席大鵬

（河北昕佳工程勘查設(shè)計(jì)有限公司，河北 石家莊 050020）

銅是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可替代的重要原料,廣泛應(yīng)用于軍事工業(yè)、電子電氣、通訊、建筑、輕工和機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域，在我國，銅已是僅次于石油的第二大戰(zhàn)略原料，但我國我國銅鈷資源嚴(yán)重匱乏，因此，加大國外銅資源的勘查開發(fā)利用是勢在必行之舉。

據(jù)大概估算，剛果（金）KOLWEZI銅礦地下還埋藏有銅鈷礦石2000萬t，銅金屬量100萬t，礦體埋藏淺（西部礦體600 m長出露近地表，東部礦體埋深也只百余米），礦體規(guī)模大（長1300多 m，平均厚 13 m，最厚130 m），品位高（Cu平均品位6%左右）。本礦區(qū)工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，由于歷史原因，本區(qū)無水文、工程、環(huán)境等地質(zhì)資料，給資源開發(fā)的總體設(shè)計(jì)和開采技術(shù)條件的選擇及可行性研究帶來不確定因素和困難。為了解決這些困難，就必須在該礦區(qū)開展工程地質(zhì)測繪工作。

1 工程地質(zhì)測繪

通過礦區(qū)工程地質(zhì)測繪工作，對礦區(qū)各類地層進(jìn)行了工程地質(zhì)巖組的劃分，調(diào)查和測量軟弱夾層及各類結(jié)構(gòu)面并進(jìn)行分級和分類，對已有邊坡的變形特征、變形類型、形成條件進(jìn)行了調(diào)查，基本查明礦區(qū)工程地質(zhì)條件，為邊坡穩(wěn)定性評價(jià)提供依據(jù)。

1.1 工程地質(zhì)測繪的類別

KOLWEZI銅礦區(qū)工程地質(zhì)條件復(fù)雜，需要論證各個(gè)邊坡分區(qū)變形機(jī)理和破壞模式，獲取巖石物理力學(xué)參數(shù)，評價(jià)邊坡穩(wěn)定性，給出各分區(qū)的總體邊坡角。因此，本次為測繪定性為綜合性工程地質(zhì)測繪。

1.2 工程地質(zhì)測繪的范圍和比例尺

根據(jù)該礦區(qū)礦床分布情況、開采方式及地形地貌條件，工程地質(zhì)測繪包括露采境界線以外500 m的地帶，測繪面積2 km2，比例尺為1∶2000，以同比例尺地形地質(zhì)圖和礦山開采規(guī)劃圖為工作底圖，采取測線穿越配合界線追索法，完成14條測繪路線，測繪路線長度13.52 km，地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查點(diǎn)121個(gè)。

1.3 工程地質(zhì)測繪方法

工程地質(zhì)測繪有像片成圖法和實(shí)地測繪法，實(shí)地測繪法有路線法、布點(diǎn)法及追索法（對地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行追蹤）。

本礦區(qū)工程地質(zhì)測繪采取路線穿越配合界線追索法，路線垂直于巖層走向線或主要構(gòu)造線布置，測線間距一般100~300 m。測點(diǎn)為工程地質(zhì)上有重要意義的點(diǎn)。

2 工程地質(zhì)測繪的調(diào)查內(nèi)容

2.1 礦區(qū)地層巖性

根據(jù)工程地質(zhì)測繪掌握了邊坡巖性，對本礦區(qū)工程地質(zhì)分區(qū)起到了決定性的作用。例如，對礦區(qū)西部A區(qū)范圍的劃分，依據(jù)測繪結(jié)果，水體以上出露的主要巖性為泥質(zhì)頁巖及泥質(zhì)粉砂巖，局部為泥巖和砂巖互層，巖體結(jié)構(gòu)類型主要為散體結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)，巖石層理發(fā)育且層理產(chǎn)狀多為順坡，容易形成順層滑坡，有兩處出現(xiàn)較大規(guī)模的滑塌。為以后的礦山建設(shè)提供了重要依據(jù)。

在礦坑北幫通過測繪調(diào)查，KG080點(diǎn)處出露白云質(zhì)頁巖：褐黃色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造，主要礦物成分為粘土礦物和白云石，見硅化蝕變，巖質(zhì)較硬，錘擊聲較脆，節(jié)理裂隙很發(fā)育。由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖體褶皺較嚴(yán)重，見圖1。

圖1 KG080調(diào)查點(diǎn)照片

2.2 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

主要調(diào)查該礦區(qū)各巖層的產(chǎn)狀和分布情況，調(diào)查和測量軟弱夾層及各類結(jié)構(gòu)面并進(jìn)行分級和分類。如圖1，該測繪點(diǎn)處節(jié)理裂隙發(fā)育，層面產(chǎn)狀為350°∠75°，主要節(jié)理產(chǎn)狀有三組，分別為 90°∠31°、270°∠75°及 235°∠37°等。

根據(jù)工程地質(zhì)測繪資料分析，采坑南側(cè)地層產(chǎn)狀為0°∠35°，優(yōu)勢裂隙產(chǎn)狀為 290°∠80°，見圖 2、圖 3。

圖2 采坑南側(cè)巖層面等密度圖

圖3 采坑南側(cè)巖節(jié)理裂隙等密度圖

2.3 礦區(qū)地貌

礦區(qū)因受開采活動(dòng)影響，原始地貌破壞嚴(yán)重，重點(diǎn)調(diào)查破壞地貌的特征、地貌單元范圍及邊坡的自然坡角等。

KG045調(diào)查點(diǎn)出露第四系礦渣，推斷其間為Kolwezi礦礦渣堆場，渣堆邊坡坡角約 39°～40°，無滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，由此推斷礦渣邊坡自然休止角約39°～40°，見圖 4。

圖4 KG045調(diào)查點(diǎn)照片

2.4 礦區(qū)水文地質(zhì)

對KOLWEZI銅礦區(qū)水文地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，可以了解礦區(qū)水文地質(zhì)條件、礦區(qū)含水層與弱含水層的性質(zhì)、透水性及富水性，了解區(qū)域與礦區(qū)地下水的聯(lián)系程度和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系以及河流改道措施。

2.5 礦區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象

比利時(shí)人于1940年開始對本礦進(jìn)行采礦，1963年礦山停產(chǎn)至今。受開采活動(dòng)的影響，原始地貌破壞嚴(yán)重。根據(jù)水面以上露天邊坡的現(xiàn)狀，對已有邊坡分5處進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，完成了20條輔助工程地質(zhì)剖面測量，測量比例尺1∶200，累計(jì)工程量3044.58 m。在調(diào)查過程中，對不同坡向的典型地段，如滑坡、塌落體、位移塊段、軟弱夾層、斷層破碎帶及密集節(jié)理帶，進(jìn)行了詳細(xì)的觀察、描述和記錄，研究邊坡的變形特征及影響因素。對廢石堆的高度、分布范圍等，進(jìn)行了實(shí)地測量及描述。觀測點(diǎn)采用全球定位系統(tǒng)GPSRTK定位。通過邊坡調(diào)查，繪制了5張邊坡立面圖和20張輔助工程地質(zhì)剖面圖（見圖5），為評價(jià)邊坡穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)資料。

圖5 KOLWEZI銅礦13-13，輔助工程地質(zhì)剖面示意圖

2.6 已有建筑物調(diào)查

調(diào)查礦區(qū)周邊已有建筑物的變形、開裂情況，分析已有建筑物變形、開裂原因，評價(jià)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及工程地質(zhì)條件。

經(jīng)過14號線路4個(gè)地貌點(diǎn)的調(diào)查，路線上已有建筑物基本無不良的工程現(xiàn)象，其中某一墻體開裂系由于地基土體的不均勻沉降引起地基變形所致（如圖6），表明礦區(qū)所在區(qū)域地質(zhì)較穩(wěn)定，無不良地質(zhì)構(gòu)造問題。

圖6 KG118調(diào)查點(diǎn)照片

3 結(jié)論

通過KOLWEZI銅礦區(qū)工程地質(zhì)測繪，對礦區(qū)各類地層進(jìn)行了工程地質(zhì)巖組的劃分，進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū)，調(diào)查和測量軟弱夾層及各類結(jié)構(gòu)面并進(jìn)行分級和分類，對已有邊坡的變形特征、變形類型、形成條件進(jìn)行了調(diào)查，評價(jià)了邊坡穩(wěn)定性，為各分區(qū)的總體邊坡角提供依據(jù)。

通過實(shí)測工程地質(zhì)剖面測量，查明礦區(qū)各工程地質(zhì)巖組的巖性、厚度、產(chǎn)狀要素、接觸關(guān)系，節(jié)理裂隙和軟弱結(jié)構(gòu)面的形態(tài)特征，編制標(biāo)準(zhǔn)的工程地質(zhì)剖面圖，為評價(jià)和計(jì)算邊坡的穩(wěn)定坡角提供專門圖件。

通過邊坡調(diào)查，繪制了5張邊坡立面圖和20張輔助工程地質(zhì)剖面圖，為評價(jià)邊坡穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)資料，滿足規(guī)范要求。

本文結(jié)合剛果（金）KOLWEZI銅礦區(qū)工程地質(zhì)水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目，對工程地質(zhì)測繪在工程地質(zhì)勘察中的運(yùn)用方法及工作程序進(jìn)行討論，充分說明了工程地質(zhì)測繪的重要性，為礦山開采提供了重要的工程地質(zhì)資料。