新疆哈密市宝域一带铜矿水文地质与开采条件研究

王洪迪

（新疆生产建设兵团水资源管理中心，新疆 乌鲁木齐 830000）

新疆是我国的矿产聚集区，不仅拥有着较多种类的矿产资源，同时矿产品的质量也相对较高。而哈密市则位于新疆东部，气候较为温和，无恶劣的外部环境，很适合矿体的开采与工程的建设。此处的铜矿较为著名，不同于其他地区铜矿的是，新疆哈密市的铜矿整体的铜矿床较大，矿体较为宽厚，而其中铜矿床的厚度大致约为15m左右，矿体的延伸方向为近东北向西南的走向，并向外延伸250m。不仅如此，新疆哈密市的铜矿主矿体通常是以硅质板岩所组成，当周围的岩石受到断裂带的挤压和冲击，就会很容易导致矿床出现破碎的现象，使矿区的主体矿床和分支独立矿床呈现出断裂的状态。在这样的发展背景下，后期侧方的地壳运动以及岩浆活动再进行热液作用，最终产生对应的成矿空间[1]。哈密市的矿体岩石主要以硅化岩石、绢云母花岗岩以及碳酸盐化侵蚀岩石所构成，这主要是受新疆特殊的地理、气象因素的影响，使岩石、矿石处于分布不均衡的状态。哈密市宝域一带的矿体相对较为聚集，铜矿的质量对比于其他地区也相对较好，但是，此区域的水文特征却具有一定的特殊性，所以形成了较为复杂的开采条件[2]。因此，对新疆哈密市宝域一带铜矿水文地质以及开采条件进行深入地研究与分析。利用较为科学的方式分析其相对应的水文特征，同时结合开采设备，重新制定开采方案，对当地的地质环境作出细致探析，从多种角度出发，制定灵活、多变的执行措施，并做好相应的防护措施，最大程度地保证开采人员的安全性，以减少对人员和环境的危害，进一步提升我国的矿山开采的技术水平[3]。

1 新疆哈密市宝域一带矿产开采现状简述

新疆地区是我国较大的矿产资源产出区，矿山的开采技术相对较为成熟，因此，对宝域一带的矿产开采现状进行简述。目前阶段，哈密宝域一带矿产资源的蕴藏量还是相对较为可观的，尤其以石炭、石灰石岩、船山岩以及栖霞多孔岩为主，在这之中，还要数石灰石岩的藏矿规模最大，实际应用程度也最高。但是，现如今，石灰石岩的开采数量在逐年下降，这主要是因为市场的需求量逐渐加大，使得哈密市本地矿产开采力度加大，造成石灰石岩的资源逐渐枯竭，无法再生。除此之外，过度地开采还对土地造成了极大地压力，经过调研，存在大约35%的土地由于矿产开采裸露在外，对自然环境造成消极的影响。开采所引起的粉尘造成大气污染。在进行找矿或者开采的过程中，难免会使用到大型的挖掘机器，同时还要对矿洞挖掘，这就会产生极多的粉尘，粉尘是十分不易消除的，一方面需要耗费大量的时间来进行处理，另一方面也会对周围的农田和农户的生活生产造成压力。一些矿体由于过于坚硬，无法人工挖掘，需要进行爆破处理，这也会形成大量的粉尘污染，如下图1所示。

图1 矿区爆破粉尘图

从图1中可以观察到，开哪个区爆破产生的粉尘对于环境的影响。因此，在这样的现状之下，需要对哈密市宝域一带进行更为详细地分析，并制定科学的开采方案，减少对环境的损害。

2 哈密市矿产开采存在的问题探析

虽然，最近阶段新疆哈密市的矿产资源的开采技术在不断成熟，但是在实际的开采过程中，还是存在一定的缺陷和问题的。其一，就是开采结构相对混乱，传统的矿区开采方法较为单一。对于较为简单的开采问题可以进行处理，但是一旦出现复杂、多层次的问题时，便无法对其解决，甚至会出现一定的误差。其二是开采的张性与压性界限不清晰。宝域一带的矿区走向均为西北—西南，周围存在磁场，很容易产生岩体接触侵入的现象。另外，矿体两侧的断裂带也会随之发生变动，造成矿体整体呈现出脉状，断裂与褶皱数量也较多，影响矿床的构造发育。由于矿床硅化的影响，导致矿体中的岩石压性断裂的现象较为明显，一定程度上阻碍了局部岩石由张性转化为压性的进程，从而间接影响矿洞的发育。在开采时，火山、地壳运动岩石影响因素之一，不仅会对矿区造成极为严重的破坏，同时还极易切断矿脉，使断裂层发生二次断裂，进而造成整个矿床的破碎。以上为矿山开采时所存在的问题分析，只有对其进行解决，才能更好地推动宝域地区矿山经济的发展。

3 水文地质情况研究

3.1 含水层特征以及地下水流向

新疆哈密市水域较为丰富，并且分布均匀，水文地质情况较好。因此，在这样的环境之下，矿山周围的含水层数量便逐渐增多。不同区域矿区的地下水类型也是不同的，宝域地区的地下水主要由断裂层的破碎带脉状水所构成。延伸区域也呈脉状分布，在石炭系构造断裂破碎带中，含水层的深度也会随之发生变化，碎裂越宽、深度越大，含水体积越大，反之，碎裂越窄、深度越小，含水体积越小。不仅如此，新疆哈密市的水文地质特征还有着其独特的特征，在延伸之处，一般会形成相对应的交汇点，每一个交汇点经过发育，形成趋向尖灭的长条纺缍形。在每一个交汇点之中，也同时存在着含水层，但是此处的含水层与平缓地区也存在着不同，此处的含水层均为浅层含水层，储备的水量也较少，不会对矿体造成实质性的损害。另外，哈密市的地下水流向经过勘察发现，具有一定的流向规律，大多数为西北—东南区域流动，且地下水较为聚集，具有极强的补给性。与此同时，此处的地下水与含水层形成了较为紧密的依赖关系，互相连通，使矿体的断裂层发育得坚硬完整，减少岩石的硅化。

3.2 矿床充水条件

矿床充水主要指的是在非正常的条件下，矿体所需要承受的水量最大荷载量。一般情况下，矿区的充水来源多为两种，其一是断裂中的脉状水或者地下水，其二是大气降水。大气降水是无法控制的，降水量也是随着季节变化而发生改变。在冬季时候，降水会相对较少，此时对于矿体不会造成实质性的影响，但是当处于夏季的时候，降水量会有所提升，且雨季更加集中，这也给矿体以及断裂带带来了极大的压力。断裂中的脉状水或者地下水是由岩层的空隙以及矿体密度所决定的，具体情况如下表1所示。

表1 岩层空隙以及矿体密度标准表

根据表1中的数据信息条件可以得知，需要在此标准之上才可以保证断裂带中的脉状水不会对矿体造成影响。因此，将以上标准作为矿床充水的条件，进行水文地质分析。

4 矿山开采条件分析

在完成新疆哈密市水文地质的情况之后，接下来，需要对矿山开采的相关条件进行分析讨论。通过物化探技术，对此区域矿区的基础性数据信息进行获取、整合，并依据实际的情况作出分析方案。从中可以了解到，由于哈密市宝域一带的矿体相对不聚集，这就导致矿床由于蚀化呈现出更加破碎的状态，且碎裂带分布也极为不均匀，通常在矿体的地表处，存在一定的碎岩覆盖，这一因素、也给铜矿的勘察开采造成一定的困难。主要是由于碎岩的颗粒较小，散落在矿体的顶层，虽然不会对矿体造成影响，但是在开采的过程中，很容易进入挖掘设备之中，致使设备发生故障或者损坏，造成一定的经济损失，增加矿山开采的总成本。铜矿的控矿岩体综合性质与常见花岗岩的性质基本呈现出一致的特征。另外，此矿区中的断裂带具备不同的功能级别、性质、以及控矿方向，相互之间存在一定的关联依赖关系，具体如下图2所示。

图2 矿区开采条件结构关系示意图

根据图2中的矿区开采条件结构关系，可以了解到哈密市宝域地区矿区的开采条件结构关系。在以上的开采条件之下，还需要考虑一些突发性的因素，对于开采条件会产生一定的影响。举例来说：断裂带形成的隔挡层，成矿热液的方向移动以及金属元素的富集造成的硅化问题。这些因素在制定开采方案以及分析开采条件时都需要进行慎重的考虑，以保证最终矿产开采的顺利，同时，对于我国矿山开采水平也是一种提升。

5 结语

以上便是对新疆哈密市宝域一带铜矿水文地质与开采条件的研究与分析。新疆地区作为我国矿产资源产出的主矿区，近几年来，矿产工程的数量逐渐增加。虽然得到了经济效益，但是这也使得当地的自然环境受到了一定的影响。同时，由于哈密宝域一带的水文环境较为复杂，形成多结构的开采条件，导致在开采的过程中极易发生事故，增加了开矿的难度。但是最近几年，随着我国开矿技术的不断创新发展，相信未来新疆哈密宝域一带的开矿前景会逐渐明朗，从而得到进一步的发展。