岩金矿区的水工环地质关键问题的研究,是为矿床初步技术经济评价、矿山总体建设规划和矿区勘探设计提供理论支持。矿井突水、地表沉陷、硐室的塌方等问题一直是困扰安全生产的重大难题。其主要原因之一就是矿山的水文地质、工程地质、环境地质条件的关键问题认识不足,对井田的水文地质、工程地质、环境地质特征的影响因素了解不够全面,对水工环地质评价方法不够重视,致使各种前沿性的理论得不到很好的应用。 本文依托于“黑龙江省黑河市争光岩金矿区详查水文地质、工程地质、环境地质专题”研究工作,以争光岩金矿区水工环地质环境评价为主题,通过收集资料、野外地质调查、地质钻探、抽水试验、室内试验等方法,重点分析,全面兼顾,充分认识、评价争光岩金矿区水工环地质关键性问题,为矿山开采提供可靠的理论依据,为矿山的规划设计、勘探及开发也提供技术支持。本文以研究矿区水文地质条件为背景,充分了解矿区各含水层的性质,特别是矿床充水主要含水层的岩性、厚度、分布、产状、埋藏条件、水位、水温、水质、富水性及地下水补给、径流、排泄条件,动态变化规律等,确定矿区内地下水以基岩风化带网状裂隙潜水为主,其次为河(沟)谷区的第四系孔隙潜水,地下水的补给来源主要是大气降水,含水层厚度随季节变化而变化,枯水期变薄,丰水期增厚;并且充分研究预测了矿坑的涌水量,指出矿区供水方向,选择了争光西沟为生活用水供水水源地,并进行了地下水和地表水联合供水的可行性论证。矿区生产用水应选择裸河地表水做为生产供水水源,采取低坝取水方式取水。由于矿床的主要充水含水层的容水空间为基岩风化带网状裂隙,故将矿床划分为裂隙充水矿床。因矿床主要充水含水层与矿床直接接触,地下水直接进入矿坑,故将矿床划分为直接充水的矿床,矿床上部位于当地侵蚀基准面以上,地形有利于自然排水,矿体下部虽然位于当地侵蚀基准面以下,附近无地表水体,矿床主要充水含水层的富水性大部分地段为弱富水,局部地段为中等富水,地下水补给条件相对较差,第四系覆盖层薄,水文地质边界简单,故将矿床划分为水文地质条件简单、裂隙充水水文地质类型的矿床;并对矿区水资源综合利用进行综合评价。在充分研究矿区地层岩性、厚度及分布规律的基础上,划分岩(土)体的工程地质岩组,确定矿区工程地质类型。矿区地形地貌条件简单,地形有利于自然排水,岩性较单一,岩体整体性好,多呈整体块状,岩石稳定性好,力学强度高,但局部地段存在破碎带,岩石力学强度低,较易发生矿山工程地质问题,工程地质条件属中等类型。总之,矿区构造发育,岩石质量较差,岩体质量良好,未来矿区开采后可能出现的主要工程地质问题是矿体围岩的坍塌、掉块及边坡失稳。根据实际情况,选择合适的支护措施,比如大范围的冒顶,可用大型液压支柱或留设矿柱,小范围的冒顶,可用锚杆加固或钢丝网护顶。露采边坡在地表水和地下水的作用下,易发生坡面冲刷与坡体滑塌等现象,造成边坡不稳定,开采过程中应做好矿坑地表和地下排水工作,确保边坡的稳定性。从矿区的环境地质特征、地震与稳定性、地质灾害预测及其防治等方面进行充分研究,对可能存在的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害进行环境地质评价;矿区开采时可产生局部地表变形,但对地质环境破坏不大,区内无重大的污染源,无热害,地表水、地下水水质相对较好,矿坑排水对附近水体有一定污染,矿石和废石化学成分基本稳定,无其它环境地质隐患。依据层次分析法数学模型计算的三要素分指数值和综合指数值,将矿区地质环境分为地下水环境、土壤环境和矿区环境地质综合质量划分为3个等级。选取对矿区地质环境影响较大的强风化带厚度、崩塌2个影响因子,确定了各相关因子的权重参数,计算出矿区地质环境指数;选取对矿区地下水环境影响较大的地下水污染、老窿水等2个影响因子,确定了各相关因子的权重参数,计算出矿区地下水环境指数;选取对矿区土壤环境影响较大的植被破坏、土壤污染、水土流失等3个因子参数,确定了各相关因子的权重,计算出矿区土壤环境指数;根据矿区环境地质调查所获取的实际数据,经过综合研究分析、咨询和筛选,确定采用7个参数对矿区环境具有重要影响的调查指标,建立争光岩金矿区环境地质评价指标体系,从评价的指标体系中可以看出,地质环境要素中的强风化带厚度权重最大为0.74,这表明强风化带厚度对采矿过程中的工程稳定性影响较大,地下水环境要素中的地下水污染权重相对大,表明原本地下水资源就很贫乏的争光矿区,地下水被污染后果的严重性;土壤要素中的植被破坏权重最大,表明探矿和采矿给自然环境带来的影响是很严重的;地质环境、地下水环境和土壤环境三要素中对矿区地质环境的作用,确定在综合评价中的权重分别为0.5、0.26和0.24。从而确定本矿区地质环境类型划分为中等。本文紧扣矿山水工环地质评价工作,在充分搜集矿区水工环地质资料的基础之上,结合本次论文研究目的,全面分析矿区水工环地质条件及地质特征,完成对矿区地质环境的科学评价,提出矿区在开采过程中可能出现的水文地质、工程地质、环境地质问题及下一步工作建议。