摘要：红花沟铁矿位于兴和县南约四十公里，是内蒙古地区发现较早的铁矿床之一，本文选定红花沟铁矿为研究区，对其开采技术条件进行了对比分析，详细列举了本研究区的矿床开采技术条件，从而得出本区的开采条件类型，为相似的矿床开采起到了一定的指导作用，对相似矿床的开采指明了方向。
关键词：兴和县；红花沟；铁矿；开采条件
1、自然地理条件
研究区位于内蒙古高原南缘、大同盆地北部，属中高山区，地貌成因类型为构造剥蚀和堆积类型。海拔标高一般在1900-2100m，最高2258m，最低1830m，相对高差428m。地形切割较深，地势险要。矿区基岩裸露中等，在山脊阳坡岩石露头较好，阴坡多被松散堆积物及植被覆盖。
2、矿体特征
红花沟矿区内圈定出一条磁铁矿体，编号为FeⅠ，呈北东东向展布。矿体呈单斜层状或似层状赋存在古太古界兴和岩群葛胡窑组下段之上部，角闪斜长片麻岩是矿体的直接围岩，矿体产状与顶底板围岩产状一致。矿石类型以石英型磁铁矿石为主。
3、研究区水文地质条件
研究区内绝大部分为中高山区，小面积为山间沟谷洼地。出露地层绝大部分为古太古界兴和岩群葛胡窑组麻粒岩、混合岩化花岗岩及片麻岩，小面积分布有第四系松散堆积。由于经受多期次构造运动和岩浆活动，构造较为复杂。地下水的形成严格受上述诸因素的控制。大气降水是地下水的主要补给来源，地形地貌、岩性构造是地下水形成与分布的主要控制条件。受地壳上升的地质作用影响，研究区近东西向延伸的中高山地形，成为区域性地表水和地下水的分水岭，对地下水的储存产生不利影响。
3.1含水层及其富水性对矿体开采的影响评价
第四系冲洪积潜水含水层为第四系冲洪积砂砾石层，含水层厚度不均，一般为5-10m，水位埋深3.5-8.5m。据区域水文资料，砂砾石含水层涌水量为0.85L/s，水化学类型为HCO3-Ca型，矿化度小于0.43g/L。
片麻岩风化裂隙弱含水层主要分布在研究区，由于裸露的片麻岩长期遭受风化作用，风化裂隙发育，风化裂隙带深度一般为1-6m。矿区属中高山地貌，沟谷较为发育，而植被不发育，不利于降水渗入，但因部分降水渗入而风化裂隙带微含水，在平硐硐壁仅有潮湿滴水现象，不影响正常掘进，对矿床开采影响极小。
3.2地下水的补给、迳流与排泄
矿区地下水的补给来源主要为大气降水，大气降水的补给强度大，最大日降雨量为66.37mm。地下水的迳流补给也是研究区地下水补给的另一种方式。
矿区地下水主要以蒸发排泄为主，矿区属干旱区，蒸发强度极大，最大年蒸发量可达2578.9mm，另外，矿区地下水以迳流的方式排泄于区外。因此，迳流排泄也是矿区地下水排泄的方式之一。
3.3矿床充水因素分析
地下水：由于主要矿体在侵蚀基准面之上，地形有利于自然排水，沟谷发育且切割较深，矿体围岩为弱含水层，因此，地下水对矿床开采影响极小。
大气降水：矿区开拓工程形成后，大气降雨可直接渗入坑道内，成为本矿区开采的主要充水水源。大气降水的充水强度随季节变化较大，雨季涌水量增加，而旱季相对减少。
3.4矿区FeⅠ号矿体开采涌水量评价
主要的Fe1号矿体呈北东东走向出露于海拔1972-1745m的山坡上，被近南北向沟谷所切割，相对高差227m，未来采区上方最大汇水面积0.12km2，矿体最低开采标高为1682m，大于矿区最低侵蚀基准面标高1630m，地形有利于自然排水。因此，根据上述矿床充水因素主要为大气降水这一特点，未来开采坑道内的大气降水量可沿着自然地形及排水沟自形排出，水量随季节性变化大，必须合理布置排水沟及排水方向，使矿坑内的积水沿着排水沟自然排出矿坑之外。
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4、工程地质条件分析
由于岩层中节理发育，使岩体的力学强度降低，加之风化裂隙作用使浅部岩层的完整性遭受破坏，整体的稳固性减弱，易发生采坑顶部和边坡不稳定，此现象是矿床开采中的主要不利因素。
松散岩类区主要分布在矿区南部海拔高度1900m以下范围内，岩性为第四系洪坡积的亚砂土和人工堆积物，亚砂土厚度小于1-2m，结构松散，具有良好的渗透性，对矿床开采没有影响。
块状结构区研究区内大面积分布的基岩区，岩性以太古界兴和岩群紫苏斜长麻粒岩夹斜长角闪岩为主。岩石的节理发育，按走向分为NW、NE两组，由于岩石长期裸露地表，遭受了强烈风化作用，风化裂隙带深度一般为1-6m左右，使岩石的整体性和连续性遭受到破坏，降低了岩石整体力学强度，易造成坑道顶板的边坡不稳定。
硐体围岩稳定性评价分析：沿脉矿体为磁铁石英岩；穿脉矿体围岩为紫苏斜长麻粒岩夹磁铁斜长角闪岩，岩层整体为块状结构，抗压强度21.34-108.68Mpa，整体围岩力学强度较高，为半硬质岩石，硐内未发现断裂、软弱结构面等不良工程地质现象。沿脉平硐内虽有滴水现象，但不影响正常开采，矿体围岩单一，结构面不发育，稳定性较好。
5、环境地质条件分析
5.1环境现状
5.1.1地震烈度
红花沟矿区处于大同—阳高破碎带的北侧，是构造活动区，易发生地震。根据GB18306－2001图A1《中国地震动峰值区划图》，研究区的地震动峰值加速度（g）为0.05，对照烈度为6度区。
5.1.2水环境
依据区域及矿区水文地质调查结果，矿区水质较好，水化学类型HCO3-Ca型，矿化度小于1g/L。矿石与围岩不易分解出有害物质，采矿活动不会对附近环境和水体形成污染。需注意的是未来选矿厂产生的尾矿中有一定量的硫、磷有害组分，随降雨渗入地下，会对选矿厂区及下游地下水形成污染，应采取防护措施。
5.1.3放射性环境
据区域放射性测量资料，矿区太古界兴和岩群放射性强度一般为4-12γ，花岗岩脉、伟晶岩脉一般为7-17γ。参照相关花岗石材放射性要求小于40γ的指标，矿区属无放射性污染区。
5.2矿床开采环境
5.2.1矿区环境现状
矿区地处中高山区，沟谷属切割性“v”字型沟，地形相对高差227m左右，植被不发育。研究区内无重要建筑物，常住居民数量少。
5.2.2矿区目前存在的地质灾害和环境问题
矿区在采矿过程中由于开矿放炮，矿体及围岩呈碎块状，裂隙较多，当降雨或降雪时，水进入裂隙产生水压，易使岩层产生岩崩。
矿区采矿挖出的大量岩矿石，会改变研究区内的天然地形，破坏地下水的补给途径和渗透性能。由于矿区地形相对高差大，切割性沟谷空间有限不利于废石堆放，采矿剥离出的大量废石因堆放空间狭小，突降暴雨时易形成泥石流地质灾害。
总之，矿山在生产过程中对环境的不良影响，主要表现为废石堆放、流散，粉尘及噪声污染，局部植被受破坏和自然景观的改变。矿山开采时，对各种不良的地质、生态环境影响需采取应对措施。
6、结论
通过以上分析得出，红花沟铁矿区水文地质、工程地质均属简单类型，地下水通过地表接受大气降水入渗补给形成基岩裂隙潜水，地下水沿平缓的沟谷向北西、南西、南东径流。经硐内观察裂隙涌水量甚小，很难形成积水，对开采不会造成影响。研究区矿体及其顶底板围岩岩石的稳固性较好，岩石力学强度高，工程地质条件较为简单，目前环境地质条件较好。根据开采技术条件复杂程度，本矿区水文、工程、环境地质条件均较简单，开采技术条件勘查类型为简单型，对本研究区的矿体开采条件较有利，相似的矿区可以作为类比，指导相似矿区的开采。
论文作者:刘文艳1,辛荣元1,贾志超1,霍建华1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：矿区论文; 矿体论文; 地下水论文; 围岩论文; 裂隙论文; 矿床论文; 条件论文; 《基层建设》2019年第14期论文;