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矿山地质环境问题及防治对策矿山是地球资源的宝库，为人类社会的发展做出了巨大贡献。
矿山开采过程中产生的地质环境问题也是不容忽视的。
矿山开采所带来的地质环境问题主要包括土地破坏、水土流失、地质灾害等。
针对这些问题，我们需要采取相应的防治对策，保护矿山地质环境，实现可持续发展。
一、矿山开采所带来的地质环境问题1.土地破坏矿山开采过程中需要大量的土地资源，导致大片土地被破坏。
矿山开采后的土地表面通常呈现出裸露的状态，失去了原有的植被覆盖，土壤质量下降，容易受到风蚀和水蚀的侵蚀，导致土地资源的丧失和生态环境的恶化。
2.水土流失矿山开采过程中大量的土壤裸露，容易受到自然环境的侵蚀，特别是降雨等自然灾害的影响，导致大量的土壤流失。
水土流失不仅导致土地资源的流失，还会造成水资源的污染，影响生态环境的平衡。
3.地质灾害矿山开采往往改变了地质构造和地质环境，容易引发地质灾害，如滑坡、泥石流等。
地质灾害不仅会造成人员财产的重大损失，还会对周围的生态环境造成严重破坏。
1.合理规划和布局在开采矿山前，需要进行严格的规划和布局，合理分配矿区资源，避免过度开采和破坏周围的土地资源。
需要合理使用土地资源，采取措施减少土地破坏，保护土壤资源和生态环境。
2.采取生态恢复措施矿山开采结束后，需要进行生态恢复工作，重新植被、修复地表结构，恢复土壤功能，达到原有生态环境的恢复。
通过植树造林、草本植物覆盖等方式，有效减少土地的裸露度，减少土地的风蚀和水蚀，保护土地资源。
3.加强监测和预警针对矿区地质环境问题，需要建立完善的监测和预警系统，对矿山地质环境进行实时监测，并对可能发生的地质灾害进行预警和预防。
通过科学的监测手段，及时发现地质环境问题，采取有效的措施加以防范。
4.推进矿山生态修复技术研究研究矿山生态修复技术，不断提升矿山生态修复技术水平，探索绿色环保的开采方式，减少地质环境问题的发生。
通过技术研究，寻求创新的生态修复技术和方式，为矿山地质环境问题的防治提供更多的有效手段。
冬瓜山铜矿床合理开采工艺参数的优选谢学斌 潘长良 曹 平(中南大学土木建筑学院·长沙410075) 冯 涛(湘潭工学院·411201) 摘 要 本文以能量释放率为优选目标,利用自行研制开发的能模拟分析计算开采后围岩能量释放率的三维有限元软件,对深埋有岩爆倾向的冬瓜山铜矿床开采工艺参数进行了优选研究,为该矿床的开采设计推荐了较优的开采工艺参数。
文中使用的优化方法、所介绍的数值计算软件对深井矿床的开采和开采设计有较大的参考价值。
关键词 充填料刚度 采场结构参数 优化 岩爆防治OPTIMIZATION OF MINING PARAMETERS FOR RATIONAL EXPLOITATION OF D ONGGUASHAN C OPPER ORE DEPOSITXie Xuebin Pan Changliang (Midsouth University 410075)Feng T ao(Xiangtan Engineering College 411201) Abstract :Dongguashan depo sit is the largest and deepest buried copper ore deposit found now in China .There is po tential danger of rock burst of the deposit w hen it is mined .T he paper describes a three -dimensio nal finite element softw are taking energy release ra te as optimization object .By means of this softw are ,the energ y release of w allrock can be simula ted and calculated when the deposit is mined ,thus the optimum parameters for mining can be determined .T he software and the calculation procedure introduced in the paper can be taken for reference by other operato rs when they make desig n of deep underg round mines .Keywo rds :Filling material stiffness ,Stope structure parame ters ,Optimizatio n ,Prevention of rock burst1 前 言铜陵冬瓜山铜矿床主矿体埋深800～1150m ,是目前国内发现的埋藏最深、贮量最大的一个铜矿床,开采这样特大型的深埋有色金属矿床在我国尚属首次。
冬瓜山铜矿主要水文地质问题及防治措施摘要：冬瓜山铜矿位于安徽省铜陵市铜官区狮子山，是狮子山矿区的一座大型深埋矿床。
矿床埋藏深约1千米，含铜金属量近百万吨。
本文重点分析了矿区水文地质现状以及存在的主要问题，并提出相应的对策措施，为矿山生产提供安全保障。
关键词：冬瓜山铜矿；水文地质问题；防治措施1.矿区基本概况1.1自然地理条件矿区处于沿江低山丘陵地带，地势南高北低。
矿区内水系发育，大小沟谷纵横交错，水库池塘星罗棋布，水量较为充沛。
1.2含水层岩组矿区出露三叠系龙头山组、分水岭组、南陵湖组、塔山组、小凉亭组，钻孔揭露见二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组、栖霞组和石炭系黄龙~船山组、泥盆系五通组，第四系厚度薄，岩浆岩发育，按岩层含水特征划分为5个含水岩组，分别为：松散岩类孔隙含水岩组，碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组，碳酸盐岩类夹碎屑岩类溶蚀裂隙含水岩组，碎屑岩类裂隙含水岩组、岩浆岩类裂隙含水岩组，富水程度见表1。
表1 含水层富水程度对比表1.3断裂构造矿区内构造破碎带较发育，以浅部为甚、向深部减弱。
区内见有较大破碎带3条，分别为阴涝~大冲破碎带、龙塘湖破碎带、铜塘冲破碎带，沟通了含水层之间的水力联系，强化了地下水径流。
破碎带特征见下表2。
表2矿区破碎带统计表中中1.4含水层（组）间的水力联系矿区内较大的水系（普济河、羊河）或水体均位于第四系极弱含水层之上，相互间无联系。
矿床内铜井冲溪底部第四系厚7～16m，局部基岩地下水位低于基岩顶面，两者之间无联系。
1.5地下水补给、径流和排泄矿区浅层地下水在天然状态下，岩溶水在山区获得大气降水的补给后，沿着地层倾斜与地形坡降方向径流，运动到合适的地形地貌、构造、岩溶等有利部位，少量岩溶水便以在泉的形式溢出地表。
大部分地下水进入第四系覆盖区向矿区外排泄，矿山疏干排水和深井开采形成区内地下水的人工排泄方式。
矿区深部栖霞组黄龙—船山组位于区域上巨厚层的志留系—泥盆系碎屑岩组成了隔水边界之上，复向斜中心埋深较大很好的阻隔了区域地下水通过复向斜两翼向矿区的补给，使得区域补给区地下水难以补给矿区，补给来源为大气降水，以垂向运动为主，地下径流十分缓慢，无深层横向地下径流补给，浅层地下水通过极弱透水层（P2d~P1g）向下入渗成为深部的水源之一，但水量小。
1.矿山简况冬瓜山矿床是目前国内发现的埋深最大的一个铜矿床。
矿床位于狮子山矿区，属安徽铜都铜业股份公司狮子山铜矿的深部矿体。
冬瓜山铜矿床共有铜、硫、铁矿体140多个，其中主矿体1个(编号为I)，其储量占总储量的98．8％。
主矿体赋存于泥盆系上统五通组顶界和石炭系中上统层位中，位于青山背斜深部的轴部及两翼，属层控矽卡岩型大型铜矿床。
主矿体水平投影走向长18l0 m，最大宽度882m，最小宽度204m，平均宽度500 m，最大厚度100.67 m，最小厚度l.13 m，平均厚度34m，矿体走向NE35°～40°，矿体两翼分别向北西、南东倾斜，倾角最大可达30°～40°；矿体沿走向向北东侧伏，侧伏角l0°左右。
矿体埋藏较深，赋存于-690~-1007 m之间。
矿体直接顶板主要为大理岩，矿体底板主要为粉砂岩和石英闪长岩。
矿体主要为含铜磁铁矿、含铜蛇纹石和含铜矽卡岩。
主矿体乎均含铜1.0l％，含硫19 .7％，含金O．29 g ／t。
矿山设计年生产能力300万t，选用的采矿方法为“阶段空场嗣后充填采矿法”2.矿床开采技术条件冬瓜山1#矿体是冬瓜山矿床的主矿体，其储量占总储量的98％。
主矿体位于青山背斜的轴部，赋存于石炭系黄龙——船山组层位中，受层位控制，呈似层状产出，产状与背斜形态吻合。
矿体中部厚大、沿两翼及走向向外逐渐变薄并尖灭。
矿体走向NE35°，倾向随围岩产状分别向北西、南东倾斜，倾角缓，倾角平均20°，最大可达30°～35°。
矿体沿走向向北东侧伏，侧伏角100°左右。
矿体埋藏较深，赋存于-682～-1 000m之间。
矿体所处地段地应力高，-910m原岩应力测试点最大=38.1MPa，大于20MPa，地应力系数K>0．2，属高应力区。
矿床分布范主应力δ1围广，水平走向长度1810m，最大宽度882m，最小宽度204m。
开发冬瓜山铜矿资源选矿原则方案探讨
吴熙群;李成必;罗琳;吴沛然
【期刊名称】《有色金属（选矿部分）》
【年(卷),期】2003(000)005
【摘要】冬瓜山铜矿石与冬瓜山和狮子山混合铜矿石的对比试验结果表明,冬瓜山铜矿石可以与狮子山铜矿石混合进行处理.首先采用选择性起泡剂BC浮出以滑石和蛇纹石为主的易浮脉石;然后使用选择性捕收剂BJ进行铜部分优先浮选,使用丁基黄药+丁基铵黑药混合捕收剂强化铜硫混选;混合粗精矿再磨后应用BD1组合抑制剂进行铜硫分离;混选尾矿经磁选和强化浮选脱硫,获得合格铜精矿、硫精矿和铁精矿.所提供工艺为合理开发冬瓜山铜矿资源提供了可靠依据.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】吴熙群;李成必;罗琳;吴沛然
【作者单位】北京矿冶研究总院研究员，北京，100044;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TD952.1
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冬瓜山铜矿岩层破坏的地质因素及控制措施*胡新付1，唐礼忠2，汪令辉1，2（1．铜陵有色金属（集团）公司冬瓜山铜矿，安徽铜陵市44031；2．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083）摘要：针对冬瓜山铜矿深部开采，从地质特征与采矿方法、工程布置和回采工艺之间的关系论证合理的采矿设计；针对开采中揭露的岩体地压现象，分析采区构造型岩体破坏和应力型岩体破坏特征。
研究表明，在开采设计中地质因素与采矿的合理关系是岩体稳固性控制的有效措施；顶板主要为构造型破坏而底板主要为应力型破坏，较大规模构造型破坏呈局部性特征，采取针对性支护方式可有效控制；矿柱是危险性地震和岩爆的区域，需快速回采和及时充填。
研究结果对该矿安全生产起到了良好效果。
关键词：深井开采；岩爆；岩层控制；喷锚支护；充填采矿中图分类号：TD862．1文献标识码：A文章编号：1005－2763（2011）03－0023－05Geological Factors Affecting Rock Failure and Its Control Measures in Dongguashan Copper MineHU Xinfu1，TANG Lizhong2，WANG Linghui1，2（1．Dongguashan Copper Mine of Tongling Nonferrous Metal Group，Tongling，Anhui244031，China；2．School ofResources and Safety Engineering，Central SouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China）Abstract：For the deep mining of Dongguashan Copper Mine，the relationships between the geologic characteristics and the mining method，layout of mining works and process of extraction were analyzed in terms of stress state and rock stability control，on that basis of these，the rationality of mining design was demonstrated．According to the phenomena of rock failure in the mining area，the two kinds of rock failure caused by geologic structure and ground stress were researched．The results showed that the rea-sonable relationship between geologic factors and mining is an ef-fective measure of the rock stability control；rock failure caused by rock structure is basically in the roof，rock failure by stress is mainly in the floor；large－size rock failure caused by structure locally occurs and can be effectively controlled by pertinent sup-ports；the pillars are locations where hazardous seismicities and rock bursts occur；therefore，the fast stoping and backfill are very important．The results of research have played a good role in pro-duction safety for the mine．Key Words：Deep mining，Rock burst，Strata control，Shotcrete －anchorage－network supporting，Stoping and filling mining0引言随着我国浅部矿产资源逐渐枯竭，深部矿山开采已逐渐成为矿产资源开发的主要方式。
深部矿山开采面临着与浅部开采显著不同的地质条件。
现有研究表明，深部矿床开采面临的主要灾害是岩层发生大规模破坏和突发性的动态破坏即岩爆［1，2］。
而矿山岩爆发生类型主要取决于矿山地质状况、开采方法和工艺过程［3］。
从地质与采矿共同作用角度开展深井开采岩层破坏与岩爆机理及其控制研究是我国深井开采急需进行的重大理论与技术课题［1，4］。
冬瓜山铜矿是我国大型深埋铜矿床，2005年投产，2007年达产，在开采设计阶段便进行了以岩爆控制为目的的采矿方法和开采顺序及参数优化研究，开采几年来，揭露了大量岩体应力活动和破坏现象。
本文针对矿区地质条件对采区岩体应力变形活动的作用及其控制，论证合理的采矿方法、工程结构布置和开采工艺过程；针对现已揭露的采区地压现象，分析岩体破坏机理和控制措施，研究结果为该矿岩层控制提供了科学依据，为我国深部开采的岩层控制提供了有益的分析思路。
1冬瓜山铜矿地质特征冬瓜山铜矿床为我国大型深埋铜矿床，矿体赋标高为－680 －1000m，主要矿体距地表1000m 以下。
矿体走向长1820m，水平投影宽度204 882 m，最大厚度为85m，一般厚度为30 50m。
矿体ISSN1005－2763 CN43－1215/TD 矿业研究与开发第31卷第3期MINING R＆D，Vol．31，No．32011年6月Jun．2011*收稿日期：2011－02－10基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目（2010CB732004）．作者简介：胡新付（1964－），男，安徽太和人，高级工程师，研究方向为矿山地质及地质灾害控制，Email：skhgb@cn．。
位于青山背斜轴部，严格受层位控制，呈不完整的马鞍状，以似层状产出，其产状与围岩一致，与背斜形态相吻合。
矿体走向北东35ʎ，倾向随围岩产状分别向北西和南东倾斜，倾角一般约为20ʎ，最大倾角为30ʎ 35ʎ，矿体赋存位置如图1所示。
矿体主要由含铜矽卡岩和含铜蛇纹岩等构成。
矿体底盘直接围岩为石炭系下统高丽山组岩石和石英闪长岩，以角岩化粉砂岩为主；矿体直接顶盘岩石为黄龙组大理岩，上部为栖霞组大理岩等岩石（见图2）。
图1冬瓜山铜矿床赋存位置图2典型剖面示意（58线）1—石炭系岩石及石英闪长岩2—矽卡岩3—矿体4—黄龙组大理岩5—栖霞组大理岩6—孤峰组岩石7—龙潭组岩石8—大隆组岩石9—殷坑组岩石10—闪长玢岩控制冬瓜山矿床的主要构造是青山背斜，成矿前的断裂主要有近南北向、近东西向和北东向3组；成矿后断裂主要以北西－北西西向为主，次为近东西及北东向3组破碎带。
断裂带倾角均大于70ʎ，延伸不大，对主矿体无明显的破坏作用。
对矿体及其下盘岩层进行构造调查表明，矿体及其主下盘岩层均发育一组主节理、一组次节理和少量零星节理，绝大部分节理倾角较陡，常无充填物，部分节理中有方解石充填，断层、节理、裂隙均不发育，岩石属块状裂隙－大块状岩体，但是局部位置存在连续性较大的节理和小规模的断层对岩层的切割程度较大。
－730m 水平进行了原岩应力测量，最大主应力方向集中在NE SW 方向，与矿体走向大体一致，而且近似水平，最大值为30 38MPa ；原岩应力的铅垂方向分量为9 16MPa 。
测点深度埋深大约900m ，上覆岩层平均容重约2．7kg /cm 3，该深度岩层自重应力为24．3MPa ，因此，原岩应力垂直分量小于上覆岩体自重引起的应力，主要受地质构造控制。
2矿山设计中的地质因素与岩层控制措施2．1岩体破坏形式与采矿方法选择对矿体及上下盘岩体取样进行室内岩石力学试验，测得岩石的力学参数见表1。
可见，矿体主要岩石矽卡岩和下盘石英闪长岩岩性坚硬，矿体矽卡岩下部的次要含矿岩石色纹岩强度较小，岩性较弱，矿体上盘大理岩为中等硬度。
对岩石进行单轴压缩条件下的加卸载试验，得到岩石剩余能量指数见表2，根据文献［5］，大理岩的破坏倾向表现为稳定破坏形式，矿体具有中等岩爆倾向，下盘石英闪长岩具有较强岩爆倾向。
由于色纹岩的弹性模量和强度均小于大理岩，可以推测其也无岩爆倾向。
因此，冬瓜山铜矿地压灾害将主要表现为高应力作用下的大规模岩层破坏或不同规模的岩爆。
表1岩石力学参数表2岩石剩余能量指数矿山开采中的岩体破坏与岩石破坏形式的倾向性有关，同时也决定于岩层受到的应力活动状态。
冬瓜山铜矿矿体呈缓倾斜赋存、分布范围大，随开采规模的扩大，开采活动将引起采区大规模应力重新分布和变形破坏，因此需要及时阻止围岩变形累积和应力迭加，消除大规模岩层破坏和岩爆的产生条件。
根据国内外深井开采矿山经验，充填采矿法是控制和预防大规模岩层破坏与岩爆的一种有效采矿方法［6］，空场采矿嗣后充填法不仅可消除或减轻产生大规模岩层破坏和岩爆的条件，并有利于保证矿石回采率。
42矿业研究与开发2011，31（3）2．2矿体赋存状态与工程结构布置由于矿体呈缓倾斜赋存，在水平面上分布范围大，可将采区划分为盘区，将盘区再划分为采场，可以在采区内不同盘区和不同采场进行回采工作（见图3）。
采区回采分3步进行，先采矿房，回采结束后对采场进行胶结充填；后采矿柱，回采结束后用尾砂充填。
在相邻盘区采场回采充填结束后，回采盘区隔离矿柱。
第一步骤回采后形成临时矿柱和胶结充填形成的人工矿柱，因此，采区岩体变形得到有效控制，制约了应力迁移活动，应力集中程度降低，有利于岩层稳固性控制。
2．3原岩应力场与工程结构布置在冬瓜山铜矿采区，最大原岩应力σ1为沿矿体走向的水平应力，中间主应力σ2和最小主应力σ3为垂直应力和另一个水平应力。
根据岩石力学原理，采空区围岩应力重新分布由边界条件决定，应力重分布强度与边界应力大小呈正相关性［7］。
因此，在讨论二维问题的巷道问题时，如单从围岩应力分布的合理性和有利于围岩稳固性要求来看，巷道合理的布置方式是使其走向与最大原岩应力方向平行。
此时，围岩中的应力分布较均匀，应力集中较小。
因此，采空区长度方向应与原岩最大主应力方向平行，冬瓜山铜矿采场和盘区布置方式水平投影见图3。
图3最大原岩应力方向与盘区和采场间的关系图3还表示了1 5号盘区及采场布置与原岩应力场关系，沿矿体走向划分盘区，盘区宽度为100m ，长度为矿体倾向方向长度；盘区之间预留20m 宽隔离矿柱；盘区内的采场沿矿体走向布置，其宽度为18m ，长为78 80m 。
