北界都石料用石灰岩矿山水工环地质特征分析.pdf
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1、025总第116期052023年024华北自然资源地质勘探2023.5 聂 蕾:北界都石料用石灰岩矿山水工环地质特征分析晋祥石材有限公司计划在山西省昔阳县北界都建立建筑石料用灰岩矿山,矿山采用地下开采,生产规模1000 kt/a,批准开采深度为900830 m标高。根据地质勘探成果,矿区内共探求建筑石料用灰岩矿探明+控制+推断资源量3000余万t,可为矿山生产提供技术保障,为建筑用石料行业提供建设性建议。1 水文地质特征研究区位于太行大断裂东侧,沁汾坳陷东部边缘。地层分布从东到西大致是:长城系砂岩,寒武、奥陶系灰岩、白云岩,石炭系砂岩、灰岩,以及分布于各河谷地带的第四系砂砾石层。矿区范围内主要
2、出露奥陶系碳酸盐岩地层,基本呈舒缓波状起伏,产状304037。矿区内无常流河溪,丰水季可见地表水流且无小型水库及截潜流工程。1.1 区域地下水类型及其特征区域内地下水类型主要分为松散岩类(Q)孔隙水、碳酸盐岩类(、O、C)岩溶水和碎屑岩层状岩类(Ch)裂隙水3类。松散岩类孔隙水分布于赵壁河流域以及皋落、车寺2个山间洼地,这类水补给条件较好,水量中等。涌水量10100 t/日;碳酸盐岩类岩溶水主要含水层为奥陶系中统马家沟组,岩性以纯灰岩和角砾状灰岩为主,岩溶以溶蚀裂隙和蜂窝状溶洞为主;碎屑岩层状岩类裂隙水分布于区域东部皋落一带呈条带状出露;长城系含水岩组含水层为中细-巨粒石英岩状砂岩。因分布在太
3、行山褶断带腹部,构造裂隙十分发育,泉水虽不多但流量较大。矿区内地下水大多是潜水,松散岩类孔隙潜水和碳酸盐岩类岩溶水因含水介质不同,补给、径流、排泄条件各有差异,补给方式为大气降水直接入渗、地表水体渗漏;径流方式为地下水沿河谷缓慢流动,水力坡度与河床坡降基本一致,径流较通畅;排泄方式为顺河床向下游排走、在岩溶区渗漏补给深层地下水、开采消耗等。1.2 含水层及隔水层研究区奥陶系中统碳酸盐岩地层为含水层,以灰色厚层-薄层花斑灰岩及泥晶灰岩为主,总厚度约摘要:山西省昔阳县北界都拟建建筑石料用灰岩矿山,文章通过分析矿区范围内水文、工程以及环境地质特征,为矿山生产提供技术保障。结果表明,研究区主要含水层为
4、奥陶系中统碳酸盐岩地层,岩溶区地下水位为480 m,远低于设计采动标高(830 m),对矿床开采影响微弱。关键词:石灰岩;水文条件特征;工程地质特征;环境地质特征;北界都中图分类号:P641 文 献标识码:A文章编号:2096-7519(2023)05-24-3聂 蕾(中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队,山西 太原 030031)作者简介:聂蕾(1992),女,工程师,本科,毕业于中国地质大学(北京),主要从事工程勘察、地质勘查相关工作。北界都石料用石灰岩矿山水工环地质特征分析200 m,大气降水在基岩裸露区沿着岩溶裂隙直接下1渗,该层石灰岩成为透水、不含水层。结合区域资料及以往调查工作可知
5、,该层深部岩溶裂隙水整体由东南向西北方向运动。矿区岩溶地下水水位标高约480 m,远低于最低开采标高830 m,易于自然排泄,故地下水对矿床开采影响微弱。矿体赋存于奥陶系中统下马家沟组二段中下部2(O x),赋存于底板以及下马家沟组一段等地层2中均夹有多层厚度较大的土黄色泥灰岩,裂隙不发育且结构致密是良好的隔水层,可以阻断矿体底板之下各含水层之间的水力联系。1.3 水层动态及充水因素经区域地质调查发现,矿区沟谷中无长年流水,偶尔丰水季节有流水,矿层位于侵蚀基准面以2-3上。矿区区域水文地质单元位于娘子关岩溶水泉域中段东固壁泉流域南部,地下水的成因类型为渗入成因地下水,主要为大气降水直接垂直入渗
6、补给基岩地下水,或经第四系地层间接入渗补给基岩地下水,上下含水单元通过构造破碎带水力互通,基岩岩溶水和裂隙水受地形和地质构造影响,以侧向径流为主,向岩溶和裂隙发育地段外溢排泄。区内水源补给主要是大气降水,也是区内最主要的矿床充水因素,其次为上层含水层通过裂隙径流至矿层。2 工程地质特征矿区内的主要工程地质岩组为奥陶系中统碳酸盐岩(奥陶系中统下马家沟组二段中下部石灰岩),大面积分布于矿区。由奥陶系中-厚层灰岩状夹薄层泥灰岩、角砾状泥灰岩组成。石灰岩抗压强度介于31.974.0 MPa,坚硬,工程地质条件良好。顶底板的泥灰岩抗压强度低(小于28.7 MPa),属易于风化且遇水易软化软岩,工程地质条
7、件较差(见表1)。灰岩与泥灰岩相间分布,呈互层状。2.1 结构面特征岩层结构煤主要为地层层理、层面,与岩层的产状一致,结构面较为平整,倾角一般37;其次为层间节理裂隙,以水平为主,垂直次之。区内泥灰岩为软弱层,在开采活动中该软弱层的承载力不足,在受到震动及水流冲刷等不利因素的影响下,在水动力条件下易发生错动,进而形成4崩塌、垮塌等不良地质现象。因此在开采过程中,按照相关规范对软弱岩层进行加固处理并随时监测其变形情况,合理设计排水系统,避免积水浸泡或者冲刷破碎岩层,严格按照相关规范及设计要求进行开采,确保矿山安全生产。2.2 岩体质量区内矿层岩性主要为泥晶灰岩、花斑灰岩,根据取样测试,矿层的极限
8、抗压强度31.974.0 MPa,平均46.55 MPa,岩石坚硬程度为第二类较硬表1 矿区矿体及其顶底板力学参数表样品编号岩性真厚度/m单轴抗压强度/MPa状态样品编号岩性真厚度/m单轴抗压强度/MPa状态备注KY01泥晶灰岩26.9437.4饱和KY08泥晶灰岩28.9742饱和K1KY02泥晶灰岩21.6141.3饱和KY12泥晶灰岩20.2344.3饱和KY03泥晶灰岩20.6946.9饱和KY13泥晶灰岩27.7631.9饱和KY04泥晶灰岩25.4544.2饱和KY14泥晶灰岩28.0548.5饱和KY05泥晶灰岩25.0458.8饱和KY09泥灰岩7.627.4饱和顶板KY06泥
9、晶灰岩21.5574饱和KY10泥晶灰岩29.8543.9饱和K1KY07泥晶灰岩26.8645.4饱和KY11泥灰岩8.8128.7饱和底板025总第116期052023年024华北自然资源地质勘探2023.5 聂 蕾:北界都石料用石灰岩矿山水工环地质特征分析晋祥石材有限公司计划在山西省昔阳县北界都建立建筑石料用灰岩矿山,矿山采用地下开采,生产规模1000 kt/a,批准开采深度为900830 m标高。根据地质勘探成果,矿区内共探求建筑石料用灰岩矿探明+控制+推断资源量3000余万t,可为矿山生产提供技术保障,为建筑用石料行业提供建设性建议。1 水文地质特征研究区位于太行大断裂东侧,沁汾坳陷
10、东部边缘。地层分布从东到西大致是:长城系砂岩,寒武、奥陶系灰岩、白云岩,石炭系砂岩、灰岩,以及分布于各河谷地带的第四系砂砾石层。矿区范围内主要出露奥陶系碳酸盐岩地层,基本呈舒缓波状起伏,产状304037。矿区内无常流河溪,丰水季可见地表水流且无小型水库及截潜流工程。1.1 区域地下水类型及其特征区域内地下水类型主要分为松散岩类(Q)孔隙水、碳酸盐岩类(、O、C)岩溶水和碎屑岩层状岩类(Ch)裂隙水3类。松散岩类孔隙水分布于赵壁河流域以及皋落、车寺2个山间洼地,这类水补给条件较好,水量中等。涌水量10100 t/日;碳酸盐岩类岩溶水主要含水层为奥陶系中统马家沟组,岩性以纯灰岩和角砾状灰岩为主,岩
11、溶以溶蚀裂隙和蜂窝状溶洞为主;碎屑岩层状岩类裂隙水分布于区域东部皋落一带呈条带状出露;长城系含水岩组含水层为中细-巨粒石英岩状砂岩。因分布在太行山褶断带腹部,构造裂隙十分发育,泉水虽不多但流量较大。矿区内地下水大多是潜水,松散岩类孔隙潜水和碳酸盐岩类岩溶水因含水介质不同,补给、径流、排泄条件各有差异,补给方式为大气降水直接入渗、地表水体渗漏;径流方式为地下水沿河谷缓慢流动,水力坡度与河床坡降基本一致,径流较通畅;排泄方式为顺河床向下游排走、在岩溶区渗漏补给深层地下水、开采消耗等。1.2 含水层及隔水层研究区奥陶系中统碳酸盐岩地层为含水层,以灰色厚层-薄层花斑灰岩及泥晶灰岩为主,总厚度约摘要:山
12、西省昔阳县北界都拟建建筑石料用灰岩矿山,文章通过分析矿区范围内水文、工程以及环境地质特征,为矿山生产提供技术保障。结果表明,研究区主要含水层为奥陶系中统碳酸盐岩地层,岩溶区地下水位为480 m,远低于设计采动标高(830 m),对矿床开采影响微弱。关键词:石灰岩;水文条件特征;工程地质特征;环境地质特征;北界都中图分类号:P641 文 献标识码:A文章编号:2096-7519(2023)05-24-3聂 蕾(中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队,山西 太原 030031)作者简介:聂蕾(1992),女,工程师,本科,毕业于中国地质大学(北京),主要从事工程勘察、地质勘查相关工作。北界都石料用石
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