浙江华东建设工程有限公司 浙江杭州 310014
摘要：石灰岩矿山开拓系统所设置的溜井一般较深，受地貌、构造及水文地质的影响较大，溜井的投资、设计和施工直接受到地质条件的制约，因此，地质条件科学合理分析至关重要。
关键词：溜井、地质、评价
1、工程概况
拟开发灰岩矿山为低山地貌，根据矿山地形、地质条件，确定采矿方法为自上而下、水平分台阶的露天采矿方法，采场总体上是由两端向中部开采。矿体开采时分23个台阶，设计台阶高度15m，台阶坡面角按照60°控制，开采标高40.00～408.60m，露天底部长4470m，宽1460m。采场为水平台阶开采，无封闭圈。
开采方式采用最为经济的山坡露天开采，选择平硐溜井开拓方案，在山体中部靠近西侧的山坡并列布置4套溜井平硐开拓系统，矿石由汽车运至溜井，经过设在溜井底部的旋回破碎机粗破碎后通过皮带通过平硐输送到中细碎、筛分厂房。
2、地形地貌
矿区属低山丘陵地貌。山体总体走向呈北东向NE40～60°，区内地势总体特征为中部高，向周边逐步降低，最高点位于矿区中东部神山顶，标高408.63m，最低点位于北东边部，标高27.60m，最大相对高差381.03m。隧道口山体较陡，自然坡度20～30°，山体植被发育，主要为灌木以及阔叶林。山体两侧均发现有溶洞，北侧溶洞进口高约2米，往里逐渐变窄变矮，发育有地下暗河。
3、矿区水文
矿区属丘陵地貌，矿山为独立山体，呈北东～南西向展布，中部高，其他地势低。地表植被较发育，基岩部分裸露，地表径流条件较好。本矿床属裸露的岩溶充水矿床，地下水大体流向为从高到低，从矿山中部到南部、北部。矿床山地最大相对高差378.93m。矿山四周分布有大小池塘22个，面积一般1050～45158m2，南面查灯水库为地表最大水体，水位标高一般为36.5～50m。矿体裸露地表，初拟最低开采标高40m，位于当地侵蚀基准面以上。矿体及其顶底板为碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，富水性弱～中等，矿区内共出露4处天然地下水露头，泉水流量0.180～0.250l/s，未来露天采场充水主要来源为大气降水，矿区水文地质简单。
4、地质构造
1）褶皱
矿区所在区域褶皱强烈，断裂构造发育，褶皱主要为贵池背向斜带，表现为五条较为紧密排列的线形褶皱，走向大都呈NE50～60º方向，部分地区褶曲轴向改变近东西向；区内主要褶皱构造自北向南分别为姥山背斜、北山蓬复向斜、吴田背斜、神山向斜、牌楼背斜等，其中神山向斜为本矿床所处构造部位。
2）断层
矿区内断层主要有北北西向（F1、F2、F3）断层，其次为近东西向断层（F4、F5）。其中，靠近2#溜井最近的断层为F2，距离约36m。
6、矿区地层
根据1：5万幅《安徽省某市石灰岩矿区域地质图》结合测绘、钻孔资料，下伏基岩地层主要为三叠系下统（T）、二叠系上统大隆组（P2d）、燕山回旋早期（Qδ5 2-2）；第四系地层为中更新统（Q2）残坡积碎石夹粘土。
7、2#溜井工程地质条件评价
2#平硐（隧道）分为运输硐和胶带输送硐两条线。运输平硐为左线，硐断面（宽×高）8m×6m，设计出洞口底板标高50.40m；胶带平硐为右线，硐断面（宽×高）5m×4m，设计出洞口底板标高50.50m。两条平硐平行，相距30m，走向约呈南北向，胶带输送硐与溜井相通，运输硐在生产配套硐室处设置连接硐与胶带运输硐相通，2#溜井井口设计标高317.00m，井底设计标高52.05m。
1）井口及周边环境
2#溜井处原始地面标高317.55m，设计井口标高317.0m，井底设计标高52.05m，2#溜井上部5.42m为覆盖层⑧层碎石夹粘土，其开挖后易坍塌，其稳定性差，溜井施工前建议对其进行开挖清除，采用混凝土进行换填硬化，待井身挖掘深度15～20m时建议对井口5.0m段井内侧壁施做钢筋混凝土衬砌。井口周边不存在滑坡、泥石流等不良地质，但井口位于地势低洼的山谷中间，南、北两侧地势稍高，雨季降水易由高处涌向井口低洼处，因此，需在井周边做好排水措施。
2）井身段（井身标高317.0m～72.05m）岩土层特性
溜井表层揭露5.4m的覆盖层⑧层碎石夹粘土（第四系中更新统Q2pl-dl残坡积层），下部基岩为⑩33层中风化灰岩（T1n3）、⑩24层微风化灰岩（T1n2）和⑩14层微风化灰岩（T1n1），地质评价如下：
溜井位置表层为⑧层碎石夹粘土（Q2pl-dl），松散～稍密，工程性能较差，施工前清除。
井深标高312.13～269.95m为⑩33层中风化灰岩（T1n3），肉红色，厚层～块状构造，以泥晶质结构为主，岩芯可见方解石细脉，裂隙面有肉红色氧化铁渲染，裂隙较发育，一般8～10条/米，局部节理裂隙较发育，裂隙可达10～12条/米。根据钻探揭露，岩石较硬～坚硬，岩体较完整，局部较破碎，围岩稳固性较好。岩体声波波速Vp=4400～5400m/s，该段井身围岩[BQ]=344，井身围岩分级为Ⅳ级。
井深标高269.95～219.91m为⑩24层微风化灰岩（T1n2），岩性为厚层～块状构造，以泥晶质结构，具微晶灰岩、砾屑灰岩、白云质灰岩为特征，裂隙节理较发育，裂隙面约3～5条/米，局部裂隙6～8条/米，倾角30～40度，岩芯断面可见方解石细脉，方解石杂乱，根据钻探揭露，岩石较硬～坚硬，岩体较完整，围岩稳固性较好。岩体声波波速Vp=4500～6200m/s，该段溜井围岩[BQ]=419，井身围岩分级为Ⅲ级。
井深标高219.91～207.21m为⑩24层微风化灰岩（T1n2），孔深106.26～105.32m（标高214.93～212.23m）为一溶洞，溶洞为空洞，推测为泄水通道，施工期间需注意。该处井身围岩分级为Ⅴ级。
井深标高207.21～72.05m为⑩14层微风化灰岩（T1n1），岩性为薄层泥晶灰岩夹中～厚层泥晶灰岩、瘤状灰岩，裂隙节理较发育，裂隙面约5～8条/米，其中孔深121.0～130.0m、136.0～150.0m、192.0～203.0m、221.0～227.0m和236.0～240.0m段层理发育，呈薄层状，层面较平滑，倾角15～20度，锤击岩芯易沿着层面裂开呈片状，裂隙面夹黑色沥青质胶结物。根据钻探揭露，岩石较硬～坚硬，岩体较完整，围岩稳固性较好。岩体声波波速Vp=5000～6000m/s，该段井身围岩[BQ]=379，井身围岩分级为Ⅲ级。
3）储料仓段（井身标高72.05m～52.05m）岩土层特性
井深标高72.05～52.05m为⑩14层微风化灰岩（T1n1），青灰色，岩性为薄层泥晶灰岩夹中-厚层泥晶灰岩、瘤状灰岩，裂隙节理较发育，裂隙面夹黑色沥青质胶结物，裂隙面约8～10条/米，孔深240.0～274.0m段层理发育，呈薄层状，层面较平滑，倾角15～20度，锤击岩芯易沿着层面裂开呈片状，裂隙面夹黑色沥青质胶结物。根据钻探揭露，岩石较硬，岩体较完整，局部较破碎，围岩稳固性较好。岩体声波波速Vp=4600～5800m/s，该段井身围岩[BQ]=364，井身围岩分级为Ⅲ级（储料仓段开挖复杂，断面较大，部分层理发育段围岩分级为Ⅲ级偏弱）。考虑储矿仓断面尺寸大，受矿石磨损大，建议拟采用钢筋混凝土衬砌进行支护。
8、结束语
2#溜井地层基本完整，局部破碎，岩质较坚硬～坚硬，层理清楚，裂隙发育一般，没有大的段层穿过，除井口段揭露5.42m厚覆盖层外，其余井身均为灰岩，工程地质条件简单，岩体主要为块状和层状构造，岩体较完整～完整，稳固性较好，井身围岩类别围岩分级为Ⅳ～Ⅲ级。根据井身标高317.0m～167.0m段的压水试验，该段灰岩岩体渗透等级为微～弱透水，井身距离主断层F2较近，约36m，距离2#交通硐最近距离约72m，断裂带为山体主要的泄水通道，掘井过程断裂带的水源预计会沿构造裂隙渗透到井内。井点位置标高214.93～212.23m段揭露溶洞，掘井时可对溶洞形成的井侧壁空洞进行混凝土充填和衬砌，若溶洞为泄水通道，建议施工时采取必要的疏导措施。溜井深度较大，岩爆和突水等地质问题还是难以预料，必须采用先进的预测预警技术，实行预防为主的方针。
参考文献：
［1］1：5万幅《安徽省某石灰岩矿区域地质图》。
［2］《安徽省区域地质志》。
论文作者:麻鹏远1,李帅2,董乃伟3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/8
标签：标高论文; 围岩论文; 裂隙论文; 矿区论文; 井口论文; 地质论文; 溶洞论文; 《基层建设》2017年第19期论文;