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3、湖北省郧县大桑树矿区普查许可证范围与资源储量估算范围叠合图

湖北省国土资源厅矿产资源储量评审中心

第六章矿床开采技术条件

第一节矿床水文地质

一、自然地理概况

大桑树矿区位于南化穹窿北西部、陡岭沟背斜的西部倾伏端。

矿区属侵蚀构造中低山区，地形大致形成东西向分岺，向南北两侧沟谷发育，向北侧的主要沟谷由东向西有：

木耳沟、大桑树沟、纸槽沟、桐树沟等，其中大桑树沟常年流水，通过Ⅰ2矿体。

其余沟谷为季节性沟谷。

南侧由东向西主要有鲍鱼沟、黄寺沟、米色沟、连家沟、田家沟、蒋家沟等其中蒋家沟常年流水，通过Ⅰ号矿体的西端。

另外位于矿区的西南角有滔河通过，距矿体较远，同时河床低于矿体200m以上，对矿体影响不大。

矿区范围内地形的最高点为西北角的鹦鹉寨1020.7m，最低点为滔河河床365.7m（为当地的侵蚀基准面），最大相对高差为655m，一般相对高差200—400m。

含钒矿层分布于矿区北部及东部一带，地表出露靠近分水岭及半山腰一带，Ⅰ矿体（主要矿体）地表出露标高600—860m，储量计算控制最低标高550—700m以上，Ⅰ1及Ⅰ2号矿体地表出露标高450—730m，储量计算控制最低标高400m以上，Ⅱ及Ⅲ矿体地表出露标高520—760m，储量计算控制最低标高400m以上。

矿区所有矿体均位于当地侵蚀基准面以上，地下水位标高为491.50—529.80m（表6—1）。

本区属亚热带季风气候，全年四季分明，冬冷夏热，历年平均气温在15.8℃，最高气温41℃，最低气温-12.4℃；

降水多集中于7—9月，年平均降水量829.8mm，最大降水量1360.6mm；

霜冻期在11月至次年2月。

钻孔简易水文地质综合简表表6-1

矿体编号

钻孔编号

孔深（m）

孔口标高（m）

钻孔水位（m）

风化带深度（m）

备注

埋深

标高

Ⅲ

ZK8′1

105.76

691

漏水

1.50

一．该表以本次工作提交的钻孔资料为主，前Ⅰ号矿体施工的6个钻孔位置地形高，其标高为710—895m之间，施工钻孔未测到水位，均为透水层。

二、表中所填的漏水孔为未到水位孔，根据表中资料地下水位标高大致为491.50—529.80m之间。

ZK0′1

149.32

585

55.20

529.80

2.20

ZK15′1

82.76

530

15.50

514.50

2.50

Ⅱ

ZK701

93.44

680

ZK741

118.19

790

0.60

Ⅰ2

ZK521

500

8.5

491.50

2.60

Ⅰ1

ZK81

160

550

28.2

521.80

1.30

Ⅰ

ZK751

122.42

750

0.75

二、含（隔）水层特征

矿区含（隔）水层划分主要根据岩性及泉水流量岩溶发育情况等综合确定，根据地层顺序由新至老叙述如下：

1．第四系（Q）孔隙水含水层：

主要由残坡积层及冲洪层组成，上部主要为粉质粘土，下部为砂砾石及碎石组成，富水程度随地形条件及沉积厚度而变化。

分布于山坡及沟谷地带，厚度0—10m。

2、寒武系上统至奥陶系上统（∈3—O2）S石瓮子组弱岩溶裂隙含水层：

主要为含燧石灰岩及白云岩为主，节理裂隙较发育，地表局部有小型溶槽、溶沟发育，泉水流量<

1l/s，为富水性弱的岩溶裂隙含水层，分布于矿区的中部及南西部厚度>

500m。

3．寒武系中统岳家坪组（∈2y）弱岩溶裂隙含水层：

由角砾状白云岩夹页岩组成，有节理裂隙发育，地表局部见小型溶洞及溶隙发育，未见泉水出露，分布于矿区北部及西部一带，厚度>

300m。

4．寒武系下统水沟口组下段（∈1s）相对隔水层：

主要由钙泥质页岩、粉砂岩、板岩等组成顶部为含矿层位，节理裂隙发育，裂隙以闭合式及泥质充填为主，易破碎，含极弱裂隙水为相对隔水层，分布于矿区北部及西部一带，厚度50—100m。

5．震旦系上统灯影组（Z2dn）中等富水的岩溶裂隙含水层：

主要为白云质灰岩及白云岩，节理裂隙发育，地表溶蚀现象较普遍，有小型溶沟、溶槽及溶洞发育，溶洞直径约1—0.5m。

泉水流量0.45—2.32l/s（详见表6-2）富水性属中等，为矿区的主要含水层，分布于矿区北部中部及东部，约占整个矿区面积2/3，厚度大于350m。

6、青白口系耀岭河组（Qny）弱裂隙含水层：

主要由绿泥、绿帘钠长片岩组成，节理裂隙发育，未有泉水出露，富水性较弱，为弱裂隙含水层，分布于矿区南部，厚度不详。

泉水流量统计表表6-2

泉水编号

位置

出露标高（m）

流量

（l/s）

类型

出露层位

1

纸槽沟

480

0.62

下降泉

Z2dn

2

大桑树沟

490

2.32

3

鲍鱼沟

635

0.45

断层带

4

连家沟

460

0.53

5

蒋家沟

440

0.66

三、地下水补给、迳流、排泄条件

矿区地下水的补给主要来源于大气降水，局部地段的河流及溪流也补给地下水，由于地形山高坡陡，降水形成的地表径流快，降水入渗量很小，以垂向渗透补给为主，形成地下径流量较弱，造成侵蚀基准面以上的含水层富水性弱。

矿区从鹦鹉寨—楼房沟脑形成北西南东向的地表分水岭，降水通过南北两侧的沟谷排泄地表水，地下水，地下水分水岭基本与地表一致通过南北沟谷的泉水排泄。

矿区地形有利于地下水及地表水排泄，排泄条件良好。

四、矿坑充水因素

矿区绝大多数矿体出露的地形条件高，故矿床的主要充水因素为大气降水、地下水以储存量为主，矿坑涌水量与季节性密切相关。

矿层赋存于寒武系下统（∈1s）页岩、粉砂岩及板岩中与矿层无明显的界线，为无形矿层，该层就相当矿层，由于地层倒转及地质构造原因构成矿坑充水情况各矿体不同，Ⅰ号矿体地层倒转构成矿层主要顶底（局部为底板）为灯影组（Z2dn）白云岩中等富水的岩溶裂隙含水层，是主要直接充水因素。

但矿体首采标高位于地下水位以上该含水层以透水层为主，故矿坑充水以降水渗透补给为主，其次是矿层底板寒武系中统（∈2y）角砾状白云岩为弱岩溶裂隙含水层也是直接充水因素，但富水性弱。

Ⅰ1与Ⅰ2矿体，是Ⅰ号矿体东段的一部分，矿层顶底板与Ⅰ号矿体相同，不同之处是Ⅰ1与Ⅰ2矿体之间，有北东向断层错开形成西段Ⅰ1与东段Ⅰ2矿体，Ⅰ1矿体的西端位于纸槽沟的沟谷中，Ⅰ2矿体东段有大桑树沟溪水通过，该两段的首采矿体，位于地下水位以下，矿层顶板的中等岩溶裂隙含水层及底板的弱岩溶裂隙含水层都是矿坑的直接充水因素。

而Ⅰ1矿体的东段Ⅰ2矿体的西段，矿体所处的位置高，矿坑的充水条件同Ⅰ矿矿体。

两矿体之间虽有断层带存在，但构造带所处的标高在700m以上，根据ZK321孔揭露该孔为漏水孔无水位，构造带也以透水层为主，构造带对矿坑的影响也是降水的渗透补给对矿坑开采影响不大。

Ⅱ号矿体顺走向呈弧形，地层是正常产出，矿体顶板为寒武系中统（∈2y）角砾状白云岩，弱岩溶裂隙水，底板为中等岩溶裂隙含水层，顶底板的含水均为矿坑的直接充水因素，但矿体所处的地形位置高，根据控制矿体的两个钻孔，也为漏水孔，顶板以透水层为主，矿坑充水也是以降水渗透为主，地下水补给量不大。

Ⅲ号矿体的顶底板均为灯影组（Z2dn）中等的岩溶裂隙含水层包围矿体的首采部分约2/3位于地下水位以下，矿层的顶底板均为直接充水因素，地下水的补给充足，矿坑充水以动储量为主，水文地质条件较其它矿体复杂。

。

矿区二、三级滑脱断层发育，虽然灯影组与寒武系的含矿层之间为滑脱断层接触，但为顺层接触，不会造成含水层之间的水力联系，同时断层带不发育，除部分地形较低地段有些影响外，一般影响不大，其它断层绝大多数远离矿体，对矿床充水基本无影响。

地表水以季节性沟谷为主，局部沟谷常年流水的小溪通过矿层的地段对矿坑充水有一定的渗入补给作用。

五、供水水源地的选择

本矿区属山高水深地区，远离地表水体，可利用的地表水首选大桑树沟溪水，常年流水，其流量2.2—18.5m3/h。

根据水样分析，水质类型为H2CO3-Ca-Mg型水，PH值7.3，总硬度为12.00—16.04法度，矿化度221.75—287.25mg/l，水质良好，可作为生活及工业用水，但流量较小，可考虑做修堤、储水综合利用。

六、水文地质类型

本矿区为以岩溶裂隙充水为主的矿床，主要矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，矿床主要充水含水层及构造破碎带富水性弱—中等。

主要矿体多数位于地下水以上主要含水层以透水层为主，地下水补给条件差，故水文地质条件属简单类型。

第二节矿床工程地质

一、工程地质岩组的划分

工程地质岩组划分根据同类矿床资料的岩性类比确定，共计归纳五组，叙述如下：

1．第四系松散软岩组：

主要由粉质粘土及砂砾石、碎石组成，松散结构，稳定差，强度低，分布于山坡及沟谷地带，厚度0—10m。

2、层状软弱岩组

寒武系下统水沟口组（∈1s）主要由钙泥质页岩、粉砂岩、板岩等组成，为含矿层位，Ⅳ、Ⅴ级结构面发育，平均RQD值29%属破碎的，岩层以层状碎裂结构为主，岩石组合较复杂，力学强度较低，稳定性较差，抗压强度R≤30Mpa。

分布于矿区北部及西部一带，厚度50—100m。

3．层状半坚硬岩组：

青白口耀岭河组（Qny）绿泥、绿帘钠长片岩，层状结构，Ⅳ、Ⅴ级结构面发育，地层边部有Ⅱ、Ⅲ级结构面控制，局部破碎、力学强度较高，岩体稳定性较好，抗压强度60Mpa≥R≥30Mpa。

分布于矿区南部厚度不详。

4、半坚硬—坚硬岩组：

寒武系上统至奥陶系中统石瓮子组（∈1—O2）及寒武系中统岳家坪组（∈2y）前者为含燧石灰岩，白云岩夹页岩，后者为角砾状白云岩夹页岩，块状及层状结构，结构面Ⅳ、Ⅴ级较发育地层周边有Ⅱ、Ⅲ级结构面发育，部分结构面有溶蚀现象，岩石强度不均一，岩体稳定性好，局部较差，前者分布与矿区南部总厚度>

后者分布于北部及东部一带厚度>

5、块状坚硬岩组：

震旦系上统灯影组（Z2dn）白云质灰岩及白云岩，块状结构，Ⅳ级结构面发育，结构面有溶蚀现象，局部有小型溶洞及溶沟发育，平均RQD值76%属较完整的（详见表6-3）力学强度高，岩体稳定性好，抗压强度R>

60Mpa，分布于矿区周围约占整个矿区面积的60%，厚度>

350m。

矿区各矿体岩心质量（RQD）分层统计表表6-3

层位

RQD值（%）

矿体

白云岩（Z2dn）

页岩、粉砂岩及板岩（∈1s）

角砾状白云岩（∈2y）

76.4

31.5

66.3

主要矿体9个钻孔平均值

30.2

64.6

2个钻孔统计平均值

75.6

26.4

62.8

3个钻孔统计平均值

评价

较完整

破碎的

中等破碎

二、矿区结构面特征

矿区的Ⅱ、Ⅲ级结构面发育，以北东向为主，其次为南东向沿走向多呈舒缓波状，控制矿层分布，规模延走向数千米至近万米，结构面破碎带2—3m，胶结较紧密，部分为顺层滑脱形成层面的接触，影响岩体的稳定性。

Ⅳ、Ⅴ级结构面（节理裂隙）矿区普遍发育，最发育的层位是寒武系下统水沟口组（∈1s）页岩、粉砂岩、板岩等混合岩，结构面密集，密度约为5条/m—10条/m，发育方向以北东走向为主，延展不长，但破坏岩石完整性，使钻孔岩心较破碎。

矿区其它寒武系至震旦系以灰岩为主的岩层，Ⅳ级结构面较发育，发育延伸方向以北东向为主，其次为北西向，密度2—3条/m，局部见沿结构面有溶蚀现象。

破坏岩层完整性，切割岩层呈块状，对岩体稳定性影响不大

三、矿床顶底板的稳定性分析

1．矿层顶底板及围岩的组合关系

矿层赋存于寒武系下统（∈1s）页岩、粉砂岩、板岩等混合岩的上部，按正常沉积顺序，直接顶板为寒武系中统（∈2y）角砾状白云岩，直接底板为混合层，间接底板为灯影组上统（Z2dn）白云岩，除Ⅱ号矿体及Ⅰ号矿体的局部地段，为以上正常顶底板顺序外，矿区的主要矿体Ⅰ号矿体（包括Ⅰ1、Ⅰ2）由于地层倒转原顶板变为底板，原底板变为顶板。

Ⅲ号矿体赋存与混合岩中部，直接顶底板为混合岩（∈1s），间接顶底板为灯影组上统（Z2dn）白云岩。

（详见1号地形地质图）

2、矿层顶底板稳定性分析

根据以上所述的层位组合关系，矿区主要的Ⅰ号矿体及Ⅰ1、Ⅰ2矿体，绝大多数位于地层倒转地段，矿层的直接顶板为寒武系下统（∈1s）页岩、粉砂岩、板岩等混合岩，与矿层无明显的界线，该岩组为软弱岩组与间接顶板灯影组（Z2dn）白云岩，为滑脱断层接触，直接顶板的岩石组合较复杂，局部夹软弱层Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级结构面发育，力学强度低，又有断层带的影响，矿层的稳定性差，局部地段容易发生工程地质问题。

间接顶板为灯影组上统（Z2dn）白云岩为坚硬岩组稳定性好。

底板为寒武系中统（∈2y）角砾状白云岩为坚硬岩组稳定性好。

Ⅰ1、Ⅰ2矿体为Ⅰ号矿体的一部分，地层顺序完全相同，不同之处在。

Ⅰ1与Ⅰ2之间有纵向断层将矿层错开，破坏了矿体连续性，使。

Ⅰ1与Ⅰ2之间产生了构造破碎带，形成两矿体的边界线，增加了矿体边缘的不稳定性。

Ⅱ号矿体的底层为正常顺序，顶板为寒武系中统（∈2y）角砾状白云岩，为坚硬岩组，直接底板为混合岩（∈1s）虽为软弱岩组，但为矿层底板，对采矿的稳定性影响较小，间接底板为灯影组（Z2dn）白云岩坚硬岩组稳定性好。

Ⅲ号矿体矿层位于混合岩（∈1s）之间，直接顶底板均为寒武系下统（∈1s）的混合岩软弱岩组，间接顶底板为灯影组（Z2dn）白云岩坚硬岩组，这样矿层顶底板与间接顶底板之间形成软硬相间的结构面，稳定性差，采矿时应注意支护。

三、工程地质类型

地层岩性较复杂，地质构造较发育，岩溶发育程度弱，矿层直接顶底板岩石强度不高，有软弱夹层及构造破碎带，影响岩体稳定性，局部地段易发生矿山工程地质问题，工程地质复杂程度应为中等类型。

第三节矿床环境地质

一、区域的稳定性

根据《中国地震烈度区划图（1993）》，郧县地震基本烈度为7度。

矿区位于山阳—淅川断裂以南的中秦岭南部造山带，区内地质构造复杂，规模较大的断裂有汉江断裂（两郧断裂）、滔河断裂。

据以往地震资料记录，较大的有73年11月淅川宋家湾4.7级地震和77年丹江水库水域内的3.8级地震，近几年来，区内地震活动相对平静。

根据《湖北省地震图》划分，本区地震烈度为6级，建议设计建筑防震6.0级（图6-1）。

二、矿区地质环境现状

本区为中低山区，地形山高坡陡，沟谷发育，地形一般坡度30—50°

，最陡坡度>

60°

据调查未发现危岩、崩塌及滑坡等不良环境地质问题岩体总体稳定。

矿区内无原生的环境地质问题，矿石及废弃物不易分解有害物质，地下水及地表水水质良好，目前矿区还未开发，基本保持自然景观。

三、环境地质预测及治理

矿山开采时将产生大量废石、废渣，如果处理不当，易造成局部的泥石流灾害，为了防止灾害的发生，废石应放入坡度平缓的地段，修建挡土墙，一方面考虑废石利用问题，另一方面考虑矿山开采后期回填坑道，复垦还田，恢复环境地质景观。

将来地下坑道开采时，主要的不稳定因素是矿层的直接顶板，寒武系下统（∈1s）混合岩（粉砂岩、页岩、板岩等）Ⅳ、Ⅴ级结构面发育，岩石强度低，同时与间接顶板震旦系上统灯影组（Z2dn）为Ⅱ、Ⅲ级结构面的滑脱断层接触，所以开采时容易造成局部地段顶板崩塌，为了安全生产坑道要进行有效支护，保留足够的安全矿柱。

从矿区整体岩层组合讲，岩石稳定性是良好的，只要开采时有合理的防护工程，生产是安全的。

即便开采后期可能产生局部地段地表的变形影响也不大。

如果将来的矿石在矿区选矿及建厂时，钒矿工业生产中产生的废气、废水、尾矿等将会造成多方面的环境污染，为此因进行统一规划，对废水、废气、应进行净化处理。

四、矿区环境地质类型

采矿可能出现局部地段的地表变形，对环境地质影响不大，无原生的环境地质污染问题，地下及地表水的水质较好，如果将在矿区选矿建厂，有环境地质污染问题，故矿区环境地质类型为中等类型。

第四节结论

矿区的所有矿体均位于当地侵蚀基准面以上，主要矿体及次要矿体的大部分，位于地下水位以上。

主要充水含水层以透水层为主，地下水补给条件差，故水文地质条件简单。

工程地质主要问题是矿层顶底板的稳定性较差，工程地质类型为中等。

环境地质方面主要问题是地下采矿可能诱发地表局部地段变形，故环境地质为中等类型。

综上，开采技术条件勘察类型属于以工程地质、环境地质问题为主的开采技术条件中等的复合问题的矿床（II－4）。

二○一二年四月九日