本文是环境工程专业工程硕士论文，主要研究缅甸萨比塘矿区水文地质及工程地质条件对矿床开采的影响。

1绪论

1.1选题来源及研究意义

近年来，随着世界经济的迅猛发展，采矿行业越来越受到人们的重视，矿产品做为一种工业原料，在为人们的日常生活和社会发展提供物质基础[1]的同时，也越发成为全世界各种经济力量竞相角逐的对象。在一个地区，丰富的矿产资源，往往可以带来城市的繁荣和经济的迅猛发展，对于贫困地区的脱贫致富起着重要的作用。但是，掠夺性的矿产开发也对矿区周边自然环境的造成了极大的破坏，随之而来的工业污染给当地居民生活和地区经济的持续发展带来巨大的损失。因此，深入地研究矿床的开采条件，合理地选择采矿工艺就显得举足轻重[2,3]。研究矿区的水文地质及工程地质条件对矿床的开采有着重要的意义[4]。研究矿区的水文地质条件，可以为矿区的远景储量，勘探提供有利的线索和参考依据，为未来矿产开发提供相关的技术参数，对于水文地质不清以及没有经过水文地质调查的矿山，是不能够进行设计的。在实际生产的过程中，矿山的水文地质主要指地表水体或汇水面积、地下最大/正常涌水量、含/隔水层的状况、断裂/构造带的存水状态等对矿体开采的影响。矿区的水文地质条件主要应用于采矿设计当中，做为采矿设计的井巷布置，井下防护措施以及支护措施的重要依据[5]。研究矿区的工程地质条件，是预测在有工程建筑作用的情况下相关地质条件的变化，可以对矿床开采所带来的影响提出相应的治理方法、对策以及方案，为地质环境的合理应用与保护提供科学依据. 也为开采设计提供必要的设计依据。本论文选题来源于吉林东部矿业有限公司在缅甸萨比塘铜矿区的铜矿开采项目。缅甸萨比塘铜矿是一个大型的铜矿床，矿区周围地形平坦，为平原地形。矿区所属地区为农业经济区，几乎没有重工业。为了项目的实施，该矿收集了矿产勘查的部分资料，能基本反映矿体整体情况。但是，由于各种原因，该矿山水文地质、工程地质方面的资料非常少，为加快项目开发进程，需要尽快查明该矿床的水文地质、工程地质条件。本文以此为依据，研究了缅甸萨比塘矿区的水文地质及工程地质条件对矿床开采的影响。

1.2研究现状

对于水文地质以及工程地质对矿床开采的影响，国内很多研究者都进行了深入的研究，例如，周游[6]研究了水文地质条件工程地质条件分区在工程中的应用，通过对山西中南部铁路通道某地段的地形地貌、地层岩性、气象特征、地震动参数、水文地质概况的分析，将该地区分为三个工程地址区，分别为低山丘陵工程地质区、阶地漫滩工程地址区和山间盆地地址区，并且不同分区的水文地质条件的控制因素不同，各有特点，对工程的影响也各异，提高了实施工程的经济性与合理性；李炳森，李幼锦[7]研究了顺发井田直接冲水含水层对矿床开采的影响，通过对各含水层、隔水层和邻近生产矿井冲水因素的分析，预测出矿井涌水量为2993m3/h，尤其是顺发井田的第三系缺失处的涌水量占总矿区涌水量的 59.9％，对矿区开采影响较大，并提出了预防的措施，为后续的矿区工作提供了理论依据；韩丽娟，陈文华等[8]研究了代县李家庄昌盛铁矿床开采技术条件，通过对水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件的研究，对矿床开采进行了预测，将该区的矿床开采技术条件类型划分为开采技术条件中等的以环境地质问题为主的矿床；韩霞[9]对潞安矿区水文地质条件及防突水进行了研究，对当地的水文地质条件及煤层突水模式进行了分析，揭示了煤层底板的突水机理，并且提出了符合该矿区的具体的防治水方法。西澳大利亚科利煤田在 130 一 160m 的含水松散层下采煤，通过抽水试验，确定下部含水层的水文地质参数以及井下开采动态参数来确定煤岩柱的合理高度[10]。唐绍辉[11]对安庆铜矿岩体稳定性的工程地质进行了研究，通过分析矿区的地质构造、工程地质岩组的划分、岩体的结构及特性，对岩体进行了分类，对该地区岩体的稳定性进行了质量评估，论证了采矿区岩体的工程地质条件。熊世伦[12]研究了我国铀矿床水文地质，根据铀矿长围岩特征和含水条件，总结出了引起矿床冲水的三个因素，并且以此为基础，将矿床水文地质条件分为简单、中等、复杂和极复杂四种类型，最后得出铀矿床水文地质条件多数问不复杂，而复杂和极复杂的类型仅占铀矿床总量的 20％。导致矿床水文地质条件复杂的主要因素是河水、岩溶和温热水。

2研究区概况

2.1自然地理及经济概况

工作区与最近城镇直线距离 5km，为柏油路面与土石路面混合路段，公路里程约 26km，曼德勒东 110km 处，大部为柏油路面，再向南约 722km 可抵达仰光市。从国内抵达矿区可分空路、陆路和水路，三条线路中空路最快捷，约 1 天内便可到达矿区；陆路公路次之，出瑞丽海关后约 2～3 天内可以到达；水路较差，仅雨季通行，但为大型设备的主要运输线。矿区至最近城镇有公路、水路相通，交通较为便利。矿区周围地形平坦，海拔 64～330m，为平原地形。植被发育，主要为低矮灌木和草类植物；区内主要河流位于该铜矿东侧，直线距离约 3km。常年流量为3860m3/s，河道平缓，水量充足，河床宽阔，河滩台地地下水丰富。矿区以热带季风气候为主，属于气候炎热区。年平均气温为摄氏 28.2℃，全年可分为凉、干、雨三季：每年 10 月至翌年 2 月为凉季，此时天气晴朗，阳光充足，是缅甸五谷丰收的季节，同时亦是旅游旺季。一般而言，仰光以南月平均温度在摄氏 30 度上下，其余地区则在摄氏 15～25 度之间；每年 3～5 月是缅甸气温最热的干季，月平均达 30 度以上，最高可达 40 多度；每年 6 月中旬以后多吹西南季风进入雨季，尤其是 7 月、8 月更是大雨滂沱。年降雨量约 720mm 左右，降雨主要集中在每年的 6～10 月份；夏季最高气温 43℃，冬季气温一般 20℃左右。年蒸发量 1300mm，年平均相对湿度 72%。3～10 月的主导风向为西南风和东南风，11～2 月的主导风向为北风。矿区所属地区为农业经济区，几乎没有重工业。主要农作物为稻谷、小麦、高梁、玉米、芝麻、花生、葵花、棉花、甘蔗、豆类等。其它农作物还有：烟叶、西红柿、棕榈树糖和蔬菜。北部山区有少量茶叶、主要的牲畜为黄牛，还有少量的猪、鸡。

3矿区水文地质条件及其对矿床开采的影响.....13

3.1 矿区含（隔）水层（组）.......13

3.2 矿区构造带的水文地质特征及对矿床开采的影响.........15

3.3 地表水对矿床充水的影响.......16

3.3.1 通过洪水直接灌入矿坑 ....17

3.3.2 通过含水层介质补给矿坑 ......17

3.4 地下水的补给、径流、排泄条件.......18

3.5 矿床充水因素分析.......19

3.5.1 首采矿坑内矿床充水因素分析 ....19

3.5.2 终了矿坑内矿床充水因素分析 ....19

4矿区露天采场边坡稳定性评价.....21

4.1 露采边坡设计....21

4. 2 露采边坡稳定性分析评价.......22

4. 3 露采边坡稳定性计算.........29

4. 4 稳定性计算评价结果与相邻矿山.....33

5矿坑涌水量计算....35

5.1 首采矿坑涌水量计算.........35

5.2 终了矿坑涌水量计算.........45

结论

本文采取实际资料分析和理论研究相结合的方法，对矿区水文地质条件及工程地质条件进行了分析，并研究其对矿床开采的影响。计算分析了矿区露天采场边坡稳定性，对边坡稳定性进行了评价。对矿坑涌水量进行了计算，并利用采面采深比拟法，对涌水量进行计算验证，作为矿山规划设计的依据。通过以上的研究分析过程，本文得出了以下几点结论：矿区构造较为发育，主要断裂北东向，其次为北西向，矿化和热液蚀变明显受构造控制。F1（Chindwin Basic）断层及 F2（Monastery）断层为该铜矿的主要控矿构造，也是矿区主要断层，在这两条断层之间分布着一系列 NW 和 NE 向的次级断层，即：f1、f2、f3、f4断层，断层带富水性弱，导水性差。且断层破碎带无与地表水沟通的迹象。推测开采过程中揭穿断层后会出现渗水现象，但无大流量涌水现象，采坑揭露断层部位是主要的渗水点。根据设计，萨比塘铜矿露天采坑将主要形成五个露采边坡，通过分析、计算可以看出，矿山拟建露采边坡中冲洪积土质边坡在开挖时即处于不稳定状态，易发生变形破坏；其它土质边坡开挖处于暂时稳定 极限平衡状态，一旦有不利因素影响，可能发生失稳破坏。岩质边坡按照最终开采设计边坡角（≤45°)总体处于稳定状态，不宜形成沿岩体破裂角发生破坏；各岩质边坡上发育楔形体在开挖形成的短期内均处于稳定状态，但随时间推移卸荷裂隙形成且在水的不利影响下，部分楔形体处于不稳定状态，存在失稳破坏可能。与相邻的伊瓦赛铜矿露采矿坑的边坡现状实际是相符的，同时也说明本报告稳定性计算的结果是可靠和符合实际的。

参考文献

[1] 刘荣,李事捷,卢才武.我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述[J].金属矿山.2007,10:14 17

[2] 袁爱国,王庆飞,徐浩.国内金属矿产资源供应力的现状与对策浅析[J]. 资源与产业.2007,9(2):68 70

[3] 黄玉.云南省矿山环境地质问题研究及对策[D].昆明理工大学.2007:2 7

[4] 周印章. 高阳铁矿水文地质条件与突水规律研究[D].青岛理工大学.2008:2 4

[5] 张更生.进一步加强矿区水文地质工作[J].中国地质.1963,02:12 14

[6] 周游.水文地质条件工程地质分区在工程中的应用[D].铁道工程勘察.2010:61 65

[7] 李炳森，李幼锦.顺发井田直接冲水含水层对矿床开采的影响[J].煤炭技术.2005,24(9):1 2

[8] 陈文华等.代县李家庄昌盛铁矿床开采技术条件研究[J].华北国土资源.2011,2(43):10 12

[9] 韩霞.潞安矿区水文地质条件及防突水研究[J].问题探讨.2012,150:50 73

[10] 桂和荣，陈兆炎.覆岩移动规律的数值模拟方法及成果[J].矿业科学技术.1993,2:9 14