市锡矿山采空区勘查报告Word格式.docx
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1973～1981年锡矿山矿务局采用坑钻结合的手段进行勘查施工，不断修绘地测原图，同时于1982年专门成立老窿调查组，在原调查资料的基础上进行加密勘探线民窿剖面的实测和地质调查工作。
上述工作成果为本次勘查工作提供了宝贵的基础资料。
（五）勘查工作方法及质量评述
我院于2006年2月17日进场，对勘查区进行了全面系统的勘查工作，至4月1日完成全部野外工作。
收集了勘查范围及附近的区域地质，矿山地质、水文地质、工程地质、环境地质及气象水文资料；
收集了勘查区内的矿床开采范围、深度、厚度、时间和开采技术条件；
收集了采空区调查资料。
同时我们对包括勘查区及以外的与勘查区地质环境有关联的或有可能影响勘查区地质环境的范围进行了调查访问工作。
访问了地面建筑物的破坏形式、程度、发生时间；
塌陷区的分布大小特征、发生时间；
老窿口的分布、开采年限、开拓方式、顶底板管理等；
对设计的重点勘查区域选择了5个老窿进行了巷道测量，调查巷道分布，大小，形状，顶板变形情况，开采时间等。
在收集资料、调查访问的基础上，我们布置了工程物探，并布置了6个钻孔对工程物探工作进行了验证，与此同时，对老窿口、裂缝点、采空塌陷点、工程点进行了环境地质测绘。
本次勘查完成的各项工作量见表1。
地面调查工作采用方格网式路线进行，访问工作逐户了解，调查访问和巷道测量工作时聘请了经验丰富、熟悉情况的老人当向导，地质灾害点具体细致，各种信息资料可靠；
老窿巷道测量采用罗盘皮尺进行，成果较为可靠，物探工作主要布置于地面变形严重区及老窿密布区，信息反馈灵敏度高，与调查结果相吻合，并得到钻探方法验证，本次各项工作成果质量可靠，符合有关规范及设计的要求。
表1工作量—览表
工作项目
单位
工作量
备注
收集资料
份
25
房屋变形调查
点
148
环境地质测绘
采空塌陷调查
19
老窿口调查
134
老窿巷道测量
m
4015
工程物探
10232
地质雷达
工程测量
301
钻探
m/孔
181.7/6
本次勘查工作的依据是：
1、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
2、《关于XX市锡矿山宝大兴采空区存在严重地质灾害隐患的报告》X国土资发[2005]116号
3、《关于切实做好XX市锡矿山宝大兴采空区地质灾害防治的函》X国土资函[2005]368号
4、《锡矿山宝大兴采空区勘查任务委托书》XX市国土资源局
5、《XX市锡矿山锑矿地质环境恢复治理工程宝大兴采空区勘查设计》XX工程勘察院
二、地质环境条件
（一）气象水文
XX市属亚热带季风气候，四季变化明显。
主导风向东北风，春夏多东南风，秋冬多东北风。
据XX气象局提供的从1949～2002年气象资料，矿区气象参数如下：
年平均气温16.7℃
极端最低气温（1977.1.30）-10.9℃
极端最高气温（1977.7.26）39.7℃
年平均蒸发量1341.4mm
年平均降水量1381.6mm
年最大降水量（1973）1603.9mm
月最大降水量（1990.6）425.8mm
日最大降雨量（1974.7.12）156.8mm
时最大降雨量（1986.6.26）65.3mm
年平均降雨日155天
最大风力（1973.4.10）8级
本区地表水流域属资水水系，区内分布的主要溪流有扬家冲溪流、潭家冲溪流，黄观洞溪流及七里江溪流。
溪流流量一般0.001-4.8m/s。
其中七里江溪流为间歇性溪流，旱季无水。
（二）地形地貌
地貌类型为侵蚀构造低山地貌（见地貌及岩性照片），海拔标高最高822.9m，位于矿区东北部岳高岭；
海拔最低点516m，位于矿区西北部溪沟部位。
矿区地貌具北高南低的特征，往南过渡为丘陵地貌。
地形走向与地层走向一致，勘查区地形走向北东至南西，基本上沿F3断层展布，其东西两侧为正地形，中部为山间谷地，为居民密集区。
（三）地层岩性
XX地区区域分布的地层有：
第四系；
下石炭统梓门桥组、测水组、石磴子组、刘家塘组、孟公坳组、邵东组；
上泥盆统锡矿山组、佘田桥组；
中泥盆统棋梓桥组。
还分布了云斜煌斑岩脉-γ。
勘查区内分布的地层为第四系、泥盆系（岩性见地貌及岩性照片），现从新到老分述如下：
1、第四系
①人工填土（Q4m1）：
老窿口附近均有分布，主要由矿石组成，局部表层为生活垃圾，堆填时间一般20年以上，矿石粒径大小悬殊。
稍密结构，厚度0.5-6m。
②残坡积层（Q4e1+d1）：
主要分布于山坡坡脚及沟谷部位，岩性为粘性土、含碎石粘土。
2、泥盆系上统锡矿山组（Q3x），按岩性分为五段：
①欧家冲段（Q3x5）:
上部为薄层至中厚层石英砂岩、粉砂岩、页岩互层，富含云母小片；
下部黑色、黄绿色页岩夹泥灰质薄层粉砂岩，层间富含云母片，产植物化石及鱼化石，厚116m。
②马牯脑段（Q3x4）：
顶部为厚层深灰色灰岩，中上部为砂质灰岩夹页岩，中下部为厚层纯灰岩，下部为结核状灰岩，富含腕足类。
厚218m。
③泥塘里段（Q3x3）：
泥灰岩、薄层砂质灰岩、页岩、生物碎屑灰岩互层，中夹一层赤铁矿，顶底板常含绿泥石。
厚20m左右。
④兔子塘段（Q3x2）：
上部为薄层灰岩，结核状叠层状灰岩，下部为含铁生物碎屑灰岩，表层风化呈褐色小斑点，厚25～40m。
⑤长龙界段（Q3x1）：
钙质页岩为主，夹结核状泥灰岩及多层生物介壳灰岩，底部以一层0.7～1.5m含铁介壳灰岩与佘田桥组为界，化石全为腕足类。
厚45～60m。
3、泥盆系上统佘田桥组（Q3s），按岩性特征分为三段：
①页岩段（Q3s3）:
以泥质灰岩为主，夹多层生物灰岩或生物碎屑灰岩和钙质页
岩，风化后呈棕褐色，化石丰富。
厚25～40m。
②灰岩段（Q3s2）：
上部为灰色，灰黑色至白色厚层硅质灰岩，风化后为黄褐色，貌似砂岩，厚0～0.9m，中、下部为薄至中厚层灰岩，夹多层灰黑色页岩，产单体、群体珊瑚及层孔虫化石，厚220m左右。
③砂岩段（Q3s1）：
云母质细砂岩夹砂质页岩，含较多浸染状黄铁矿，局部产锑矿。
4、泥盆系中统棋梓桥组（D2q）:
上部为灰红色、深灰色厚层状、块状纯灰岩，含层孔虫及珊瑚化石，中下部未揭露。
局部产锑矿、铅锌矿。
厚470～1030m。
（四）地质构造
勘查区大地构造位置位于XXX隆起带的南缘，白马山—龙山东西向隆起带的北侧，属XX盆地北盆，XXX褶皱带中锡矿山复式背斜中的老矿山背斜。
锡矿山复式背斜（见图1）由老矿山背斜、飞水岩背斜、童家院背斜、物华背斜、常子岩向斜、仙人界向斜等次级背向斜构成。
南西经锡矿山，北东止于鹰嘴岩，轴向总体为北东350左右，倾向北西，倾角600,长达12km，宽3～4km，次级褶皱呈雁行排列，其轴向与主背斜轴呈150～200的交角，核部地层为泥盆系上统佘田桥组，轴面直立，被断层破坏断续出露。
背斜西部为纵贯锡矿山矿区的大断裂（F75），该断裂南起椽木山，经飞水岩、老矿山至白岩以外，长约16km。
走向北25°
东，倾向北西，倾角上陡下缓，一般为40°
～60°
，最大断距约850m，往两端急剧变小，矿床主要位于断距大的部位。
断裂带宽2～30m。
该断层为压扭性断层，构造岩成分和形态复杂，经成岩前、后多次活动，由于发育于背斜轴部，切割地层较多，其旁侧围岩具硅化。
在其下盘一侧与锡矿山复式背斜中次级背斜相依出现的有F3、F71、F72等分枝断层。
与F75组成入字型构造。
为矿田主要导矿构造。
勘查区内有老矿山背斜及3条断层，现分述如下：
老矿山背斜：
轴向北25°
～30°
东，长3km,北部倾没于欧家冲,往陶塘,长龙界向南倾没于田再坳,轴部出现地层为佘田桥组灰岩段之硅化岩,西翼为F75大断裂切割,东翼地层平缓,倾角20°
左右。
F3断层:
走向北40°
东,倾向北西,倾角72°
以上,最大断距200余米,自黄光村与F75相交后分支北延,经七里江、穿风岭、北炼厂、童家院至岳高岭东侧，长约4km，地层出露，上盘为锡矿山组马牯脑段灰岩，下盘为锡矿山组长龙界页岩。
断裂带宽1～5m，断层性质为张扭性，断层岩以角砾岩为主，为次级导矿构造，是老矿山与童家院矿床的分界线。
F64、F65断层：
走向北30°
～40°
西，据井下观察其倾向：
南东段倾向北东，北西段倾向南西，倾角80°
以上，最大断距50余米，水平错动100余米，是右形扭动，切割了童家院背斜、老矿山背斜与F3断层，为童家院矿床与老矿山矿床中的主要配矿、容矿构造。
本区资水河具6级阶地，除一级阶地保存完好后，其余阶地只有零星分布。
据区域资料，本区新构造运动表现为由西向东，由南向北的缓慢掀斜运动，据低级阶地地势较低保存完好，总体上可以认为本区新构造运动较弱，处于相对稳定区。
（五）地震
区内地震活动不强，19世纪以前，有记载的仅为1528年3月12日和1710年4月16日两次地震，震级分别为4.8级和5.0级，自1931年至1989年58年中共发生过5级以下地震10次，破坏性不甚显著。
场区内因采矿放炮引起的地表震动感觉较强烈。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），XX市地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震设防烈度为Ⅵ度，设计地震分组为第一组。
（六）矿床特征
1、含矿岩系特征
上泥盆统佘田桥组分页岩段、灰岩段、砂岩段，页岩段为热液矿化的屏盖层，灰岩段为锑矿的主要含矿段，可以分成四个层序28小段，勘查区内已揭露17小段，其岩性、厚度详见老矿山矿床地层柱状图（图2）
2、矿床成因与成矿条件
本区的主要矿化类型按温度自高而低分为：
石英—辉锑矿、石英—方解石—辉锑矿、石英—方解石—辉锑矿、重晶石—辉锑矿。
勘查区内矿床属中低温热液矿床，由F75大断裂构成深部到浅的热液通道，其他次级断层、节理构成浅部通道，次级背斜为储矿构造。
热液由深部上升，在有利部位进行充填作用。
经过早期硅化为主矿化为辅，晚期矿化为主硅化为辅到次生改造多次成矿活动，富集而成不同规模的矿体。
矿液在运移过程中，随压力温度的变化，矿液浓度的减小，运移距离的增长、靠近F75断层矿化深度大，矿体层次多、品位富，向东、西矿体层次少、品位低、厚度薄，乃至尖灭。
本区成矿具备三个地质条件：
构造控矿：
F75及其次级断裂对矿床的层次、厚度、品位具有控制作用，次级背斜的轴部及构造破碎带，具备巨大的储矿空间。
岩性控矿：
矿床上部厚度达110余米的长龙界页岩与佘田桥组页岩与F75西部的岩关阶地层中的页岩、泥灰岩孔隙度小，具有塑性、一起组成封闭屏障，使矿液流通受阻，产生渗滤效应。
同样灰岩段中的页岩、灰岩夹层也起着层与层之间的封闭作用。
灰岩化学性质活泼有利于硅质交代和锑质的沉淀。
硅化控矿：
矿体都位于硅化岩中，没有硅化就没有矿化。
（七）岩土体工程地质条件
1、岩土体工程地质类型及工程地质特征
根据岩性、力学强度、结构类型将勘查区内岩体划分为二个类型，其工程地质特征分述如下：
（1）较坚硬—软弱薄层状页岩、泥灰岩、泥质灰岩岩性综合体：
由上泥盆统锡矿山组长龙界段（D3X1）与佘田桥组页岩段（D3s3）构成，该岩组为较软岩与软岩，岩土体工程性质较差，易软化。
裂隙发育，岩体浅部风化强烈，全风化带厚0～5m,强风化带2～15m，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
（2）坚硬—软弱、薄层—厚层硅化灰岩、页岩、砂质页岩、泥灰岩岩性综合体：
由上泥盆统佘田桥组灰岩段（D3s2）构成。
其中硅化灰岩为硬质岩，页岩、泥灰岩为较软—软质岩，硅化灰岩中裂隙发育充填矿脉。
硅化灰岩完整，基本质量等级为Ⅱ级，页岩、泥灰岩为Ⅳ级。
岩石物理力学性质见表2
表2物理力学性质一览表
岩石名称
天然抗压强度（MPa）
内聚力（kPa）
软化系数
硅化灰岩
60～156
40～110
页岩
5～15
10～25
泥灰岩
15～25
40
0.5～0.65
2、土体工程地质类型及工程地质特征
按土体粒度成分组成特征，将评估区土体划分为二种类型，各土类物理力学性质见表3
（1）粘性土：
为残坡积成因的粘土，亚粘土，分布于上泥盆统锡矿山组长龙界段与佘田桥组页岩段分布区表层，厚度0～10m不等，可塑～硬塑，多为中低压缩性，透水性差。
（2）碎石土：
为硅化灰岩全风化及人类工程采矿活动形成，分布于佘田桥组表层及矿井口附近，成分多为硅化灰岩、泥灰岩、泥岩等，矸石一般堆填20年以上，中密结构。
表3土体物理性质一览表
岩土体名称
含水量
W
（%）
塑性
指数
IP
液性
IL
压缩
模量（MPa）
粘聚力
C（kPa）
内摩擦角δ（°
）
承载力特征值（kPa）
粘土
27～35
19～22
0～0.7
4～12
15～45
8～17
160～220
碎石土
7～21
16～20
35～85
30～40
20～350
（八）水文地质条件
勘查区一带地下水类型，根据赋存形式及含水介质，可分为三类，分述如下：
1、松散岩类孔隙水：
含水层为碎石土，含孔隙水、含水贫乏、大气降水与生活废水补给,与季节有关。
2、碳酸盐岩岩溶水：
灰岩中溶洞发育、矿山开采时揭穿充水溶洞，高达5m，据钻探揭露该层洞隙高达15m，初期开采过程，坑道岩溶突水现象突出，坑道水来源于岩溶溶洞水与大气降水补给，随着矿山长期开采的疏干排水，岩溶水已近疏干，该段硅化灰岩通过F3与上部锡矿山灰岩水相连通。
F3是地表水下渗与上部灰岩岩溶水下渗的主要通道，大气降水对坑道充水影响明显。
地表有民井水位深2m，水位较稳定，以前为居民生活用水，现已污染不能饮用。
3、基岩裂隙水，硅化灰岩中的裂隙多充填，主要为浅部风化裂隙中含裂隙水，水量极为贫乏，无民井，季节性变化大。
4、老窑水：
据井下调查，地表的老窿口子都与较大规模的老窿巷道相连，而老窿巷道与锡矿山生产巷道相连，浅部老窿积水少。
矿床地下水主要由大气降水，断裂破碎带，部分河流沿露头地表的佘田桥灰岩段、民采老窿下渗补给。
地下水以静储量为主，一般局部低洼处积水，对矿床开采影响不大。
但新巷道掘进中，由隔水层进入含水层时，以及掘进或开采时，如突遇储水溶洞、老窿，亦有较大涌水突出。
三、矿山开采概况
（一）矿山开采技术条件
勘查区成矿地层有四个层序28个小层，矿体位于硅化灰岩中，其顶底板为灰黑色页岩或泥灰岩页岩互层，一般无硅化，厚度0.4～2m不等，为软质岩石，松散系数1.4～1.5，层间易剥落，两侧围岩为硅化灰岩、硬质岩，稳定性好，一般不需支护，无侧胀及底鼓现象，但在裂隙发育、岩体破碎地段，易发生冒顶现象。
区内断裂发育，并成组出现，往往由数条弧形裂面切割岩层，形成较小的破碎带或扁豆形空洞，破坏了岩层的稳固性。
老窿的开拓方式据调查以斜井居多，部分竖井与平硐；
锡矿山是用竖井、斜井联合开拓方式，采矿方法为普通房柱法、胶结充填法、杆柱房柱法，杆柱砂浆充填法。
（二）老窿开采概况
锡矿山于明朝1541年已发现，直到清朝1897年才开始开采。
开采鼎盛时期，老矿山地段多家锑矿公司分段开采，生产人员有十万人以上。
主要采掘老矿山浅部矿床，从地表至百多米深，采矿废渣遍地皆是（见老窿调查一览表）。
据收集与调查的资料来看，勘查区下基本上已是窿道遍布，纵横交错，在街道区，窿道最浅处埋深少于10米，沿烂山头一线老窿埋深更浅，大部分地面发生了地面沉陷。
解放前发生在新华昌西侧山上的“洪记锑矿公司”地面塌陷，造成数百人伤亡，财产损失严重，解放后发生在宝大兴老窿巷道冒顶，面积达320m2，造成盗矿者3人以上死亡，该巷道标高558m，预计地表移动盆地10800m2,此次事件惊动了国务院。
解放后，政府曾允许私采，大部分利用老窿巷道或新开井口进入老窿巷道采矿。
一九五四年因老窿众多，开采深度浅，涉及地表安全问题，冶金部下令停采。
八十年代曾出现汹涌而上的民采潮，地质环境受到严重破坏，并严重干扰了锡矿山矿务局的正常开采，
政府在锡矿山矿区内设置禁采区，成立了护矿队，禁止对采空区保安矿柱的开采，以保护地质环境，维护国家利益。
但据调查私采偷挖矿柱的活动一直未曾停止过，浅部未垮巷道的残矿及矿柱偷盗严重，地质环境破坏严重，地质灾害不断发生。
（三）锡矿山开采概况
自1951年北矿由锡矿山矿务局接管，因储量问题曾四次停产，1955年，发现童家院矿床，到1970年进行采选系统的总体设计，在童家院矿南端开掘二号竖井，1980年竣工，竖井延伸至五中段（450米标高）。
为解决锑矿储量匮乏，尽量回收资源，锡矿山矿务局恢复对老矿山矿床的勘探和开采工作。
1992年矿务局对宝大兴采空区进行了地质调查与老窿资料的综合研究，1993年完成宝大兴采空区西部探矿设计（510米标高）。
1994年投入施工。
1997年完善东部设计，同年投入施工，现主要回收边角残矿。
四、采空区分布特征
采空区的分布特征与矿体的分布特征具有一致性，矿体呈现似层状产出，且随离F75断层距离加大矿体逐渐变小。
老矿山背斜沿烂山头一线山头遍布，其东翼以22°
倾角向街道一侧倾斜，巷道距地面的厚度由烂头山头一线往街道方向逐渐增加。
沿烂山头一线地表塌陷成片成带出现，往街道方向地面塌陷点数量变小。
矿体以二个大的矿层出现，每一个大的矿层包括多个少的矿体，在老窿测量中均可见到一些较大的采空矿场中顶部、腰部、底部有巷道相连。
一个采空矿场的容积最大15000立方米，在一个采空矿场的左、右、上、下随时可见到同样的采空矿场，标高有相同的，有错开的。
大的采空矿场中留有保安矿柱，浅部采空矿场中的保安矿柱大多被盗采（大部分无保安矿柱），深部的矿柱虽保存完好但保安矿柱与下侧采空矿场中的矿柱交错出现，使采空矿场顶部岩层上的应力作用点不在矿柱上，这样采空矿场之间岩层的厚度及岩性对采空区的稳定性起很大的作用。
由于矿层之间存在较多的砂页岩（见柱状图）为软质岩石，易风化剥落，随时间的延伸其稳定性将逐渐降低。
勘察区内地下老窿采空区星罗棋布，而我们收集到的采空区资料和本次采空区测量资料表明多处地下老窿采空区无法详细查明，我们井下调查其主要原因是由于老窿采空区垮塌已松散充填或局部填塞无法调查。
采空区分布总体特征是似层状产出，但纵横交错，采空矿场的大小与矿体大小基本一致，勘查区地表下老窿采空区是星罗棋布，采空区距地表的距离除井口处，据物探解译最小仅2m左右，厚度由烂山头一线山头往街道方向增大（倾角22°
），但增大部分主要由废石与佘田桥组与锡矿山组的页岩组成，其力学强度低、易风化。
矿层之间（上、下巷道之间）多为硅质页岩。
因此随时间的延伸，地表塌陷将由西往东移动。
五、地质灾害类型、特征及机理分析
（一）地质灾害类型及特征
据现场勘查，勘查区内存在因采矿诱发的滑坡、采矿引起的地面塌陷及房屋开裂等现象。
1、滑坡
位于水口山街道东侧（陶塘街162号门对面）小山坡，滑坡基床为佘田桥组页岩，页岩抗风化能力差、全风化、强风化厚度大、最大10余米。
裂隙发育，其表层堆积厚0.5～2.5m的废石，由解放前采矿堆填，为块石与角砾。
滑坡后壁高约1.5m，能清晰见到原堆填土，滑坡周界清晰、滑坡体宽20余米，长30m，体积少于1000m3，为小型滑坡。
滑坡体上台阶等微地貌发育。
坡体下侧已修建浆砌块石挡土墙。
2005年5月下雨诱发，前缘大量稀泥流出，挡土墙严重开裂变形，滑体两侧边界外围有断续裂缝（滑坡体特征见危岩体及滑坡照片）。
2、采空区地面塌陷
在调查范围内，调查和访问到的采空地面塌陷点有19处。
许多规模较小，发生时间较久的塌陷点在稳定以后受自然因素的改变还难以辨析。
老矿山背斜轴部大部份地面发生了塌陷，根据复杂的微地形依稀可以寻找出采空地面塌陷的痕迹。
其中规模最大的为解放前洪记锑矿公司地面塌陷，伤亡惨重，社会影响最大（塌陷特征见塌陷点照片）。
本次调查的采空区地面塌陷详见表4。
表4采空区地面塌陷统计表
编号
位置
规模
发生时间
破坏情况
备注
T1
548848.26,3073730.53
约6m2，充填
2001年
房屋倾斜，水泥地面裂缝
在三角坪
T2
548733.05,3073925.61
约40m2充填
2002年3月
留下塌陷坑
已堆放垃圾（新华昌）
T3
54
升级会员 