贵州紫金采矿方法方案设计.doc

水银洞金矿多层缓倾斜矿体开采综合技术研究 采矿方法方案设计说明书 第一卷 长沙矿山研究院 贵州紫金矿业股份有限公司 二 00 八年元月十五日 I 目 录 1 前言前言 1 2 地质概况及开采技术条件研究地质概况及开采技术条件研究 4 2 1 矿区概况矿区概况 4 2 1 1 位置与交通 4 2 1 2 自然地理 经济状况 4 2 2 矿床地质矿床地质 5 2 2 1 与矿体相关的地层 5 2 2 2 构造 7 2 2 3 与矿体相关的热液蚀变 11 2 2 4 赋矿层位 12 2 2 5 矿化特征 13 2 2 6 矿床模式 13 2 2 7 矿段划分及工作程度 14 2 3 矿体地质矿体地质 15 2 3 1 矿体特征 15 2 3 2 矿体围岩及夹石 23 2 4 工程地质与矿岩物理力学性质工程地质与矿岩物理力学性质 24 2 4 1 工程地质条件 24 2 4 2 岩石的物理力学参数 28 2 4 3 岩土工程质量评价 29 2 4 4 矿体及其顶底板的稳定性 30 2 4 5 不良工程地质问题 32 2 5 水文地质水文地质 33 2 5 1 矿区水文地质勘探类型 33 2 5 2 矿区水文 34 2 6 资源储量资源储量 34 2 6 1 资源 储量计算的工业指标 34 2 6 2 资源 储量的分类 35 2 6 3 资源 储量计算结果 37 3 缓倾斜薄矿体充填采矿方法研究缓倾斜薄矿体充填采矿方法研究 40 3 1 采矿方法选择的技术难点和原则采矿方法选择的技术难点和原则 40 3 1 1 采矿方法选择的技术难题 40 3 1 2 采矿方法选择的原则 42 II 3 2 采矿方法方案选择采矿方法方案选择 43 4 缓倾斜薄矿体上向分条充填采矿方法方案设计缓倾斜薄矿体上向分条充填采矿方法方案设计 45 4 1 采矿方法概述采矿方法概述 45 4 2 采场构成要素采场构成要素 45 4 3 采准工程布置采准工程布置 51 4 4 回采工艺回采工艺 53 4 4 1 分条布置与尺寸大小 53 4 4 2 采场内分条回采顺序 53 4 4 3 采场内分条回采 53 4 4 4 采场出矿 53 4 4 5 采场通风 54 4 4 6 采场顶板管理与支护 54 4 4 7 回采工作组织 55 4 5 采矿方法生产能力采矿方法生产能力 55 4 6 采场充填与接顶工作采场充填与接顶工作 55 4 6 1 采场充填原则 56 4 6 2 充填准备工作 56 4 6 3 采场充填及充填接顶 59 4 6 4 充填体质量及充填接顶效果 59 4 6 5 充填劳动组织 60 4 6 6 充填成本估算 60 4 6 7 主要技术技术指标 61 5 缓倾斜极薄矿脉上向分条沟槽采矿方法方案设计缓倾斜极薄矿脉上向分条沟槽采矿方法方案设计 63 5 1 采矿方法概述采矿方法概述 63 5 2 采场构成要素采场构成要素 64 5 3 采准工程布置采准工程布置 64 5 4 回采工艺回采工艺 66 5 4 1 分条布置与尺寸大小 66 5 4 2 采场内分条回采顺序 67 5 4 3 采场内分条回采 67 5 4 4 采场出矿 67 5 4 5 采场通风 67 5 4 6 采场顶板管理与支护 68 5 4 7 回采工作组织 68 III 5 5 采矿方法生产能力采矿方法生产能力 68 5 6 采场充填与接顶工作采场充填与接顶工作 69 5 6 1 采场充填原则 69 5 6 2 充填准备工作 70 4 6 3 采场充填与接顶 72 5 6 4 充填体质量及充填接顶效果 73 5 6 5 充填劳动组织 74 5 6 6 充填成本估算 74 5 6 7 主要技术技术指标 75 6 矿块的规划研究与设计矿块的规划研究与设计 77 6 1 矿体的形态特征矿体的形态特征 77 6 1 1 主要矿体呈多层叠加产出 开采时相互影响 77 6 1 2 矿体的形态复杂多变 77 6 2 规划矿块的选择规划矿块的选择 77 6 3 矿块探采规划设计的重要性矿块探采规划设计的重要性 78 6 4 矿块探采规划设计的原则矿块探采规划设计的原则 79 6 5 a 上盘矿体的探采规划设计上盘矿体的探采规划设计 80 6 5 1 a 矿体的形态产状与空间分布 80 6 5 2 a 上盘矿体与相邻矿块之间的开采顺序 80 6 5 3 a 上盘矿块出矿系统优化研究与设计 81 6 5 4 a 上盘矿体人行及材料进出系统设计 81 6 5 5 a 上盘矿块充填系统设计 82 6 5 6 a 上盘矿块的通风设计 82 6 5 7 a 下盘矿块内的回采顺序 82 1 1 前言前言 水银洞金矿位于贵州贞丰县境内 是一座大型地下金矿床 中 矿段 16 31 线 到 2004 年已控制的金资源储量共 54 7t 主要矿 体呈多层缓倾斜薄矿脉重叠产出 矿石平均品位达 11 2g t 另东 矿段有可观的远景储量及低品位矿石可供开发利用 预见新增金储 量在 20t 以上 目前矿山主要在中矿段的 1280 1240 1200 三个中段进行生产 矿山前期边探边采 到 2006 年达到二期设计规模 生产能力约 600t d 采矿方法为浅孔房柱法和全面法 由于矿石品位高 为了 充分回收矿石资源 矿山采用砼砌块构筑人工矿柱以替代原生矿柱 至 2007 年 6 月 已采出矿石总量约 40 万吨 形成采空区体积约 8 10 万 m3 矿山三期工程计划在东部投产 三期工程投产后 矿山 生产能力将达到 1500t d 由于矿体重叠产出 采区地表布置有大量住房建筑 工业场地 为了控制采场地压 保护矿区地表 提高矿石资源的回收率及生产 作业效率 取得良好的整体经济环境及社会效益 有必要对现有采 矿方法进行改造 用充填采矿法代替现有采矿方法 充填采矿法能 有效地解决矿山如下问题 地表得到严格保护 水银洞金矿矿体产状平缓 矿体平均厚度约 2m 左右 倾角 5 10 空间上多个矿体重叠产出 矿体沿走向长度近 2000m 沿倾 向展布宽度 600 800m 矿区地表布置有采矿 选矿工业场地 矿区 2 生活设施 居民 耕地等亦广泛分布于地表 所以矿区地表需得到 严格保护 在现有采矿过程中 采场虽留有矿柱或人工砌筑混凝土 柱 但所占比例小 随着采矿区域的进一步扩大和采空区的累积 采空区上覆岩层变形严重 存在着大规模地压活动及采场上覆岩层 冒落的危险性 所以必须对采空区进行及时充填 使矿区地表得到 严格保护 矿石资源得到有效利用 水银洞金矿矿石品位高 所以必须在保证安全的前提下尽量提 高矿石回收率 高质量的充填不但可有效保护地表并控制地压 还 可给采矿创造良好条件 对于空间上多个矿体重叠产出的特定条件 高质量的胶结充填可保证多层矿体均可获得有效开采 从而使整个 矿床的矿石资源得到有效的利用 尾砂得到充分利用 尾矿库占地面积及尾砂排放费用大大降 低 尾矿堆存不但占用土地 一旦尾矿库发生事故将给国家和人们 的生命财产造成危害 并给矿山带来重大经济损失 而尾砂充填则 可使尾砂得到充分利用 全面的尾砂充填可使水银洞金矿尾砂总量 的 40 充入井入 从而可使尾矿库占地面积及尾砂排放费用大大降 低 地压得到有效控制 若继续采用房柱法或全面法开采 随着开采范围的进一步扩大 采场地压将更为严重 当采空区累积到一定值时 将产生大规模地 3 压活动并导致重大危害 而当采用充填法后 高质量充填则可有效 地防止采场上覆岩层的变形和破坏 从而使地压得到有效控制 使 采矿作业得以顺利进行 可采富保贫 高质量胶结充填可使采区围岩得到有效保护 从而给今后低品 位矿石的回采提供保证 为了寻找与水银洞金矿开采技术条件相适应的充填采矿法及与 之相匹配的充填系统及充填工艺 长沙矿山研究院承担了水银洞金 矿多层缓倾斜矿体开采综合技术研究课题 4 2 地质概况及开采技术条件研究地质概况及开采技术条件研究 2 1 矿区概况矿区概况 2 1 1 位置与交通位置与交通 水银洞金矿区位于贞丰县城北西直距 20km 处 行政隶属贞丰县 小屯乡 矿区西端小部分属兴仁县回龙镇所辖 矿区面积 20 14km2 中矿段 16 31 线 位于水银洞金矿区中部赵家坪村 地表最 高点标高 1450 00m 地下矿点最低点标高 999 73m 面积 1 82km2 贵阳至兴义主干公路 关兴高等级公路 龙场出口至矿区公路 已经开通 运距 13km 贵阳至矿区公路运距 253km 龙场至贞丰 沥青路面 公路运距 20km 龙场至最近铁路货站 南昆铁路兴 义站公路运距 80km 交通方便 2 1 2 自然地理 经济状况自然地理 经济状况 矿区属云贵高原丘陵地形 地势较平缓 海拔 1270 1600 5m 相对高差 330m 一般多在 100 200m 之间 矿区地处分水岭东侧 地表小溪从西向东流 汇于矿区东侧白坟水库 区内总体上西高东 低 山脊多呈东西走向 矿区处于亚热带大陆性季风气侯区 年降水量 1376 9mm 雨量 分布不均 一年中主要降雨量集中在夏秋两季 一般 5 9 月为丰水 期 集中了年降雨量的 80 以上 丰富的降水量是形成地下水的补 5 给源 年均蒸发度 1368 1mm 年均气温 15 7 月平均气温最高 为 22 1 月平均气温最低为 6 4 年均相对湿度为 81 年均风 速为 1 90m s 最多风向是东风 区域内无强地震发生 1881 1955 年间 区域共发生地震四次 震级 4 4 8 级 震中在矿区西南方向约 40km 处 矿区及附近村寨多为汉族 布依族及少数苗族居民 属贫困山 区农业自然经济 农作物以水稻 包谷为主 辅以烤烟 蓝靛等经 济作物 天生桥至贵阳 50 万伏高压电路由矿区以西的此紫木凼金矿区通 过 引自并网电源的工业用电 35KvA 已通至矿区 程控电话 电视 已经进入农民家庭 移动通讯已覆盖整个矿区 2 2 矿床地质矿床地质 2 2 1 与矿体相关的地层与矿体相关的地层 区内出露及钻遇地层有 中二叠统茅口组 上二叠统龙潭组 长兴组 大隆组 下三叠统夜郎组及永宁镇组第一段 另见少量零 星分布的第四系 与矿体相关的地层主要是上二叠统 分述如下 1 构造蚀变体 Sbt 深灰色中层强硅化灰岩 角砾状强硅 化灰岩 硅质岩及角砾状粘土岩 硅化灰岩晶洞发育 见方解石 石英晶族 岩石中常见斑块状及细脉状白色 绿色石英 偶见辉锑 矿及片状石膏 控制了 I a 矿体的产出 厚度 5 08 41 51m 平均厚 度 16 23m 6 Sbt 定义 产于 P2m 茅口组 和 P31 之间不整合界面附近的一 套由区域性构造作用形成的并经热液蚀变的构造蚀变岩石 为一套 深灰色中层强硅化灰岩 角砾状强硅化灰岩 硅质岩及角砾状粘土 岩组合 普遍具硅化 黄铁矿化 萤石化 雄 雌 黄化 锑矿化 金矿化等 与下伏地层和上覆地层皆呈构造不整合接触 水银洞 Ia 矿体和戈塘金矿床即产于其中 为一跨时的地质体 2 龙潭组 P31 地表出露其顶部 结合钻孔资料 该组分 为三段 总厚 217 80 360 09m 现分述如下 1 龙潭组第一段 P311 上部为灰色 灰白色中层条带状 细砂岩夹深灰色薄层粘土质粉砂岩及数层厚 1m 左右的生物屑砂屑灰 岩 下部为深灰色薄层粉砂岩与条带状粘土质粉砂岩 呈不等厚互 层 见雄黄 偶见星点状辰砂 厚度 54 30 129 97m 平均厚度 90 42m 2 龙潭组第二段 P312 深灰 灰黑色薄至中层粉砂质粘 土岩 粘土质粉砂岩夹灰色中层粉砂岩 灰黑色薄层炭质粘土岩及 二至三层煤线 层 以及三层 2 2 5m 厚深灰色中层硅化含生物屑灰 岩 底部有一层煤线作为一段和二段之间的分层标志 厚度 91 69 126 14m 平均厚度 103 71m 所夹的生物屑灰岩或生物屑砂 屑灰岩即为水银洞金矿床最主要的容矿岩石 3 龙潭组第三段 P313 顶部为灰黑色薄层粘土质粉砂岩 夹 0 3 1 2m 无烟煤层 上部为灰 深灰色中层粉砂质或炭质粘土岩 粉砂岩与浅灰色中层灰岩不等厚互层 最上一层灰岩含燧石条带或 7 团块 下部为深灰色中层细砂岩 粘土质粉砂岩夹炭质粘土岩 薄 煤一至二层及泥灰岩 底部为 2 3m 灰色中层生物碎屑灰岩 厚度 80 08 96 36m 平均厚度 85 04m 风化带特征 基岩出露不全 岩石强烈风化呈灰白色 土黄色 褐黄色粘土岩 粉砂岩 其中灰岩风化后呈土黄色钙质粘土岩 3 长兴组 P3c 中上部为灰色 灰黑色中层含钙质粘土岩 及薄层层纹状粘土岩与深灰色中厚层生物灰岩及条带状砂屑灰岩呈 不等厚互层 下部为 18 20m 深灰色厚层含燧石条带或团块细晶生物 灰岩 岩石普遍含硅质 炭质或石英 生物以腕足类 单体珊瑚 菊石 纺锤虫 双壳类组合为特征 厚度 47 00 52 63m 平均厚度 50 46m 与下伏地层整合接触 2 2 2 构造构造 水银洞金矿区内构造较发育 主要有东西向 南北向和北东向 三组褶皱断裂构造 2 2 2 12 2 2 1 褶皱褶皱 1 东西向褶皱 1 灰家堡背斜 为一区域性构造 东起者相 西止于老王箐 附近 全长约 20km 宽约 6km 岩层倾角较缓 一般 5 20 两翼 基本对称 为一近东西向之宽缓短轴背斜 局部因后期改造而围为 北西或北北西向 紫木凼大型金矿床 太平洞大型金矿床 大坝田 中型汞矿床 滥木厂大型汞 铊 矿床 水银洞大型金矿床及一系 8 列金矿 化 点 汞矿 化 点一同构成了灰家堡 Au Hg T1 成矿 带 区内背斜长约 5 3km 核部地层近于水平 两翼岩层倾角 10 20 轴面近于直立 水银洞金矿位于灰家堡背斜东段中部 背 斜核部向两翼 300m 范围内控制了金矿体之产出 2 赵家坪背斜 走向东西 区内长约 1 5km 东部延伸出图 宽仅数十米 为走向东西之 F105逆冲断层之上盘牵引褶曲 局部地 层发生倒转 背斜核部长兴组形成的虚脱空间控制了水银洞金矿床 楼上矿 之产出 3 河坝头背斜 为灰家堡背斜南翼叠加之次级褶曲 地表长 约 1 1km 核部地层为 P313 两翼为 P3C 和 P3d 岩层倾角 15 25 轴面近于直立 褶皱枢纽向东倾伏 4 茶林堡向斜 为灰家堡背斜南翼叠加的次级褶曲 地表长 约 1 2km 核部最新地层为 T1Y1 1 两翼地层为 P3d P3c 和 P311 褶 曲轴面向北倾斜 5 北东向褶皱 展布于矿区西南部 规模较小 共发育了四 个背斜和三个向斜 地表轴迹近于平行展布 长一般 0 60 0 90km 比较有名的有滥木厂背斜 该背斜控制了有名的滥木厂汞铊矿床的 产出 2 2 2 22 2 2 2 地表出露的断裂地表出露的断裂 1 东向西断裂 1 F101断层 位于灰家堡背斜北翼近轴部 贯穿全区 东部 延伸出图 区内长约 5 4km 倾角 50 55 为一倾向北的逆断层 9 垂直断距 30 100m 破碎带宽 2 6m 上盘表现为单斜构造 下盘在 杨家田水库 谢家桥一带发育有呈雁行排列的牵引向斜构造 主要 蚀变有褐铁矿化 黄铁矿化 方解石化 局部有强硅化 该断层向 东控制了普子垅 皂凡山金矿点的产出 2 F105断层 发育于灰家堡背斜南翼近轴部 区内长约 2 7km 东部延伸出图 倾角 45 55 为一条倾向南的逆断层 垂 直断距 10 50m 破碎带宽 2 25m 由东向西 断层强度逐渐变弱 破碎带逐渐变窄 下盘地层较完整 上盘地层牵引成背斜 赵家坪 背斜 断层切错长兴组和大隆组地层 向下进入龙潭组后表现为近 于顺层滑动并逐渐趋于尖灭 主要蚀变有黄铁矿化 雄黄化 方解 石化 毒砂化 硅化 褐铁矿化等 该断层为水银洞金矿床 楼上 矿 之控制断层 向东控制了雄黄岩金矿点的产出 断层具有多期 活动之特点 局部地段 赵家坪 高简 因后期活动而表现为正断层 特征 2 南北向断裂 为一系列总体向西倾斜的陡倾角正断层 倾角 一般 70 1 F107断层 即回龙断层 为矿区之西部地质边界断层 区 内长约 5 6km 两端延伸出图 断层破碎带宽 2 10m 在回龙附近可 见三期活动特征 具明显的断层角砾岩 角砾大小悬殊 呈棱角状 或次棱角状 胶结物为铁质及泥质 主要蚀变有褐铁矿化 赤铁矿 化和方解石化 2 F203断层 为矿区之东部地质边界断层 长约 2 4km 地表 10 浮土掩盖强烈 断层破碎带不清 主要蚀变有褐铁矿化和方解石化 3 F11断层 发育于矿区中部 走向近南北 倾向西 倾角 约 80 走向长约 1 1km 断层切错灰家堡背斜轴和 F105断层 水平 断距约 60m 垂直断距 2 10m 为一条高角度右行平移正断层 根据 井下揭露情况 F11断层破碎带宽度仅 2m 主要蚀变有硅化 方解石 化和滑石化 4 F207断层 即水银洞断层 长约 1 3km 断距约 10m 倾角 80 左右 断层具多期活动之特点 为正断层 主要蚀变有强硅化 辰砂矿化 黄铁矿化 方解石化 该断层控制了水银洞汞矿点之产 出 3 北东向断裂 发育于矿区西南部 为一系列大致平行展布的 倾向北西的高角度张扭性断层 2 2 2 32 2 2 3 隐伏断裂隐伏断裂 1 F162断层 产出于灰家堡背斜轴部的走向 NE63 倾向 SE 倾角 28 45 的隐伏逆断层 坑道控制长度 320m 断距 5 12m 断 层破碎带宽 0 5 1 5m 具断层角砾岩 角砾成分为粉灰岩 粉砂质 粘土岩及少量灰岩 砾径 1 20cm 上下盘出现小牵引褶曲 使矿体 出现重复 向北东方向 断层规模变小 主要蚀变有黄铁矿化 雄 雌 黄化 方解石化 毒砂化 硅化 辉锑矿化等 该断层控制 了水银洞金矿断裂型矿体的产出 2 F163断层 产出于灰家堡背斜近轴部南翼 走向 NE45 倾 11 向 SE 倾角 40 左右 由钻孔揭露的隐伏逆断层 控制长度 150m 断距 15m 左右 断层破碎带宽 1 0 6 5m 具断层角砾岩 主要蚀变 有黄铁矿化 方解石化 硅化等 该断层控制了水银洞金矿断裂型 矿体的产出 2 2 2 42 2 2 4 溶塌破碎带溶塌破碎带 由于深部茅口灰岩受后期地下水侵蚀而于 4 线至 1 线间形成溶 洞 在后期构造作用下产生塌陷 形成了一个长 150 余米 宽 10 30m 的溶塌破碎带 溶塌破碎带内岩石组成复杂 粉砂岩 砂岩 粘土岩 粉砂质粘土岩 炭质粘土岩 煤 生物碎屑灰岩 岩石呈 0 1 2m 不等的棱角状或次棱角状 无胶结 相应的 c 等矿石卷入 其中 据采样分析 生物屑灰岩角砾含矿 而其他岩石角砾则无含 矿显示 由于溶洞规模有限 塌陷在地表无影响 2 2 2 52 2 2 5 构造序列构造序列 根据构造形迹及其交错 叠加 来确定其形成先后关系 区内 最早受南北向挤压应力作用而形成了东西向构造 次受东西向应力 作用而形成一系列南北向构造 最后东西向构造和南北向构造复合 叠加而形成了一系列北东向构造 2 2 3 与矿体相关的热液蚀变与矿体相关的热液蚀变 矿区内主要的热液蚀变类型有 黄铁矿化 白云石化 硅化 毒砂化 雄 雌 黄化 方解石化 辉锑矿化 萤石化 滑石化 辰砂化等 12 其中硅化 白云石化 黄铁矿化 因矿石中毒砂含量少 故毒 砂化仅处于相对较次要的位置 与金矿关系极为密切 凡金矿产出 部位皆有这三种蚀变特征 三化 组合是成矿的必备条件 矿石金 含量的高低 取决于黄铁矿 热液期 化的强弱 主井和 风井揭 露的相当于 c 矿体地段及 风井揭露的相当于 b 矿体地段的岩 石为强硅化白云石化生物碎屑灰岩 因缺少黄铁矿 热液期 化蚀 变 未构成 三化 蚀变组合而无含金显示 此外 Au 与 S 的相关性不明显 同时根据对 风井揭露的 c a f e 矿石的详细观察 矿石中的黄铁矿可以划分为 沉积期和热液期两种类型 2 2 4 赋矿层位赋矿层位 水银洞金矿区的赋矿层位有长兴组 龙潭组和 Sbt 上二叠统 龙潭组为海陆交互相沉积 主要为粉砂岩 砂岩 粘土岩 灰岩及 煤线组合 特别是顶底部皆为炭质粘土岩或粉砂质粘土岩的生物碎 屑灰岩成为主矿体的容矿岩石 控制了层状似层状矿体的产出 顶 底板炭质粘土岩或粉砂质粘土岩则无含矿显示 薄层碳酸盐岩与其 顶底板的炭质粘土岩或粉砂质粘土岩构成特殊的岩石组合 顶底板 形成良好的遮挡屏蔽层 构造作用过程中 迫使含矿热液沿孔隙度 大的碳酸盐岩层侧向运移并最终富集而成层状矿体 Sbt 和 P2m 和 P31 不整合界面间的区域性构造活动的产物 主要为硅化角砾状粘土 岩和强硅化角砾状灰岩组合 为含矿热液远距离运移的通道 同时 13 也是 a 矿体的就位场所 长兴组则主要为含燧石条带或团块细晶 生物灰岩 其牵引背斜核部虚脱空间及断裂破碎带控制了区内 楼 上矿 的产出 发育于背斜轴部附近龙潭组内的隐伏缓倾角逆断层 F162 F163等 则控制了断裂型矿体的产出 矿床具层控为主 断 层控矿为辅的复合型矿床特点 2 2 5 矿化特征矿化特征 金赋存于沿成岩成因的黄铁矿内核边缘生长的含砷黄铁矿环带 中 金矿化的强弱及金含量的高低 取决于热液期黄铁矿化 含砷 黄铁矿环带 的强度 由于容矿岩石本身孔隙度的差异 影响了含 矿热液的运移能力 导致了矿化的不均一性 局部地段出现了无矿 天窗 如 c 矿体严格赋存于孔隙度大的生物碎屑灰岩中 其顶 底板的粘土岩或粉砂质粘土岩不含矿 特别是赋矿的生物碎屑岩所 夹的薄层粘土岩都无含矿显示 c 矿体中厚仅 1 4cm 的粘土岩夹 层不含矿 进一步说明岩石孔隙度与成矿的密切关系 2 2 6 矿床模式矿床模式 通过紫木凼矿床勘探建立的 两层楼 模式 为水银洞金矿的 发现提供了理论依据 同时也为水银洞金矿的勘查所证实 水银洞 金矿的勘探 丰富了灰家堡金矿田 两层楼 模式的内函 浅部由 裂断破碎带控制的与断层产状基本一致的金矿体及由断层上盘牵引 背斜核部虚脱空间控制的金矿体称为 楼上矿 深部产于龙潭组地 14 层中受岩性控制的与地层产状一致的层控型矿体及盲断层控制的断 裂型矿体称为 楼下矿 与深部隐伏花岗岩有关的富含 CH4 N2 CO2和 Au2 Sb2 Hg2 As2 H2O 的热液 在燕山期区域构造作用下沿深 大断裂上涌 沿 P2m 和 P31 间的不整合界面 区域构造滑脱面 侧向 运移 与岩石产生交代形成 Sbt 局部形成金矿体或矿床 如 水 银洞 a 矿体 戈塘金矿床 于有利部位 背斜及断裂 富集成矿 图 2 1 15 图 2 1 水银洞金矿床 两层楼 成矿模式示意图 2 2 7 矿段划分及工作程度矿段划分及工作程度 水银洞金矿区划分为三个矿段 1 中矿段 31 36 线间 金矿规模为特大型 即勘探矿段 2 西矿段 16 线以西 贞丰与兴仁县界 见低品位矿体 目前 正开展普查 3 东矿段 31 线以东 见层控型和断裂型金矿体 目前正开展 普查 2 3 矿体地质矿体地质 2 3 1 矿体特征矿体特征 水银洞金矿床为赋存于二叠系龙潭组地层中 矿体以层控型为 主 断裂型为辅的复合型隐伏矿床 层控型 按容矿岩石类型进一 步分为碳酸盐岩型和强硅化角砾状粘土岩型 碳酸盐岩型矿体受灰 家堡背斜核部生物碎屑灰岩控制 矿体产出于灰家堡背斜轴两侧近 300m 范围内 呈层状 似层状产出 产状与岩层产状一致 具厚度 薄 品位富 走向上具波状起伏向东倾没 空间上多个矿体上下重 叠的特点 强硅化角砾状粘土岩型矿体产出于 Sbt 中 矿体形态与 不整合面一致 断裂型 矿体产出于背斜近轴部的断距很小的缓倾 斜逆断层中 严格受断层破碎带控制 见图 2 2 图 2 3 16 目前控制的共计 23 个矿体 c b a f a 为最主要矿 体 其中 c 金属量 12123 06kg b 金属量 8431 63kg a 金 属量 12732 29kg f 金属量 5629 16kg a 金属量 7058 96kg 单个矿体资源储量大 分别达中型矿床规模 五个矿体 资源储量高达 45975 10kg 占查明资源储量的 84 04 2 3 1 12 3 1 1 矿体形态产状与空间分布矿体形态产状与空间分布 1 层控型矿体 主要为产于碳酸盐中的 c b a f 矿体和产于 Sbt 中 图 2 2 水银洞金矿床 7 7 剖面图 17 图 2 3 水银洞金矿床纵剖面图 的 a 矿体 c 与 b 间相距 25 35m b 与 a 间相距 8 15m a 与 f 之间相距 5 11m 此外 c 上部 7 10m TJ105 7 41m TJ103 7 32m 存在 c 1小矿体 b 上部 5 10m TJ601 5 66m TJ603 6 14m 存在 b 1小矿体 主矿体集 中产出于龙潭组中部上下 60m 范围内 c 矿体 呈层状 似层状产于灰家堡背斜近轴部南翼 赋存于 龙潭组第二段中部的层状生物碎屑灰岩中 距龙潭组顶界约 160m 倾向南或北 倾角 5 10 分布于 16 线 F11之间 东西走向长约 700m 南北宽 80 280m 平均宽约 220m 于 8 线附近形成向北延伸 280m 宽 70m 的条带状矿体 由 ZK1618 ZK924 等 30 个钻孔及大量 天井 平巷控制 局部地段 如 C C TJ105 因矿化的不均一性而 出现无矿天窗 1 号天窗走向长 75m 宽 25m 2 号天窗走向长 60m 宽 43m 平均品位 16 19 10 6 平均厚度 1 91m 品位变化 系数 61 62 厚度变化系数 25 89 占矿床总资源 储量的 22 16 18 b 矿体 呈层状态 似层状产于灰家堡背斜近轴部 赋存于龙 潭组第二段中下部的层状生物碎屑灰岩中 倾向南或倾向北 倾角 5 10 走向长约 1100m 倾向延伸 50 350m 不等 平面上呈两端向 南延伸大而中间则呈条带状的 形态 距 c 矿体底板 25 35m 由 ZK1002 ZK2322 等 22 个钻孔及大量天井 平巷控制 西部受 F162断层影响 造成矿体产生重复 重叠宽度仅 10m 矿段 止于 31 线 以东矿体尚未封闭 局部地段 ZK2314 1 因矿化不均 一而出现无矿天窗 长 140m 宽 140m 平均品位 13 95 10 6 平 均厚度 1 68m 品位变化系数 55 72 厚度变化系数 29 17 占矿 床总资源储量的 15 41 a 矿体 呈层状 似层状产于灰家堡背斜轴部 赋存于龙潭组 第二段底部的层状含泥质砂质生物碎屑灰岩中 距 b 矿体底板 8 15m 倾向南或北 倾角 5 10 东西走向长约 800m 倾向延伸 50 330m 平均宽约 220m 西部由于 F162逆断层影响造成矿体重复 重叠宽度仅 10m 由 ZK1003 ZK1916 等 32 个钻孔及大量天井 平巷控制 平均品位 17 72 10 6 平均厚度 1 78m 品位变化系数 87 76 厚度变化系数 42 96 占矿床总资源 储量的 23 27 f 矿体 呈层状 似层状产于灰家堡背斜轴部 赋存于龙潭组 第一段顶部含泥质生物屑砂屑灰岩中 平面上呈透镜状 条带状产 出 距 a 矿体底板 5 11m 倾向南或倾向北 倾角 5 10 因矿 化不均一而分散成三个矿体 其中最大的一个矿体走向长 600m 倾 向延伸宽 50 220m 平面上呈条带状展布 另两个矿体则形态复杂 19 f 矿体由 ZK1404 ZK2330 等 20 个钻孔控制 平均品位 14 65 10 6 平均厚度 1 76m 品位变化系数 107 01 厚度变化系 数 58 19 占矿床总资源 储量的 10 29 a 矿体 呈似层状产出于灰家堡背斜轴部 赋存于 Sbt 即 P2m 与 P3l 不整合界面的构造蚀变体 中 东西走向长 500m 南北倾 向延伸 630m 矿体形态与 Sbt 形态一致 倾向南或北 由 ZK716 1 ZK2322 等 15 个钻孔控制 平均品位 6 87 10 6 平均厚 度 3 11m 品位变化系数 63 21 厚度变化系数 122 17 占矿床 总资源 储量的 12 90 2 断裂型矿体 由 F105控制的 楼上矿 和龙潭组地层中由 F162 F163 F164 F165等隐伏的盲断层控制的矿体两部分组成 楼上矿 产出于 F105破碎带及其上盘牵引背斜核部虚脱空间 倾向南 矿体呈透镜状 似层状 因断层遭受强烈剥蚀 矿体分散 零星 仅获得部分资源量 F164 F165 F162 F163控制的矿体呈透镜状产出于断层破碎带中 倾南东 倾角 20 45 矿体具有膨大收缩现象 断层切错碳酸盐岩 地段 其破碎带变宽 矿体厚大 而切错粘土岩地段 则破碎带变 窄 矿体薄甚至局部不可采 F162由坑道和钻孔控制 F163 F164 F165等由钻孔控制 断裂型矿体仅获得资源 储量为 2834 26kg 仅占 5 18 3 小矿体 位于主要矿体上或下的似层状矿体 13 个矿体 平均品位为 20 6 29 10 6 总资源 储量为 5895 98kg 占矿床总资源 储量的 10 78 单个矿体规模小 品位低 分散 多由单工程控制 容矿 岩石有 碳酸盐岩 钙质砂岩 表 2 1 2 3 1 22 3 1 2 矿体边界矿体边界 层状矿体呈东西向展布 走向与背斜轴线一致 西高东低 向 东倾伏 c 西由 16 线钻孔圈边 东止于 F11 北由钻孔控制 南 大部由钻孔圈定 仅 8 线尚存在低品位矿石 b 西由 14 线钻孔 圈边 北由钻孔控制 南由钻孔圈定 东部 31 线矿体未封闭 31 线以东为赵家坪矿段 目前正在开展普查 a 西由 10 线钻孔圈 边 东止于 23 线 南北两端由钻孔控制 f 西由 16 线钻孔圈边 东止 23 南北两端由钻孔控制 a 矿体品位低 变化大 存在 大量表外矿石 矿体边界尚未圈定 31 线以东赵家坪矿段和 16 线 以西高简矿体 目前正在开展普查 2 3 1 32 3 1 3 矿体连接的地质依据及可靠性矿体连接的地质依据及可靠性 1 矿体连接的地质依据 经系统钻探和坑探工程揭露 主要矿体分别受龙潭组中产于不 同部位的碳酸盐岩层控制 因此 以层位 岩性和化石作为矿体连 接的地质依据 将相同分层中的对应的一层灰岩中的含矿体视为一 层含矿体 将达到工业指标的连续块体连接为一个矿体 强硅化角 砾状粘土岩型金矿体严格产出于 Sbt 中 将达工业指标的连续块体 连接为一个矿体 断裂型金矿体严格受断层破碎带控制 同一条断 层控制的达工业指标的连续块体为一个矿体 21 c 含矿体的容矿岩石为龙潭组第二段中部的生物碎屑粉晶或 泥晶灰岩 距龙潭组顶界约 160m 生物化石丰富 个体大 种类多 完整性好 主要产出腕足类 头足类 腹足类 瓣腮类 海百合 棘皮动物等 顶底板为含炭质粘土岩 b 矿体的容矿岩石为龙潭组第二段中下部的生物碎屑粉晶或 泥晶灰岩 距 c 矿体底板 25 35m 生物化石较丰富 个体小 种 类多 完整性差 主要产出腕足类 头足类 腹足类 瓣腮类 棘 皮动物等 与 c 比较 化石较少 顶板为粉砂质粘土岩 底板为 炭质粘土岩及煤线 a 矿体的容矿岩石为龙潭组第二段底部的含泥质砂质生物碎 22 表 2 1 小矿体位置 形态 产状 规模一览表 矿体编 号 平面位置空间位置容矿岩石平面形态空间形态规模 资源 储量 Kg 品位 10 6 d 由 3 个矿体组成 分布于背斜 南翼 位于 14 4 线 1 23 线 27 31 线 距 P3l2顶界 20 26m 距 c 顶板 24 33m 生物碎屑灰岩透镜状 条带状层状长 100 550m 宽 50 200m 1418 42 8 62 d 由 3 个矿体组成 分布于背斜 附近 位于 8 线 3 31 距 P3l2顶界 30m 左右 距 f 底 板 25 30m 钙质砂岩透镜状 条带状层状长 50 700m 宽 50 150m 1783 69 5 68 c 1 由 4 个矿体组成 分布于背斜 南翼 多为单工程控制 位于 1 线 5 线 11 13 线 23 线 距 P3l2顶界 47 50m 距 c 顶板 6 8m 生物碎屑灰岩透镜状层状长 50 70m 宽 50 100m 341 32 11 47 b 1 由 5 个矿体组成 分布于背斜 轴部及两翼 位于 14 线 8 线 4 0 线 7 13 线 距 P3l2顶界 73 78m 距 b 顶板 5 8m 生物碎屑灰岩透镜状 条带状层状长 50 200m 宽 50 100m 398 82 5 26 e 由 6 个矿体组成 分布于背斜 轴部及南翼 多为单工程控制 位于 14 10 线 0 线 3 线 7 9 线 11 线 19 27 线 距 P3l2顶界 10 15m 距 f 顶板 7 10m 生物碎屑灰岩透镜状 条带状层状长 50 200m 宽 50 100m 146 70 3 67 b 由 3 个矿体组成 分布于背斜 轴附近 位于 14 8 线 0 线 31 线 距 P3l2顶界 15 28m 距 f 顶板 65 73m 钙质砂岩透镜状层状长 50 150m 宽 50 100m 474 58 4 45 a 由 4 个矿体组成 分布于背斜 轴附近 位于 8 0 线 13 线 15 线 27 31 线 距 Sbt 顶板 4 19m钙质砂岩透镜状层状长 50 200m 宽 50 100m 799 17 5 35 e 由2个矿体组成 分布于背斜南翼 单工程控制 位于8线15线 距 P3l2顶界 6 10m生物碎屑灰岩透镜状层状长 50m 宽 50m 7 88 5 21 23 a 由 4 个矿体组成 分布于背斜 南翼 单工程控制 位于 10 线 7 线 15 线 23 线 距 P3l2底界 6 10m生物碎屑灰岩透镜状层状长 50m 宽 50m 386 78 12 00 b 分布于背斜南翼 ZK2330 单工 程控制 距 P3l2底界 27m生物碎屑灰岩透镜状层状长 50m 宽 50m33 15 4 45 c 由 3 个矿体组成 分布于背斜 南翼 由 ZK920 ZK1130 ZK1526 等单 工程控制 距 P3l2底界 37 40m生物碎屑灰岩透镜状层状长 50m 宽 50m 56 41 6 46 a 由 2 个矿体组成 分布于背斜 南翼 由 ZK405 ZK1526 控制 距 P3l2底界 1 1 5m生物碎屑灰岩透镜状层状长 50m 宽 50m 13 95 5 40 c 分布于背斜轴部 由 ZK3101 控制 距 P3l2底界 30m钙质砂岩透镜状层状长 50m 宽 50m 35 11 8 35 24 25 屑灰岩 距 b 矿体底板 10 15m 生物化石较丰富 个体小 种类多 完整性差 主要产出腕足类 蜓等 顶板为粉砂质粘土岩 底板为岩质粘土岩 f 矿体的容矿岩石为龙潭组第一段顶部的含泥质生物屑砂屑 灰岩 距 a 矿体底板 5 10m 生物化石丰富 以盛产蜓科化石为特 征 次有小个体的腕足类 头足类 腹足类 瓣腮类等 顶底板为 粉砂质粘土岩 a 矿体的容矿岩石为 Sbt 中的强硅化角砾状粘土岩 Sbt 本 身为 P 2m 与 P3l 之间的构造蚀变地质体 2 可靠性 大量探矿巷道的施工 揭示和控制了主要矿体 c b a 证实了矿体受层位和岩性控制 由于蚀变的强弱不同而局部出现了 无矿天窗 但其相应的岩性非常稳定 金矿沿层矿化 不同层位的 灰岩 其岩性 化石等有明显差别 易于直观识别 连接对比可靠 性高 沿断裂破碎带走向和倾向上施工的巷道 查明了断裂破碎带 的含矿性 产出于 Sbt 中的 a 矿体 虽全部由钻探工程控制 但 由于 Sbt 本身受间断面控制 识别标志非常清楚 因此矿体的连接 对比是可靠的 2 3 1 42 3 1 4 矿石工业类型矿石工业类型 金以包裹金形式存在 赋存于微细 超微细粒黄铁矿外缘的含砷 黄铁矿环带中 根据矿石加工技术性能研究 全属于难选冶硫化物 型矿石 需经过热压碱性预氧化后 才能氰化浸取出金 26 2 3 2 矿体围岩及夹石矿体围岩及夹石 2 3 2 1 矿体与围岩的界线矿体与围岩的界线 矿体与围岩的准确界性靠化验结果确定 但层控型中碳酸盐型 矿体皆有于硅化白云石化生物碎屑灰岩或硅化白云石化砂屑灰岩中 其顶板和底板皆为碎屑岩类 容矿岩石与非容矿岩石的界线非常明 显 除局部矿化不均一外 含矿层 碳酸盐岩 的厚度往往就是矿 体的厚度 角砾岩型矿体产出于断层破碎带及 Sbt 中 顶底板特征 与矿体一致 矿与非矿由化验结果圈定 2 3 2 2 围岩与顶底板的含金性围岩与顶底板的含金性 碳酸盐岩型矿体与顶板及底板之间金含量呈突变关系 顶底板 含金甚微 特别是 c 的容矿岩石生物碎屑灰岩中普遍夹两层厚约 1 4cm 的粘土岩 其含金仅 0 5 10 6左右 而角砾岩型和钙质砂岩 型矿体的顶底板 则据 Au 含量而定 围岩的化学成分与矿石的化 学成分无区别 2 3 2 3 夹石夹石 碳酸盐型矿体和断裂型矿体中 目前尚未发现夹石 仅产于 Sbt 中的 a 矿体于 ZK720 存在一个厚约 2 83m 而走向和倾向都控制 了的夹石 仅有用组分 Au 含量低于工业指标外 夹石与矿石的其 他特征及物质组成相同 2 4 工程地质与矿岩物理力学性质工程地质与矿岩物理力学性质 2 4 1 工程地质条件工程地质条件 27 2 4 1 12 4 1 1 矿区岩土分类及其工程地质特征矿区岩土分类及其工程地质特征 据岩土的力学指标 将矿区内岩 土 划分为松散堆积层 软 弱层 半坚硬风化岩层 较坚硬的碎屑岩层 坚硬岩层四类 1 松散堆积层 1 第四系自然堆积层 广泛分布于矿区各岩组之上 在冲沟 中厚度较大 为褐黄色粘性土 夹 3 15 风化岩屑 厚 0 00 9 85m 一般 0 30 1 5m 物理力学指标 密度 1 60g cm3 含水量 45 94 干密度 1 10g cm3 比重 2 67 孔隙比 1 8104 饱和含水量 Wsr 67 8 平 均液限 86 9 塑限 52 塑性指数 0 349 内磨擦角 5 02 内聚力 32 33kpa 压缩模量 3 82Mpa 压缩系数 0 7353MPa 1 为高压缩性 粘土 2 人工堆积层 分布于主井西侧 风井西侧 风井南 侧等拟建废石场 厚 0 20m 成份为粘土 半风化至未风化岩块岩 屑 结构松散 密度 1 4 1 5g cm3 松散系数 1 71 自然堆放安息 角 36 37 堆填时间短 欠固结 尾矿库中矿渣为粉粒 96 粒径 小于 0 043mm 饱和时具有液化性 自然条件密实 2 软质岩层 1 碎屑岩风化层 分布于矿区第四系松散层之下 厚 0 5 65m 节理发育 岩质疏板 用锹镐可掘进 2 其他岩层 包括 P31 3风化层及以下的薄煤层 炭质粘土 层 质纯的粘土岩层和构造破坏的其他岩层 自稳性差 易吸水解 28 体或风化碎裂 3 较软的碎屑岩层 包括 P3l1 3硅化粘土层 含钙质粘土岩 粘土质粉砂岩 粉砂质粘土岩 岩质较坚硬 自稳性能较好 4 较坚硬岩层 包括 P3l1 3 P 3c 的灰岩 硅化灰岩 粉砂岩 岩质坚硬 自稳性能好 2 4 1 22 4 1 2 结构面分级及其他工程地质特征结构面分级及其他工程地质特征 根据地表调查 钻探揭露 井巷工程的揭示 矿区内主要有 级结构面 1 级结构面 包括 F101 F105两条高角度逆断层 灰家堡背 斜 1 F101 F105断层 两条均为高角度逆断层 矿区内长度 5 4 7 6km 断层带宽 2 2 5m 向深部断层规模逐渐减小 倾角变 缓 破碎带宽度变小 经地表面开挖及开拓巷道揭露 浅部风化后 其工程度地质性能与土层相当 深部见节理密集 岩体碎裂 2 灰家堡背斜 为一区域性构造 东起者相 西止于老王箐 附近 全长约 20km 宽约 6km 岩层倾角较缓 一般 5 20 两翼 基本对称 为一近东西向之宽缓短轴背斜 局部因后期改造而转为 北西或北北西向 背斜轴部两翼各 300m 范围内 节理发育 岩体具 有块状结构 2 级结构面 包括 SN 向及 NE 高角度正断层 赵家坪背斜 河坝头背斜向斜以及北东向褶皱 1 SN 向及 NE 向高角度正断层 矿区内长度 0 6 1 0km 破 29 碎带宽 1 5m 平面展布呈舒缓波状 局部破碎带宽度大 经巷道工 程揭露 该结构面两侧岩体节理较发育 节理面光滑无充填 结合 力弱 岩体呈块状 碎块状 易坍塌 2 赵家坪背斜 走向东西 区内长约 1 5km 宽仅数十米 为走向东西之 F105 逆冲断层之上盘牵引褶曲 局部地层发生倒转 背斜轴部节理发育 灰岩岩溶发育 见大量宽大的岩溶裂隙 近地 表有土洞 岩体具有块状结构 局部破裂 3 河坝头背斜向斜 地表长约 1 1km 两翼岩层倾角 15 25 轴面近于直立 褶皱枢纽向东倾伏 背斜轴部节理密集发 育 岩体具有块状结构 局部碎裂 4 北东向褶皱 由四个背斜三个向斜构成 展布于矿区西南 部 规模较小 地表轴迹近于平行展布 长一般 0 60 0 90km 节 理密集发育 岩体具有块状结构 碎裂结构 3 级结构面 包括矿区内隐伏的小型断层 滑脱面 地表的 风化裂隙 各种成因的构造节理裂隙 竖井 平巷揭露 延伸 0 5 200m 节理面有次性矿物充填 结合力弱 该组结构面主要破 坏岩体的完整性 使岩体被切割成块状 从而影响岩体的稳定性 2 4 1 32 4 1 3 风化带的划分及其特征风化带的划分及其特征 1 强风化带 一般位于残坡积土层的下伏基岩浅部 颜色为棕红色 灰白色 锤击音浊 易粉碎 镐可掘进 母岩多为碎屑岩及不纯碳酸盐岩 该带厚度变化较大 在 P3c 灰岩分布区 厚度近于 0 在 F11与 30 F105的交汇部位 厚度可达 65m 竖井揭露 节理裂隙发育 岩石多呈碎块状 碎屑状 2 弱风化带 断续分布于强风化带之下 厚 0 3 2 0m 颜色较母岩为浅 构 造节理发育 节理裂隙面常见铁质浸染 但仍保留原岩的大部分矿 物及结构 因母岩的不同而表现出的工程地质性能差异较大 在断 裂带附近 级结构面发育 具有碎裂 散体结构 2 4 2 岩石的物理力学参数岩石的物理力学参数 岩石的物理力学参数见表 2 2 表 2 2 岩石物理力学指标一览表 试验样品 灰色生 物屑灰岩 灰色细 粉砂岩 灰色粘 土质粉 砂岩 深灰色含 钙质粘土岩 深灰色含 钙质粘土岩 黑灰色 炭质粘 土岩 颗粒密度g cm32 7202 8702 8202 8202 882 930 块体密度g cm32 7102 7302 6802 7202 632 790 最大吸水率 0 2102 4802 2402 1905 062 090 最大含水量 0 2500 7901 6201 3501 743 290 物 理 指 标 最大孔隙率 0 7306 6705 8805 5408 685 920 平均值67 42089 47053 86046 91052 549 280 干抗压强度 标准值 Mpa 55 79069 24031 22039 26039 095 040 平均值57 37058 91013 09018 9507 4124 290 饱和抗压强度 标准值 Mpa 32 71044 5808 3577 1906 9313 020 软化系数试验值0 7900 5500 3200 4000 140 490 平均值56 57072 02044 91033