2.1 矿山开采现状。 某铜矿位于铅山县城南东25Km处。该矿开采历史悠久，自晋代至清初是盛产铜、铅的古老矿山，区内老窿棋布，废石遍野，古炼渣堆积如山。 某铜矿为矽卡岩型铜矿床，由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ等七个矿带构成，每个矿带由一个或多个矿体组成，其中Ⅱ矿带规模最大，为主要矿带。露天开采始于1984年，2002年底实施扩帮延深，设计采选铜矿石规模为10000t/d。 矿区以2号勘探线为界将露采场分为南坑、北坑。目前，露采场南坑已闭坑，坑底最低标高46m，边坡最大高度100m，已作内部排土场，排土标高已达70m。露采场北坑现在仍在进行露天开采，目前开采标高为82m，边坡最大高度300m，边坡角35～55，设计坑底最低标高为-50m，设计最终边坡角41～44，预计2015年露天开采场完全闭坑，全部转入地下开采。露天开采结束时，形成长约1960m，宽约1260m，深约550m的南北向露天坑（图1）。 2.2 露天转地下开采方案概况。 地下开采范围主要是对露天开采境界以外的Ⅱ、Ⅵ号隐伏矿带实施开采，开采标高200～-200m，地下开采的生产规模为5000t/d。 开采方案采用露天开采和地下开采同时进行作为采矿接续方案。地下开拓运输方案采用胶带斜井辅助斜坡道中段无轨开拓运输方案，采矿方法采用房柱分段空场法，采空区采用非胶结嗣后充填工艺。开采顺序为露天开采从上往下开采，地下开采为Ⅱ号矿带北段、Ⅵ号矿带由上往下开采，Ⅱ号矿带南段由下向上开采，露天开采与地下开采之间保持80～100m间距，露采终了境界与地下采场间保留10～15m的底柱和15～20m的壁柱。 3. 矿区地质环境条件 图1某铜矿露转坑工程地灾评估图 矿区地处武夷山区，属低山丘陵地貌，地势南高北低，山形陡峻，沟谷侵蚀切割厉害，地形坡度一般20～30。气候温和，雨水充沛，年平均降雨量1766.6mm，日最大降雨量206mm。区内地表水系不发育，未见大的地表水体。 矿区所处区域构造位置为扬子地块准地台与华夏地块碰接带南侧，武夷山窿起北缘，信江拗陷带南边，矿区地震烈度小于6度。区内构造主要为褶皱构造、断裂构造，构造线方向以近SN向、NNE～SSW向为主。 矿区位于天排山倒转背斜东翼，打字坪倒转向斜西翼，表现为单斜构造。断裂构造发育，主要为应天寺～火烧岗逆断层（F1）和天排山逆断层（F2），均处于倒转背斜东翼，其中F1断裂构造长度达7000m，断层走向由南向北呈NNE～SN～NW向，倾向E，100m标高以上倾角约15，以下倾角达50，断层走向与地层走向一致，具多期次活动特点。F2断裂构造位于F1西侧，长度达5000m，走向NNE向，倾向 E，倾角60，断层走向以15交角斜切地层，上盘混合岩中糜棱岩化发育，后期被石英斑岩侵入。 矿区基底地层为震旦～寒武系混合岩组（Su），岩性为黑云斜长片岩、片麻岩、角闪岩、混合花岗岩及少量碱性长石脉体，盖层由石炭系中统叶家湾组（C2y）、石炭系上统船山组（C3c）、二迭系下统栖霞组（P1q）、茅口组（P1m）、李家组（P1l）、二迭系上统龙潭组（P2l）组成，第四系广泛发育。叶家湾组是矿区主要赋矿地层，地层走向15线以南近SN向，15线以北受断层影响转向NW向，倾向E或NE，倾角20～30，该组地层岩性复杂，种类繁多，上部主要岩性为石英砂岩、粉砂岩、千枚状页岩夹矽卡岩透镜体，中下部为灰岩、大理岩、矽卡岩、千枚状粉砂质页岩、千枚岩、含砾石英砂岩。船山～茅口组主要岩性为厚层状灰岩，李家组～龙潭组主要岩性为砂页岩，第四系全新统（Q4）主要为冲积、残坡积土，岩性主要为粉土、粉质粘土、砂土、卵石等。区内岩浆岩主要有花岗岩、石英斑岩及花斑岩。 矿区岩土工程地质较复杂。露采区有坚硬、次坚硬的混合岩，厚层状灰岩、石英砂岩、矽卡岩、花岗岩、花斑岩、石英斑岩岩体和硬软相间（互层状）碎屑岩体以及以老窿堆积体为主的松散岩石等三种岩体类型；土体类型主要有冲洪积土和残坡积土二种类型。坑采区主要有坚硬岩、次坚硬岩的混合岩、石英砂岩、矽卡岩、花岗岩、石英斑岩等一种岩体类型。岩体主要受地层岩性及地质构造控制，而土体则由于同期异相的作用主要受沉积环境、沉积相所制约。