岩石应力诱发的脆性破坏 (stress-induced brittle failure)

1. 引言2024年11月14日，鉴于部分媒体报道哥伦比亚的Buritica金矿浅层区域的一些＂高品位矿体＂已被有组织团体非法开采, 紫金矿业发布声明称，非法采矿已导致其子公司Continental Gold 蒙受了一定损失，但确切的资源损失数量仍在核实中。紫金矿业同时声称 Continental Gold在2021至2023年的产金分别为6.1吨、7.7吨、8.3吨，2024年截至三季度末已产金7.5吨，完成全年8.6吨产量计划的87%，显示其未受到太大影响。Buritica金矿卫星地图(2024年1月)事实上，这不是最近才开始发生的事件。根据《计算岩土力学》的历史数据，早在2021年，路透社的一项调查就显示，Buritica金矿的一些隧道已经由Clan del Golfo犯罪团伙控制，该团伙从非正式矿工那里购买矿石。非法采矿在南美地区十分盛行，紫金矿业一直在与非法采矿作斗争，包括苏里南【苏里南金矿隧道坍塌事故导致14人死亡7人失踪】。本文的意图不是报道社会事件，而是从采矿工程专业角度概述Buritica金矿的发展历程。2. Buritica金矿概述Buritica金矿位于哥伦比亚安蒂奥基亚省(Antioquia)，是该国最重要的黄金矿业项目之一。该矿位于Buritica镇北约4公里处，距离哥伦比亚第二大城市麦德林约91公里，项目占地面积约75,583公顷，完全由Continental Gold拥有，紫金矿业集团于2020年收购了该公司，成为紫金矿业的子公司。Buritica金矿于2020年10月落成，同年12月开始商业生产阶段，标志着从哥伦比亚走向世界的现代采矿新时代。Buritica金矿场地布置Buritica项目以其高品位的黄金和银矿化而闻名，主要分布在碳酸盐-基础金属（CBM）矿脉和角砾岩系统中，该项目的探明和指示资源量为5.67Moz，推断资源量为6.46Moz，平均品位为10.32g/t。Buritica金矿实景Buritica金矿为地下开采，选择了三种地下采矿方法：深孔空场法(LHOS)、充填采矿法以及浅孔留矿法。采矿方法的选择主要取决于岩石质量、矿脉几何形状、深度、与旧采场的距离、空场边界和矿脉连续性。除非地质力学和几何特征要求采用充填采矿法以及浅孔留矿法，否则深孔空场法是首选的采矿方法，因为与其它两种方法相比，深空空场法具有更高的生产率和更低的采矿成本，采用台阶填充法(bench and fill)，围岩作为充填材料，这是纵向深孔空场采矿法的一种变体形式。3. 尾矿库Buritica金矿的尾矿库选址在一个狭长的山谷，四周环绕着陡峭的高山。山谷填土由混合冲积层和滑坡砾石、砂和粉砂组成，最深达25米。填土具有渗透性，地下水一般在地表下30米左右。Buritica金矿尾矿库选址尾矿将经过压滤、放置并压实在一个铺设衬砌的干堆尾矿储存设施中，尾矿坝设计高度为40米，尾矿的最佳含水量预计在13%到15%之间，干容重约为1.8kg/m3。潜在的酸性矿废石将用于建造尾矿坝周边的围堤。开挖的原生冲积和坡积沉积物将用于建造外部支撑、加固的岩石填料、通道和渠道。在尾矿储存设施的两侧各有一条通道，一条表面水道切入山谷填充物，将尾矿储存设施与自然陡峭的山坡地形隔开，距离在10到20米之间。Buritica金矿尾矿坝设计剖面4. 结束语Buritica金矿不仅是当地经济的重要贡献者，也是哥伦比亚国家战略利益的项目，它直接创造了超过2300个就业机会，不过，尽管带来了经济利益，但Buritica金矿也面临着与环境影响和社会紧张局势相关的重大挑战：(1) 与当地矿工的冲突：Buritica地区有着悠久的传统采矿历史，当地社区通常被称为“祖传”矿工，在此生活和开采了几个世纪。这些团体与矿山的运营发生冲突，他们认为矿山开采侵犯了他们的权利和生计，紧张局势升级为抗 议和暴力，特别是针对那些常常被公司视为非法的非正式矿工，2024年发生了抗 议活动，阻碍了金矿的正常运营。(2) 环境问题：关于大型采矿活动对环境影响的担忧仍在持续，包括对水源污染和生态破坏的担忧。此外，非法采矿活动的激增，导致森林砍伐和生态系统退化。(3) 安全问题：Buritica地区存在武装犯罪团伙，这些团伙通过控制矿井和收取保护费来影响当地采矿活动，据称这导致运营方失去了对至少60%的矿井控制权，增加了暴力事件和安全风险。这些团伙与采矿活动之间的武装冲突导致暴力事件增加，影响了工人的安全和当地社区。来源：计算岩土力学