矿床开采的技术条件及探采对比分析

施杰李

（云南磷化集团工程建设有限公司，云南 昆明 650600）

1 矿区地质概况

昆阳磷矿位于滇池聚磷区南西部，即原昆阳磷矿区一至四采区勘探线6-56线之间，为昆阳磷矿区的东半部，与昆阳磷矿二矿(原五、六采区)相接。位于昆明市204°方向平距39km、晋宁县325°方向平距6.7km，地处云南省昆明市晋宁县昆阳镇境内。其地理坐标(54北京坐标系)：东经102°31′39″～102°34′55″，北纬24°42′36″～24°44′12″。昆阳磷矿区内岩浆岩不发育，主要分布于测区北西50km～65km的富民罗次一带，普渡河—滇池断裂与罗次—易门断裂之间。主要为基性、超基性和碱性岩体，呈岩珠、岩墙、岩床状产出[1]。

2 矿床开采技术条件

2.1 水文地质条件

矿区水文地质条件类型以大气降水和矿层及其顶底板弱一中等岩溶裂隙含水层补给的简单类型，开采前后，矿区的水文地质基本无变化，矿区地层因剥蚀而出露不全，该矿区地形为顺向坡，岩（矿）层为单斜构造，为裂隙充水矿床，探明矿体大部分位于当地最低侵蚀基准面—滇池水面以上；本次核实开采标高在1620m以上，矿坑水多能自然排泄。

矿区开采矿层均位于当地最低侵蚀基准面和地下水位以上，矿坑充水的主要因素比较单一，仅为大气降水，包括直接落入采坑的大气降水涌水量及地表径流涌水量，处理的主要方法是挖排洪沟泄洪，排洪沟的规模根据矿坑涌水量预测及对实际涌水量的观测经验设计，从开采的情况来看，此方法完全可以解决矿山开采过程中的矿坑涌水量问题。

矿区地处区域强富水补给、径流区，本次进行资源储量核实的矿层按开采标高分为两部分：最低标高以上区，矿体位于水位和当地最低侵蚀基准面以上，矿坑充水因素主要为大气降水，水文地质条件属简单类型；矿体位于地下水位以下，主要充水含水层富水性强，矿坑水不能自流排泄，水文地质条件为以岩溶含水层充水为主的中等偏复杂型。

2.2 工程地质条件

矿区工程地质条件为以可溶盐岩、碎屑岩类坚硬-半坚硬岩类为主的中等类型。工程地质条件随着开采规模的扩大，有滑坡的可能性。矿层直接顶板为含磷硅质白云岩，新鲜岩石致密坚硬，比重2.84g/cm3，饱和容重2.79g/cm3，吸水率1.6%，饱和内聚力14.0MPa，饱和内摩擦角47.1°，风干抗压强度124.1MPa～141.5MPa，饱和抗压强度117.7MPa～133.3MPa，软化系数0.95，属坚硬岩类，稳固性好。

露天采矿场工作帮的边坡类型为逆向层状岩质边坡，其组成岩层为筇竹寺组一—四段（Є1q1-4）粉砂岩、泥质粉砂岩，中谊村组二段（Є1z2）白云岩、一段砂屑状磷块岩（Є1z1），岩组单轴抗压强度71.8MPa～193.7MPa，属坚硬岩类；端帮（东、西部）的边坡类型为斜（切）向层状边坡，其组成边坡岩层同上；永久帮的边坡类型为顺向层状边坡，组成边坡的地层岩性单一，为渔户村组二、三段（Є1y2+3）白云岩、白云岩夹硅质岩，单轴抗压强度为97.0MPa～106.9MPa，属坚硬岩类[2]。

2.3 环境地质条件

矿区地质环境质量为中等类型。由于矿山为露天开采矿山，矿层及围岩中检出有害元素F含量较高，应在开采的过程中注意，同时还应注意水土流失问题。剥采破坏地表形态及植被，堆放的剥离物结构松散，又无法被根系保护，易产生水土流失，如遇大雨，还有引发泥石流的可能。

露采可能会引起边坡失稳、滑坡、滑移，露采时穿孔爆破、机械振动等人工活动对边坡稳定性有影响，局部软弱夹层可能会产生蠕动变形，引起滑坡。

露采易产生粉尘，对环境造成影响。

综上所述，经过2018年调查研究可发现，矿区在区域上属地震烈度Ⅷ度带，为较不稳定区，地下水质良好，物理地质现象不发育，但矿石及围岩中F和U的含量偏高，对环境有一定危害，矿山长期开采造成地表形态、植被的破坏，矿段环境地质质量中等偏复杂。

3 探采对比

2018年度主要对二、三、四采区进行开采，动用7个矿体上层Ⅰ品级、上层Ⅱ品级、上层上Ⅲ品级、上层下Ⅲ品级、下层Ⅰ品级、下层Ⅱ品级、下层下Ⅲ品级，70个采空块段。通过本次调查，区内地质构造轮廓和特征与原勘探报告描述基本相同，仅个别断裂构造上稍有增减。本次调查未见新增矿体，原各矿体的形态、产出位置、厚度均变化不大，矿体产状、结构、构造及矿石质量也无大的变化，局部矿体倾向延伸品位略有变化，但对资源储量的影响不大。

经本年度动测，全区上矿层工业矿体厚5.00m～7.00m，平均厚度6.18m。上矿体（层）工业矿体从地表至中深部厚度稳定。矿体厚度沿倾向及走向的变化规律是：东部较厚，一般7.00m～8.00m，最厚15.30m。西部较薄，一般5.00m～6.00m，最厚7.40m。上矿层厚度大于8m的地段主要分布于补勘区东部靠南侧(14－37线)，作东西向展布，长约2.5km，宽200m～600m。该厚度带的北部有零星地段厚度大于8m，矿层工业矿体的厚度与P2O5含量一般呈消长关系，个别位于沟谷的地段，因次生富集作用，P2O5含量变高，略有波动。

下矿体（层）工业矿体厚度从地表至中深部具变薄的趋势，但变化不大，变化系数57.70%，从变化系数来看，厚度变化仍属中等。下矿层除个别地段底零星分布有低品位矿石外，大部分矿层与矿体吻合。工业矿体厚度3.00m～4.00m，最厚7.95m，平均3.25m。下矿层工业矿体厚度变化情况与上矿层截然相反，一般为西部较厚，为4.00m～6.00m，东部较薄，为2.00m～4.00m。矿区中部靠南段矿体厚度为0，其分布范围东西长约1km，南北宽约600m。此外，无矿区的北侧及东侧，零星地段厚度小于1m。工业矿体上、下矿层与全区工业矿体平均品位比较得出结论：P2O5平均含量地表至中深部具下降的特点。

4 矿山的矿床地质及开采技术条件变化特征

据实测和收集矿山相关开采资料分析，昆阳磷矿为海相沉积的大型磷块岩矿床，厚度较大，品位较高，层位稳定。含矿岩系为下寒武统中谊村组（Є1z），具工业价值的矿体（层）为上矿层（Є1z1-3）和下矿层（Є1z1-1），其间夹灰白色凝灰质粘土岩层（Є1z1-2）。上矿层的顶板为硅质白云岩（Є1z2），下矿层的底板为白云岩夹硅质条带（Є1y3）。层序清楚，顶、底板界线及标志明显。开采后的含磷矿地层系为下寒武统中谊村组(ε1z)，磷块岩矿床为稳定的层状，矿体（层）总体为一走向东西，向南缓倾斜的单斜构造，平均倾角16°，其产状完全与围岩产状一致。矿体（层）的规模皆指工程控制范围而言，长5.6km，宽1.0km～2.15km。

矿山为露天开采，矿床总体开采技术条件无原则性变化，矿区在区域上属地震烈度Ⅷ度带，为较不稳定区，地下水质良好，物理地质现象不发育。

5 结论

综上所述，昆阳磷矿矿区水文地质、工程地质、环境地质现状调查研究和预测评价，较详细地查明了矿段水文地质条件为以大气降水充水和矿层及其顶底板充水为主的中等类型；工程地质条件为以上覆碎屑岩类半坚硬—坚硬岩类、矿层及顶底板可溶盐岩类坚硬岩类为主的中等类型；矿床开采对环境有一定影响，环境地质条件中等。矿床开采技术条件勘查类型属中等型的复合问题矿床（II-4型）。