安徽省黟县打鼓岭钒矿、地热勘探的开采技术条件分析
希望工程的资料作者：詹华炜
来源：《西部资源》2021年第05期
摘要：打鼓岭钒矿自获得探矿权以来，未勘查水文地质。本次勘查工作主要查明含水层的岩性、厚度、产状、分布规律及水位、水质等，评价断裂破碎带充水程度和地表水与地下水的水力联系、地下水的补给、径流、排泄规律，划分水文地质界线及水文地质工程地质类型，调查环境地质的类型和现状，为矿床的开发利用提供基础地质依据。
关键词：打鼓岭钒矿；矿床；开采技术条件
1.前言
安徽省黟县打鼓岭钒矿区位于黟县县城320°方向，约20km处。区内为中等山区，工作地段地形最高为658m，侵蚀基准面200m，相对高差达460m。地形切割强烈，山高坡陡。植被发育，矿区内通行条件差。区内无规模以上工矿企业，经济作物主要以竹、木为主，茶叶少量。农村剩余劳动力多外出打工。当地经济欠发达，开发矿业对促进当地经济发展，具有积极的意义。 2.矿区水文地质
2.1自然地理条件
金钩月饼>商路
矿区位于安徽省黄山市黄山区境内，属黄山山脉边缘区，属于1∶5万郭村幅（H50E012016）。为中低山区剥蚀地貌，工作区内地形最高高程达462m，最低高程约为175m，相对高差约290m，地形南高北低。主流打鼓岭溪由南向北流经矿区中部，并横穿矿区。矿区内水系发育，地表水沿沟谷由高向低流经矿区，季节性较强。枯水期干涸，丰水期流量较大，流速较快，对露天采矿有直接影响，应引起重视。
（1）第四系松散岩类孔隙水含水岩组
在矿区范围内，第四系（Q4）松散地层为坡积、残积（Qdl+ el）成因和冲积、洪积（Qal+el）成因，总面积约为0.50km2，占总矿区面积的10.68%。坡积、残积地层分布于杨梅溪西部北侧，沿山脚展布，由粉土混碎石组成，碎石成分为炭质、硅质板岩等，次棱角状，粒径5cm～8cm，大者10cm～15cm，含量约20%，上部为腐殖质土，厚度0.30m～ 流动儿童
1.00m不等，下部为粉土混碎石、碎块，土黄、灰，性软、松散；冲积、洪积地层分布于杨梅溪、深坑溪两岸，沿河道展布，由细沙与砾卵石层组成，上部为细沙，灰黄，石英质为主，长石次之，厚度0.30m～0.70m不等，下部为砾卵石，灰黄，硅质岩，偶见脉石英，次圆状，粒径一般5cm～10cm，大者10cm～10cm多，含量约60%，骨架间隙被中粗砂，局部地段与上部细沙互层，总厚度1.00m～2.00m，含孔隙水，大气降水补给，与地表水水力联系密切。由水分析知水质类型HCO3-SO4-Ca。
（2）寒武系杨柳岗组（∈2y）沉积岩类裂隙水含水岩组
分布于矿区的北部，出露较少。岩性为灰、深灰硅质炭质板岩、泥灰岩夹灰岩透镜体。大气降水补给，泉流量0.050L/s，水温18℃，未做水质分析，故水质类型不详。
（3）寒武系大陈岭组（∈1d）变质岩类裂隙水含水岩组
分布于矿区的北部，与荷塘组相伴分布，岩性为灰纹层状亮晶灰岩夹钙质板岩，出露较少。大气降水补给，泉流量0.186L/s，水温18℃，与地表水力联系密切，未做水质分析，故水质类型不详。
（4）寒武系荷塘组（∈1h）变质岩类裂隙水含水岩组
分布于矿区的中部，自下而上分三个韵律层，分别为第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ韵律层，岩石特征：黑—灰黑，泥质结构，板状构造，致密，性硬、碎，富含泥，炭，硅等难溶物质，未见明显富段，仅部分岩孔孔内出现漏水情况，现将三层合并叙述于下：
矿区内分布较广，面积约3.11km2，占矿区总面积66.45%，出露标高175m～417m，該岩组含钒矿，是重点考察的地段。主要岩性为灰黑含炭硅质、少量磷结核、钙质磷质结核与结核状黄铁矿，裂隙或板理，局部地段发育，板理厚度1cm～4cm，泉击水量0.022 L/s～0.513 L/s，弱富水性，水质类型SO4-Ca-Mg，水温9℃～18℃。
①风化裂隙水：
据基岩裸露资料与岩孔资料统计，风化段厚度1.25m～28.80m，平均15.706m，风化裂隙发育，裂面带铁染，局部地段有水蚀现象，岩芯多呈碎块状、少量块状或扁平状、柱状。所有钻孔自施工至穿越强风化带均有不同程度的漏水现象，所施工的岩孔大部分漏水、掉块现象严重，其中普查阶段的ZK101钻孔，施工至12.00m左右漏水严重，无法钻进，
采取阻漏措施后，方可正常钻进，穿过该层后，漏水现象消失；普查阶段的ZK301钻孔，施工至11.40m左右漏水严重，无法钻进，采取阻漏措施后，方可正常钻进，全孔漏水严重，无法正常观测水位，并时常有崩塌和掉块现象产生，无法正常进行水文观测。
②矿层水文地质特征：
矿层赋存于寒武系下统荷塘组（∈1h）中段石煤层中，以类质同象形式，钒离子状态赋存于铝硅酸岩石中。矿区含钒黑岩系为寒武系荷塘组中段灰黑炭质板岩层，岩芯多呈短柱状，裂隙不发育，矿体顶低板无明显分层界限，在构造发育带部位，裂隙较发育，多呈闭合状，无填充物，部分裂面具铁染。
节理面平直光滑，岩石为炭质板岩，岩性硬脆，上部受风化影响，风化裂隙较发育，在地形低洼处有渗水现象，量较小，用三角堰测不出流量。钻探进入该层，漏水现象不明显。
（5）震旦系皮园村组（Z2-∈1P）沉积岩类裂隙水含水岩组分布于矿南部，呈条带展布，面积约为1.07km2，占矿区总面积22.86%，出露高程289m～576m，岩性为灰黑硅
质岩、条纹状硅质岩，岩石坚硬、完整、性脆。未见明显裂隙发育带，在一些小皱曲的核部，由“虚脱”而形成的空洞，呈月牙形，长0.50m～1.00m，高0.30m～0.50m，扣在QS07泵点的上部悬崖上，其延深深度的富水性与裂隙发育程度已不祥，浅部泉流量0.014L/s～1.046L/s，富水性中等，水质类型SO4-HCO3-Ca-Mg，水温10℃～17℃。
3.矿区工程地质
3.1地震
根据史料记载，区内及邻近地区，地震频率不高，基本上未发生过破坏性地震，近期1999年6月1日，歙县溪头镇发生了3.2级地震，仅歙县与屯溪河邻近地区有所感应，但无任何破坏性，其它地区无感应；2005年12月26日，江西九江—瑞昌发生了5.7级地震，在震中及邻近地区有破坏性，有震感的范围涉及较广，在江西、湖南、安徽等地均有感应，本区也有震感，但对该工作区没有破坏性，其他地区无感应。
据2001年8月1日实施的（GB18306-2001）国标《中国地震动参数区划图》及《安徽省地震动峰值加速度区划图》得知：本区地震动反应谱特征周期分区为1区（0.35s），地震动峰值加速度分区为
3.2工程地质岩组划分
通过对岩层的岩性、内部结构及工程地质天然现象与勘探工程揭露的工程地质现象，结合岩（矿）石物理力学性能试验成果，RQD统计值，划分两个主要工程地質岩组：①松散碎屑堆积物地质岩组（Ⅰ）；②软弱—坚硬变质岩类工程地质岩组（Ⅱ）。
（1）松散碎屑堆积物工程地质岩组（Ⅰ）沿沟谷、河床展布，沟谷以残、坡积层（Qdl+el）为主，厚度0.30m～1.00m，有粉土混碎石组成，河床以冲、洪积层（Qal+pl）为主，由细砂、砾卵石组成，总厚度1.30m～2.70m，呈松散～稍密状，含空隙水，出露高程244.52m～259.34m，该岩组对露天开采影响不大。
（2）软弱—坚硬变质岩类工程地质岩组（Ⅱ）
寒武系华严寺组（∈3h）、杨柳岗组（∈2y）、大陈岭组（∈1d）、荷塘组（∈1h）、震旦系皮园村组（Z2—∈1P）；震旦系皮园村组分布于矿区的南部，皮园村组黑白相间、条带状的硅质岩夹硅质板岩大多形成陡坎和悬崖；寒武系的杨柳岗组、大陈岭组分布于矿区的北部及中北部，严寺组厚度大，出露不全，本次钻孔均未见及，对矿体开
采无影响。寒武系荷塘组分布于矿区的中部，出露面积广，为赋矿层位，分上中下三段，其中荷塘段中段（∈1h2）是石煤V2O5的含矿岩系，由三个韵律组组成，主要岩层为炭质板岩、硅质岩、炭质硅质板岩，部分地段类带状硅碳质板岩、含磷结核及黄铁矿结核。矿体主要产于炭质板岩，其顶底板为炭质硅质板岩，根据岩石物理试验成果，风干状态单轴抗压强度平均值20.7MPa～180MPa，饱和状态单轴抗压强度平均值10.2MPa～133MPa，综合分析，属软弱—坚硬岩组类。
钻进过程中，炭质板岩进尺较快，岩芯多呈柱状，据矿岩石物理力学测试成果表：饱和单轴抗压强度38.2MPa～58.2MPa，平均47.6MPa；炭质硅质板岩进尺较慢，有坍塌掉块现象，岩芯多呈块状或扁柱状，饱和单轴抗压强度8.38MPa～141.0MPa，平均58.76MPa。据RQD统计单层最大值100%，最小值0.00%，平均46.065%，平均值29.85%～62.28%，岩石质量为极劣—中等，岩石完整性为破碎—岩体中等完整，岩体质量级别为差—中等。
4.矿区环境地质
三基荧光粉 通过对矿区内地表调查，结合工程地质特征，对矿区内的环境地质进行评述。
4.1开采引发的不良地质现象
（1）开采边坡诱发的崩塌、撒落
崩塌：主要发育在采坑壁顶部坡肩部位，崩塌物易堆积于坑底。
撒落：其易产生于坑壁顶部的残坡积层与强风化层。由于坑壁的陡峻，使其凌空，经冻融、气温影响所产生的热胀冷缩，加速了裂隙发育，在雨水的冲蚀下形成。
（2）矿山开采对水资源、水环境的影响
露天开采对水资源、水环境影响甚微，仅在采坑底部低洼处有积水，由于岩石的透水性弱，水体在高水位时，大量流出补充地表水体，少量垂直入渗补给基岩裂隙水，枯水期以蒸发消耗为主。
（3）露天开采、废渣堆放对土地资源、土石资源的影响露天开采改变了原有地形地貌，侵占、毁损土地资源。
4.2地面与斜坡稳定性
地形地貌：矿区内为中低山区，工作地段最高海拔400m左右，相对高差200m。植被发育，通行条件差，残坡积覆盖率高，地貌为构造剥蚀型，地形高差大，坡度陡，属不稳定。黄岛大炼油
地质构造：矿区内断裂构造发育，属不稳定。
岩土体构造类型：矿区内的岩土体分松散碎屑堆积物工程地质岩组与软弱—坚硬变质岩类工程地质岩组。土体呈松散—稍密状，岩体为薄—中层状构造，炭泥质结构，结构面不发育，基本稳定。
经综合对比，矿区地面与斜坡稳定性预测为不稳定。
4.3矿山开发的放射性影响，黑岩系的放射性含量一般均偏高
矿区放射性测量平均值为40γ。以40γ为界，大于40γ的区域明显呈带状分布，且大致与荷塘组中段及矿体的分布近一致。据此推断，一旦进入矿山开采，其露天采场的放射性值将会增高，应当引起重视。
4.4矿石选冶对环境的影响
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