贵州省福泉磷矿小坝磷矿山(整合)开发利用方案(修改稿)2010-4(8)

2019-02-15 15:42

综合水文地质测绘,钻孔简易水文观测及抽水试验资料,矿段岩溶发育具有以下特征:

1)岩溶发育由浅至深逐渐减弱,80%的岩溶或溶蚀裂隙发育在1100m标高以上。

2)灯影组(Zd2)全层平均岩溶率3.26%。

3)溶洞或溶蚀裂隙主要沿北西西向张扭性裂隙或断裂发育。

4)溶洞和溶蚀裂隙,溶孔发育构成了灯影组(Zd2)含水层主要储水空间,溶蚀裂隙和溶洞发育,构成了局部地段富水性和导水性。

5)矿段的溶洞和溶蚀裂隙75%有充填物,充填物为粘土夹碎石角砾。 (6)地下水补给、迳流、排泄条件

地下水补给源主要靠大气降水补给各含水层,地表泉水、河流、溪沟。矿段位沟谷内,灯影组(Zd2)白云岩地表出露3.11km2,汇入面积19km2,补给条件较好。

地下水大部分为岩溶潜水,只局部地段具有承压性,地下水分水岭在3勘探线附近,标高1232m,以此界地下水南北分流。南边地下水以4%的水力坡度向南运移,排泄区在隔山郎附近,排泄标高1213~1222m。排泄量538m3/d;北边地下水以2.8%的水力坡度向北运移,排泄区新桥矿段构皮根一带,排泄标高1126~1130m,泉水的排泄量总和1912m3/d,二是以散流形式补给阿罗河,阿罗沟排泄量4050m3/d。

(7)地下水与地表河水的关系

阿罗河纵贯福泉磷矿4个矿段,在小坝矿段自然条件下地下水补给河水,当采矿人工降低地下水位时局部地段河水补给地下水。

(8)矿井充水因素分析

小坝矿段开采充水因素主要地下水、地表河水、断层破碎带、塌陷坑、地裂缝和露采坑。

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1)地下水对矿井充水的影响

震旦系灯影组(Zd2)岩溶裂隙含水层直接覆盖在矿层之上,矿段大部地段含丰富的岩溶地下水,是矿井的主要充水水源。根据矿上实际抽排水资料,在1118~1130m标高之上的地下水处于疏干状态,对矿井充水目前主要集中在1000~1118m标高。该层出露的地表泉水也已干涸。

2)地表河水对矿井充水的影响

阿罗河流经矿段约2200m,在矿段北面有一年的长测资料。最大涌水量167.73L/S,最小涌水量0.537L/S。由于采矿,人工降低地下水位,阿罗河河水局部地段补给矿井,所以阿罗河河水对矿井充水影响较大。

3)断层破碎带对矿井充水的影响

小坝矿段北部纵横断层密集,且断层有的通过含水层灯影组(Zd2),并具有导水性,如在∈11+∈12隔水层出露的泉水涌水量达13.40L/S,就是例证。对矿井充水有一定的影响。

4)露采坑对矿井充水的影响

小坝矿段从北至南均有大小不等的露采坑7个,且均与含水层灯影组紧密相连,采坑接受大气降水补给区,汇集于采坑内,再沿灯影组岩溶裂隙管道进入矿坑,对矿坑充水,增大矿井涌水量。

5)塌陷坑对矿充水的影响

矿段有2个塌陷坑,塌陷面积分别65m2和1180m2,可视深度2.5~3.00m。塌陷坑接受大气降水补给后,汇集于塌陷坑内,沿塌陷裂缝管道进入矿坑,对矿坑充水,增大矿井涌水量。

6)地裂缝对矿井充水的影响

在小坝矿段实地调查,在大坡槽山顶见东西两侧各一条地裂缝,东侧地裂缝北东南西向,长约100m,局部宽度0.10m,可视深度0.30m,西边地裂缝由北东转向北西,长约120m,局部宽度0.15m,深度0.20m。当接受大气降水

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补给区,沿地裂缝通道进入矿坑,增大矿井涌水量。

(9)矿井涌水量预测

根据历年来矿山的开采,水位的降深,地下水的流量,采用水文地质比拟法进行矿井涌水量预测。选用后寨矿川恒矿井最低1118m排水标高资料。

计算公式Q=Q开·

F·HF开·H开

式中:Q——预测未来矿井涌水量(m3/h)。

Q开——开采时期矿井实际涌水量(25m3/h)。 F——未来矿井开采面积, 557064m2。 F开——现已采空实际面积,134627m2。

H——未来矿井地下水位降深,由1118m标高至1000m准采标高。 H开——现地下水位已从1222m标高降至1118m标高。

预测结果:Q平均=54.25m3/h (10)矿山水文地质勘探类型

小坝矿段地质构造复杂,矿体全部位于地下水位之下,阿罗河流经矿段北部,直接充水岩层富水性中等至强,且为矿层的直接顶板,所以勘探类型应为:以岩溶裂隙为主,顶板直接进水,水文地质条件复杂的岩溶充水矿床。

2、矿床开采后水文地质条件的变化

经过多年矿体开采,小坝矿段开采标高,最高为1148m,最低为1118m,未来准采标高1000m。开采后水文地质条件产生了以下变化:

(1)地下水位降深的变化

贵州省地矿局115地质大队1977年~1985年详查时未作了矿坑涌水量预测。只知地下水位标高为1222m根据福泉磷矿在开采初期提供的各矿坑不同标高的水位降深明显发生变化。

(2)地下水涌水量的变化

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福泉磷矿开采初期各矿坑的涌水量相当大,最大为60309m3/d,最小为36730m3/d,平均最大达20398m3/d,最小11412m3/d。

(3)地表泉水的变化

由于磷矿不断开采的加深,使地下水位不断降低地表出露的泉水在影响半径范围内地下水不断疏干,造成地震旦系灯影组(Zd2)地表出露的泉水全干涸。

(4)地下水补给、迳流、排泄条件的变化

由于磷矿的开采使原来的补、迳、排关系发生了变化,原大气降水补给各含水层、河流、溪沟以泉水的形式出露地补给阿罗河、小溪沟。开采后大气降水补给泉水,泉水通过岩溶裂隙管道补给矿坑,再人工用抽排水方式排出地表。

根据矿上提供的不同标高上的矿井排泄量详见表3-3。

表3-3 2008年底小坝矿段排水资料 矿山名称 采区名称 三采区 大坡槽矿 后寨矿 五采区 二采区 一采区 矿层 b b b b 最低排水标高(m) 1130 1130 123 1118 平均排水量(m3/h) 33.3 50 8.3 25 (5)矿段水文地质勘探类型的变化 根据前述,小坝矿段采矿初期原定为水文地质条件复杂的岩溶充水矿床,随着采矿不断加深,矿井地下水涌水量不断增大。当排水降落漏斗形成一定影响半径恒定后,地下水在一定标高处于疏干状态,随着补给条件的变化,抽排地下水涌水量的增幅有减小趋势。矿段水文地质勘探类型应为以岩溶裂隙为主,顶板直接进水,水文地质条件复杂的岩溶充水矿床。

二)工程工程地质 1、工程地质特征

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根据岩体的性质结构及力学强度,可划分为硬质岩类工程地质岩组,软质岩类工程地质岩组和松散岩类工程地质岩组。

(1)硬质岩类工程地质岩组:

矿段内震旦系陡山沱组(Zd1)、灯影组(Zd2)岩性为白云岩、磷块岩、硅质岩、其力学强度高,抗风化能力强。但由于断裂切割和磷矿层开采的影响,岩石节理、裂隙发育段岩石遭到一定的破坏。

(2)软质岩类工程地质岩组:

矿段内震旦系南沱组(Zn)、寒武系明心寺和牛蹄塘组岩性为砾岩、泥岩、泥灰岩,抗风化能力弱,力学强度较低。

(3)松散岩类工程地质岩组:

矿段主要是第四系(Q)松散堆积,残坡积粘土、亚粘土含碎石、角砾等,结构松散,力学强度低。

2、工程地质类型

矿段地质构造复杂,矿层顶板岩溶裂隙发育,但发育较浅,不良工程地质问题单一,虽属岩溶充水为主的矿床,直接顶底板稳定性较好。

由于矿段水文地质条件属顶板直接进水的岩溶充水矿床,在矿山开采过程中排水因素,使地下位从1222m标高降低至1118m(即地下水位垂直降深104m)后,引起矿层顶板失稳产生不均匀沉降,造成地面出现塌陷坑,地裂缝,地表泉干涸,工程地质条件应为复杂型。

三)环境地质条件 1、矿山环境地质现状 (1)地震

根据贵阳府志及瓮安、福泉志记载,从1495年至今,本区共发生过地震19次,其中1819年9月14日贵定地震最强(距矿段60km),震级相当于5.75级,烈度相当于Ⅵ~Ⅶ度,影响范围250km2。其余地带烈度小于Ⅵ度的轻微

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