1、铁矿水文地质灾害综合治理与地下水资源保护项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月铁矿水文地质灾害综合治理与地下水资源保护项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月95可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目录1. 绪 论81.1目的任务及工作范围81.2 地质与水文地质工作研究程度91.2.1.2 矿产普查与勘2、探101.3 矿区及企业概况12矿区地理位置121.4 资源技改条件151.5 可行性研究依据161.6 项目实施的必要性162. 矿区地质及水文地质条件172.1 自然地理概况17.1 微山湖182.1.4.2 地震烈度区划202.2 矿区地质概况21地层212.3 矿区水文地质条件24矿区地下水类型及其赋存特征24（1）碳酸盐岩类岩溶裂隙水26（2）碳酸盐岩类裂隙岩溶水26（1）地层接触型28（2）岩体接触型29（1）大气降水及农田灌溉水入渗补给29（2）地下水侧向径流补给30.2 地下水的径流与排泄条件313. 矿床水文地质条件333.1 含水层与隔水层33.1 奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶3、含水层33（1）浅部裂隙岩溶潜水中强含水带（简称浅部中强含水带）34（2）深部完整灰岩裂隙承压弱含水带（简称深部弱含水带）35（3）F1断层裂隙岩溶承压中等含水带（简称F1中等含水带）35（4）北西向构造裂隙岩溶承压中等含水带（简称北西向中等含水带）36（5）F3断层裂隙岩溶承压中强含水带（简称F3中强含水带）36（6）北东向构造破碎裂隙岩溶中强含水带（简称北东向中强含水带）38.2 石炭系太原组碳酸盐岩夹碎屑岩类岩溶裂隙含水层383.2 矿床充水因素分析41浅部含水带裂隙岩溶潜水414. 矿区水害形成机理及治理可行性分析434.1 矿坑排水现状及排水量43矿坑排水量与降水量的关系444.2 4、矿区水害形成机理45矿坑突水类型及其预测474.3 矿区水害治理可行性分析54岩溶水疏降可行性评价545. 矿床突水治理方案与效益分析595.1 突水治理方案59技术路线及治理技术方法59（1）水文地质调查60（2）水文地质物探60（3）地质、水文地质钻探60（4）帷幕注浆及效果检查61（1）硬质合金取芯钻进62（2）金刚石绳索取心钻进63（3）钻进注意事项63（4）钻孔弯曲的预防64（1）注浆孔孔距64（2）注浆终止压力及浆液消耗量64（3）注浆工艺及材料65（4）浆液的使用与转换65（5）注浆过程控制655.2 主要实物工作量695.3 施工组织及设备计划695.3.1 施工条件705.35、.2 施工组织及进度计划705.3.4 施工队伍715.3.5 工程质量管理725.4 治理费用概算及效益分析725.4.1 治理费用概算及资金来源735.4.2 综合效益分析775.5 风险性与不确定性分析816. 环境保护与施工安全管理836.1 环境保护836.1.1 保护依据及标准836.1.2 工程废渣及机械噪声处理836.1.3 环保管理846.2 施工安全管理846.2.1 安全管理依据846.2.2 安全生产管理措施856.2.3 消防管理877. 地下水资源保护887.1 地下水资源保护的意义897.2 地下水资源保护的法律依据907.3 地下水资源保护技术措施918. 结论6、与建议928.1 结 论928.2 建 议941. 绪 论xx铁矿集团xx铁矿采用井下巷道方式开采，由于充水含水层富水性强，导水断层发育，致使矿坑存在巨大突水隐患，排水成本成倍增加，矿山开采越来越困难。为了充分开采地下铁矿资源、降低矿山开采成本、保护地下水资源，拟开展矿区水害的综合治理研究工作。（1）项目名称：xx铁矿集团xx铁矿水文地质灾害综合治理与地下水资源保护可行性研究（2）研究治理范围：xx铁矿4.80km的矿区范围。（3）项目类型：技改续作项目 （4）起止时间：第1年8月 至第2年12月（5）承担单位：xx铁矿集团有限公司（国有股份制企业）（6）法定代表人：xx（7）通讯地址：江苏省7、xx县xx镇 邮政编码：1.1目的任务及工作范围目的任务本次工作的目的是：进一步查明xx铁矿矿区水文地质条件，分析论证矿床充水因素及矿坑水害治理的可行性，圈定导水断层构造及地下水径流带位置，拟定初步的堵治水方案，为矿区水文地质灾害综合治理与地下水资源保护提供科学依据。主要任务为：（1）进一步查明矿区水文地质条件及矿床充水含水层中地下水的赋存、补给及运移特征； （2）查明矿坑突水来源及其导入通道，分析突水机理、论证矿坑水害治理的可行性； （3）拟定初步的堵治水方案，提出地下水资源保护措施。 研究工作区范围 矿区水害治理可行性研究范围，西起F20断层，东至ZK29号孔西侧，北以苏庄为界，南至ZK38、9孔北，面积约4.80km2。1.2 地质与水文地质工作研究程度自上世纪五十年代以来，地质、煤炭、冶金、电力等部门为了不同的工作目的，先后在该区域开展过多次地质、水文地质及矿产地质勘查研究工作，20062008年我矿又在矿区西部开展了部分导水断层的封堵试验工作，为本次可行性研究提供了较为充分的资料依据。以往开展的主要地质工作分述如下。 地质工作.1区域地质调查上世纪六十年代初期，江苏省地质局区调队和第五地质大队先后在该区开展了1：20万和1：5万的区域地质测量工作，其中江苏省地质局第五地质大队在1978年提交了1：5万贾汪幅区域地质调查报告。该报告对区域地层、地质构造及矿产资源分布等方面进行了9、较为详细的论述，成为该区早期最为系统的地质资料。1.2.1.2 矿产普查与勘探上世纪七十年代，江苏省地质局第五地质大队先后在该区开展了xx铁矿矿区地质勘探及xx铁矿义和庄矿体详查工作，于1975年11月和1978年6月分别提交了江苏省xxxx铁矿地质勘探报告和江苏省xxxx铁矿义和庄矿体详查地质报告。上述报告对矿区地层岩性及地质构造均进行了较详细叙述，对矿区水文地质条件进行了较深入分析，论述了矿区含水层裂隙岩溶发育规律、构造含水带的富水性特征以及矿床充水因素和地下水的补给、径流、排泄条件，采用多种方法预测了矿坑的涌水量。1.2.2 水文地质工作.1 厂、矿供水上世纪五十年代，为解决微山县韩庄电10、厂供水问题，西安电力设计院在该区进行了供水水文地质普查工作，并在矿区西部施工了2眼水文地质勘探钻孔和6眼供水井，建成了电厂供水水源地，自水源地开采以来积累了详细的开采量系列资料。.2 水文地质19791980年，xxxx铁矿勘探队开展了xx矿区副井工程地质水文地质勘察，布置了部分物探工作，施工了5个水文地质勘探钻孔，进行了钻孔分层抽水试验及地下水流速、流向的测定；查明了副井区段的水文地质条件、预测了井筒浅部、深部含水段的涌水量；提交了xxxx铁矿xx矿区副井工程地质水文地质勘察报告。19811983年，江苏省地质局第二水文地质工程地质大队开展了济徐淮（江苏省域）岩溶水文地质、工程地质调查评价工11、作，于1983年7月提交了济徐淮（江苏省域）岩溶水文地质、工程地质综合评价报告，该报告对区域水文地质、工程地质条件进行了较为系统的评价和分析、论述。此外，1998年10月，江苏省地矿局、江苏省煤田地质公司、华东有色勘探公司合作编制完成的中国北方岩溶地下水资源及大水矿区岩溶水预测、利用与管理研究（江苏省xx地区），也对矿区的水文地质条件和岩溶水资源状况进行了较全面的阐述。但从以往各项勘查、研究工作来看，区域水文地质工作仅是涉及矿区范围，基本未投入实际性的工作；矿区勘探则主要查明了矿体的分布状况，水文地质试验等工作方法明显不足；导致矿区水文地质条件、尤其是矿区地下水与区域地下水的水力联系未能详细查12、明。所以本次可行性研究将需要布置部分水文地质工作来解决这一问题，以进一步增加治理方案的科学性、合理性，取得更好的防治效果。1.3 矿区及企业概况 矿区地理位置xx铁矿为xx铁矿集团有限公司的下属企业，位于江苏省xx市xx县xx镇境内，矿床采区位于xx镇xx村南部，北距山东省微山县韩庄镇5km，西临微山湖，面积约4.80km。矿区西部有京沪铁路和104国道通过，东侧有京福高速公路穿越，京杭大运河和韩庄运河分别从矿区南部和北部经过；水陆交通发达、交通条件十分便利。见图11。图11 xx矿区交通位置图 矿区自然条件xx矿区处在微山湖东南部的湖积平原与剥蚀残丘的交接地带，地形开阔、起伏不大；区内除有少13、量人工开挖的沟渠外，无较大自然河流经过。矿区工农业较为发达。工业以铁、煤采选、冶炼及水泥建材制品为主，农业以种植小麦、水稻、玉米为主。电力资源丰富，基础条件良好。 企业概况xx铁矿集团有限公司是以原xx铁矿为基础改制成立的国有中型矿山企业，隶属于xx市国资委。 自1949年xx铁矿恢复建设以来至1998年停产时，累计生产铁矿石2000万t。2000年以后恢复生产，开始开采xx镇北矿区，经过几年的开采，镇北矿区储量已大幅减少，为保持企业持续发展，又开始建设xx矿区，作为企业的接续矿区。截至2008年底，xx铁矿集团已拥有固定资产原值8388.7万元，资产净值7342.7万元，在职职工2507人，14、其中xx铁矿职工800人。xx铁矿开采方式：采用井下巷道开拓、房柱法及全面留矿法采矿、竖井提升矿石。 矿山生产现状xx铁矿集团有限公司为采选联合企业，坑内采出矿石运至选矿厂进行分选，设计采选原矿规模为50万t/a，主要开采高炉平炉富矿。1976年建设了选矿厂二期工程：细破碎、磨矿、浮选、磁选、精矿脱水等项目，年处理原矿36.64万t，处理露天采场的贫铁矿石。1998年因西马坑露天采场出现渗水，不能维持正常生产，采场被迫关闭，选厂也相继停产。2000年新建了镇北矿区坑下采场，采矿能力为30万t/a。目前选矿厂矿石主要由镇北矿区供应。随着镇北矿区储量逐渐减少，xx铁矿集团开始建设xx矿区，作为镇北15、矿区的接续矿山，设计原矿开采能力50万t/a，矿石送往现有选矿厂分选；现有选矿厂经过扩产改造后原矿处理能力扩大到60万t/a，同时加工处理镇北和xx两个矿区的矿石。2008年处理镇北矿区矿石26万t，原生磁铁矿与赤褐菱铁矿比为9：1，处理xx矿区矿石约20万t；产铁精矿镇北矿区14.42万t（TFe65%），xx矿区11.475万吨t（TFe65.59%）；实现销售收入31508.50万元，利税10050万元。1.4 资源技改条件xx铁矿属于接触交代型的中型富铁矿床，矿石产于侵入岩体与围岩接触带及层间破碎带复合构造中，类型为含铜钴硫化矿的铁矿石，在回收铁的同时，还可综合回收铜钴等其它金属。根据16、江苏省地质局第五地质队1975年11月提交的江苏省xxxx铁矿地质勘探报告，矿床地质储量C1+C2级1524.15万t，平均品位49.56%；主要由、号四个矿体组成。矿石开采方式为地下开采，竖井提升。现已完成矿井的基建工作，总投资1.2亿元。目前影响矿区开采的环境因素主要是矿坑突水。由于围岩裂隙岩溶发育，富水性强，并且分布多条导水断层，导致开采过程中巷道内涌水量不断增大，排水成本成倍增加，并随时威胁着井下设备正常运行和矿工的生命安全。在进一步查明矿床充水因素及突水来源、导水通道的基础上，制定技术可行、经济合理的综合治理方案，通过帷幕注浆堵截地下水径流，减少向矿坑中的流入，降低排水成本，保障井下17、生产安全。并同时解放出部分防水矿柱资源量，提高矿石回采率，使有限的铁矿资源得到充分的开发利用。1.5 可行性研究依据本次可行性研究的主要依据有：（1）江苏省地质局第五地质大队1975年11月提交的江苏省xxxx铁矿地质勘探报告；（2）山东省鲁南地质工程勘察院2006年9月提交的江苏省xx市铁矿集团xx铁矿水文地质物探成果总结报告；（3）山东省鲁南地质工程勘察院2006年9月提交的江苏省xx市铁矿集团xx铁矿矿区水文地质调查报告；（4）xx铁矿集团有限公司xx铁矿井下巷道开采、排水生产记录等资料。1.6 项目实施的必要性xx铁矿集团xx铁矿目前采用井下巷道方式开采，由于矿体围岩裂隙岩溶发育、富水18、性强，并且分布多条导水性的断层，致使在开采过程中，巷道中地下水涌入量不断增大，并多次出现突水灾害。其中在标高-430m中段主溜井巷道左帮出现的突水点突水量780m3/h，在标高-380m水平东二巷岩溶水顺灰岩层间裂隙突入水量80m3/h，在标高-380m号矿体中施工外环水平探水孔时遇到溶洞发生突水，涌水量200300 m3/h。 矿坑突水不但造成了矿层开采困难、排水成本成倍增加，而且也存在着巨大的安全隐患，大量的地下水白白排入河道，也是一种资源浪费。开展矿区水文地质灾害综合治理与地下水资源保护可行性研究工作，进一步查明矿区断层构造的控水特征及矿床充水来源，制定合理的封堵水方案，通过工程措施减轻19、或消除安全隐患，对于最大限度地开发利用地下铁矿资源、保障矿区采掘工人的生命安全、实现企业可持续发展及有效保护地下水资源，均具有非常重要的社会、经济、安全、资源及环境效益。2. 矿区地质及水文地质条件2.1 自然地理概况 地形地貌特征xx铁矿位于徐淮剥蚀堆积平原。地表起伏不大，自郝家庄向北经xx村至小楼子村，分布着一条不太明显的近南北向垄岗，地面标高3842m，构成该区的地表分水岭；分水岭以东地表水向尹家河方向汇流，以西向微山湖方向汇流。矿区南部的大成山一带为低山丘陵区，由数十个山丘组成，走向北东75，绵延10余km，山体标高50200m，由寒武纪、奥陶纪地层组成。 气候气候类型属于暖温带半湿润20、季风气候，四季分明，长年多东南风。春季气温升高快，蒸发强，常出现春旱；夏季降水集中，多出现暴雨，造成夏涝；秋季天气多晴，雨水偏少；冬季雨水稀少，多西北风。多年平均降水量869.9mm，最大年降水量1279.0mm，最小年降水量515.2mm；年内降水量多集中在68月份，其间的降水量占全年的59%；最大月降水量464.3mm，最大日降水量125.0mm。多年平均气温14.4，历史最高气温43.3，最低气温-18.9。年平均风速3m/s左右，相对湿度60%左右，年平均无霜日200220d，全年日照时数约2400小时，历年土层最大冻结深度0.24m。年蒸发量1000mm左右。 水文.1 微山湖微山湖21、位于矿区西部，相距3.3公里，是邻近区域最大的地表水体。该湖与昭阳湖、独山湖、南阳湖相互连通，合称为南四湖，总流域面积31700km2，总库容约13亿m3。其中微山湖流域面积9900 km2，库容2.5亿m3，正常湖水位标高3133m，最高水位36.84m（1957年）。目前微山湖与昭阳湖之间修筑了东西向大坝及两座节制闸，湖水位受到了人工作用的控制。微山湖与xx铁矿之间分布着一条宽度500750m的条带状奥陶系灰岩，一般隐伏于第四系亚粘土和钙质结核亚粘土之下，覆盖层厚度110m；在矿区西部，灰岩则直接延伸至湖底之下，湖水与岩溶水之间存在着一定程度的水力联系。.2 伊家河西起韩庄，经矿区东北部流22、至台儿庄入运河，全长42.5km，河床宽30m，正常水位标高31m左右。河床底部为不透水的二叠系砂页岩，距矿体最近距离1.2km，与矿区地下水无直接的水力联系。此外，在xx矿区范围内，无大中型自然河流分布，但人工挖掘的灌溉渠道较多，纵横交错，尤其是义和庄北侧开挖的灌溉渠道，常年有水，且底部直接与奥陶系灰岩接触，水体对矿区地下水具有直接的渗漏补给作用。 区域稳定性特征.1 地震活动概况及其影响据有关资料统计，xx市及其周围地区历史上发生过有记录的地震54次，震中均位于周围地区；其中5级以上的地震15次，对区内造成不同程度震害的有4次。4次较大的地震主要是：462年发生在山东兖州县的56级地震、123、502年10月发生在河南濮城的6.5级地震、1668年7月发生在山东郯城的8.5级地震和1937年8月发生在山东菏泽的7级地震。其中又以郯城发生的8.5级地震造成的震害最大，震中烈度12度，xx地区为8度。根据xx府志记载：这次地震造成了“城垣官署民庐倾覆过，远近压死人不可数记”的特大灾害。菏泽发生的7级地震亦造成了xx旧房坍塌5060间，死亡20余人。近期（19601980年）发生在xx的仅有一次，震级23级；发生在邳县、新沂市、丰县、沛县的地震38次；其余地震多发生在郯庐断层带附近。由此可知，邻区的地震波及对xx矿区的地壳稳定性存在着一定程度的影响，但该区地震活动较为微弱，属于地壳基本稳定24、区。2.1.4.2 地震烈度区划据xx市城市抗震防灾规划，xxxx地区地震条件不太复杂，深部构造相对简单，地震活动强度和频率较低，为一相对稳定的块体，今后发生中、强地震的可能性不大，地震烈度为7度。.3 矿区场地稳定性xx矿区地形较为平坦，地面坡度小，而在矿区部分地段浅部灰岩中的裂隙岩溶较为发育，虽然大多已被粘性土填充，但在矿床开采过程中，矿坑排水导致岩溶地下水位降低，天然水文地质条件发生改变，岩溶、裂隙中的充填物会被潜蚀掏空，产生岩溶塌陷，危及建筑物安全，因此地面稳定性一般。矿区第四系松散层较薄，岩性主要为残坡积和洪坡积成因的亚粘土、钙质结核亚粘土，浅部土层容许承载力较大，地基较稳定。2.225、 矿区地质概况 地层按照华东地区区域地层表划分，该区域地层属于华北地层区鲁西地层分区xx至宿县地层小区。在矿区分布的地层主要有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和第四系。各地层主要岩性见表21。表21 矿区地层简表地 层 时 代厚 度（m）代 号地层名称主 要 岩 性第四系110Q亚粘土及钙质结核亚粘土二叠系上统250P2s石盒子组杂色粘土岩、页岩为主，间夹砂页岩下统108P1s山西组页岩及砂岩互层石炭系上统175C3t太原组灰岩，碳质页岩，砂岩互层中统2040C2b本溪组灰岩，铁质页岩及铝土页岩奥陶系中统7097O2c晁所组白云岩及钙质白云岩200O2m马家沟组豹皮灰岩及白云质灰岩下统7011526、O1d大泉组白云岩夹灰岩、泥质白云岩360O1z寨山组灰岩或白云岩夹钙质白云岩714O1j贾汪组泥质白云岩、泥质灰岩，钙质白云岩寒武系上统1702253f凤山组豹皮灰岩、白云岩603c长山组薄层灰岩与竹叶状灰岩互层603g崮山组薄层灰岩夹鲕状灰岩中统2103z张夏组灰岩、鲕状灰岩矿区地层总体走向近EW向，倾向NW。在矿区北部走向由NNE向转为NW向，倾向NE。地层倾角：矿区南部40左右，中部较平缓，为1020，北部26左右。 岩浆岩及围岩蚀变矿区所见岩浆岩是一套以中性为主，伴有中酸性、酸性偏碱性的岩浆杂岩体，属于燕山期岩浆活动的产物，主要岩性为角闪闪长玢岩、闪长玢岩、石英闪长斑岩及脉岩类。分布27、位置主要在矿区的东部和北部地区，它们在相似的条件下，表现为多次侵入活动，形成了较完整的同源岩浆演化旋回体系，侵入到奥陶系、石炭系和二叠系三个地层层位当中。从以前资料分析，这些侵入岩体在奥陶纪地层中大致呈东西方向延伸，受EW向基底断层构造与NENNE向断层构造复合部位的控制。矿区内围岩蚀变较发育，主要产生在矿体下部，蚀变宽度由几m到十几m，有的达20多m（ZK76孔）；矿体顶板蚀变较弱，几cm到几十cm，很少超过1m。由于蚀变作用，岩石多粘性土化、透水性差、强度降低，导致矿体附近的围岩稳固性变差，在高压水头的作用下，易沿接触带发生突水事故。 矿区地质构造矿区处于xx复背斜NNENE向构造带东北部28、倾伏端与近EW向基底断层控制的郑集xx煤田两组构造复合部位。褶皱多表现为开阔的短轴背斜及向斜。区内断层构造发育，主要有近EW向及NE向两组（一般前者早于后者），其次为NNE向和NW向断层。这些断层都具有不同程度的继承性和复活性运动的特点。奥陶系灰岩和闪长玢岩（或闪长斑岩）的节理裂隙最为发育，共有两组：一组走向90110，倾向NNE或向南；另一组走向3455，倾向SWW或向东，倾角70左右，部分近于直立。xx矿区的褶皱主要为xx到xx附近的EW向短轴背斜，轴部由奥陶系组成。北翼主要分布中、上石炭系和二叠系；南翼为一对应的小向斜，轴部由中、上石炭系组成，向斜两翼均为奥陶系；背斜倾伏端亦为石炭系环绕29、。该背斜在蔡山、义和庄之间被断层分成东西二部分，其中义和庄xx部分构成xx矿区背斜构造的主体。矿区内断层主要为近EW向的张扭性正断层，使地层形成阶梯状下落，旁侧岩石破碎，小错动发育。如F1、F2、F3、F5断层及NW向、NE向的构造破碎带等，这些断层带及构造带为地下水的赋存和运移提供了空间。xx矿区地质构造及地层分布情况见图21。图21 xx矿区地质简图2.3 矿区水文地质条件 矿区地下水类型及其赋存特征根据含水介质的岩性特征及地下水的赋存条件，矿区地下水可划分为松散岩类孔隙水，碎屑岩类孔隙裂隙水，岩浆岩类裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水四种主要类型。现分述如下：.1 松散岩类孔隙水赋存于第四系松30、散堆积物的孔隙中。矿区第四系分布广泛，岩性主要由亚粘土和钙质结核亚粘土组成，厚度110m，由于无砂层发育，富水性弱，水文地质意义不大。.2 碎屑岩类孔隙裂隙水主要赋存于矿区北部和东部区段的二叠系砂岩、砂质页岩的裂隙中。在地表浅部岩石风化裂隙发育，易于接受补给，相对富水；矿区北侧的原红卫煤矿，在深度55m的风化带中采煤时，坑道长370m，排水量240m3/d。风化带以下的岩石相对完整、新鲜、致密，裂隙不发育，富水性弱。.3 岩浆岩类裂隙水主要分布在xx镇东垄子、西垄子、蔡山、义和庄和xx等地段，赋存于闪长玢岩、闪长斑岩、花岗斑岩及石英闪长斑岩等岩石的风化与构造裂隙中。在裸露区50m以浅，岩石风化31、裂隙、构造裂隙较发育，易接受大气降水补给，形成裂隙潜水。在矿床范围内，地下水赋存于矿床下部及石炭系中侵入岩体的构造裂隙中，赋水空间发育差，富水性弱，钻孔单位涌水量小于0.04L/(sm)。.4 碳酸盐岩类裂隙岩溶水主要赋存于碳酸盐岩类岩石的构造裂隙及溶蚀孔洞中，根据含水介质的岩性特征、组合关系以及地下水赋存环境的差异又可以将其大致划分为以下两种类型。（1）碳酸盐岩类岩溶裂隙水主要赋存在寒武系石灰岩、白云岩及石炭系灰岩、砂岩及页岩互层介质的裂隙之中。分布区域主要在矿区南部的丘陵区，以及矿区的北部、东部地区，在矿区南部及西南部呈条带状分布，含水岩层宽度在200400m之间。寒武系岩层分布在南部丘陵32、地带，并多裸露于地表，浅部裂隙岩溶较为发育，易于接受降水入渗补给，富水性相对较好；但随着深度增加，岩石裂隙岩溶发育程度逐渐变差，富水性减弱。据以往勘察资料：张夏组灰岩分布区钻孔单位涌水量一般在14L/(sm)左右；崮山、长山和凤山组灰岩、白云岩分布区钻孔出水量相对较小，单位涌水量一般小于0.2L/(sm)；地下水类型以HCO3Ca型或HCO3CaMg型为主。石炭系岩层分布范围较为广泛，在矿区北、东、南和西南部方向均有分布，除局部地段出露以外，大多隐伏于第四系松散岩层之下。受岩性组成及组合关系的影响，岩层裂隙岩溶发育程度差，富水性弱，钻孔单位涌水量一般小于0.04L/(sm)。对区域地下水的循环33、运动来说，石炭系岩层具有相对隔水作用。（2）碳酸盐岩类裂隙岩溶水该类地下水是矿区地下水的最主要类型，含水介质由奥陶系晁所组、马家沟组、大泉组、贾汪组灰岩、白云岩及白云质灰岩等岩性组成，分布在矿区的南部、西部及西南部的大部分区段，厚度较大。由于受到褶皱、岩浆岩侵入及多条断层构造影响，岩层裂隙岩溶发育程度较高，并分布有多条断层及构造破碎带，为地下水提供了良好的赋存与运移空间，在矿区南部和西部形成岩溶水富集区，含水层富水性中等强，局部地段富水性极强；如：矿区主井处的钻孔单位涌水量4.85 L/(sm)，ZK92号孔单位涌水量4.28 L/(sm)，风井处钻孔单位涌水量5.61 L/(sm)，矿区东侧34、的ZK17号孔单位涌水量16.59 L/(sm)，F20号断层西部东马山一带的电2、电4、电6等钻孔单位涌水量则在25.5433.70L/(sm)之间。碳酸盐岩类裂隙岩溶水水质优良，矿化度在0.30.5g/L之间，水化学类型以HCO3Ca型及HCO3CaMg型为主。 岩溶水径流带分布及发育规律碳酸盐岩类地层岩溶裂隙发育具有显著的不均一性，含水层中地下水的渗流运动主要受裂隙岩溶发育程度及其连通性的影响，储存在溶蚀孔洞及裂隙中的地下水沿着网络状溶隙运动逐渐往岩溶裂隙发育程度较高的、大的导水通道当中运移，而当其具备较强的输导能力时，便形成地下水径流带。一般情况下，碳酸盐岩地区的张性断层带及不同类型地35、层岩性接触处的岩溶发育带往往会形成岩溶水的富集区与径流通道，起着运移和排泄地下水的作用。就xx矿区来说，规模稍大的岩溶水径流带主要存在两种类型，即断层型和接触型。分述如下：.1 断层型岩溶水径流带断层型岩溶水径流带是岩层受到断层构造的影响而碎裂、破坏，为地下水的储存和运移提供了空间环境，在地下水的循环、移动过程中又不断对岩石产生溶蚀作用，岩溶空间不断扩大，旁侧区域含水层中的地下水不断向此汇集，并在其内部流动而形成。矿区内规模较大的断层型岩溶水径流带主要沿F1、F3断层和矿区东部的NE向破碎带以及厂区西侧的NW向破碎带分布。这几条径流带内部裂隙岩溶发育程度较高、地下水接受补给的条件较好，富水性及36、导水能力较强；尤其F1和F3断层带延伸距离远、沟通的岩溶含水层范围大，而且又能汇集南部丘陵地区的地下水，对矿床开采具有非常大的安全威胁。.2 接触型岩溶水径流带地下水在径流过程中，遇到弱透水层或不透水层的阻挡，地下水水位抬升，并在可溶性岩层中富集和循环运移，形成岩溶水径流带。本矿区分布有地层型和岩体型两种类型的接触型岩溶水径流带。（1）地层接触型在该类型径流带位于矿区北侧，呈东西向条带状展布，南部碳酸盐岩层中的岩溶水在向北流动过程中，在此处受到煤系地层阻挡，使地下水在接触带南侧的碳酸盐岩层中运移并不断对其进行溶蚀而形成导水通道。（2）岩体接触型岩体接触型岩溶水径流带，是燕山期岩浆岩侵入奥陶系地37、层中，导致南部山区岩溶地下水径流至岩体受到阻挡富集、储蓄在岩体前缘的碳酸盐岩层中并沿接触带循环运动而形成。岩溶水在接触带处以泉的形式排泄于地表形成xx的珍珠泉，但由于矿坑排水该泉现已经干枯。位于岩体接触带的xx县炼铁厂供水井出水量2860m3/d，原xx磨山矿井排水量达到3.18万m3/d。说明该径流带岩溶含水层裂隙岩溶发育较好，地下水补给来源丰富。 地下水的补给、径流与排泄条件.1 地下水的补给条件矿区地下水补给来源主要有两种途径：一是大气降水及农田灌溉水入渗补给，二是南部及西部地区岩溶水的侧向径流补给；其中以大气降水、农田灌溉水的入渗补给占主要地位。（1）大气降水及农田灌溉水入渗补给xx矿38、区灰岩埋藏浅，地表沟谷发育，降水渗入第四系以后又在重力作用下继续下渗，进入下伏灰岩裂隙岩溶含水层中，据以往勘察成果，矿区大气降水入渗补给系数约为0.22。在每次较大规模的降水过后，地下水水位都会出现不同程度的快速回升现象，说明矿区岩溶含水层的开放性较好，接受补给的能力较强。此外，矿区范围内灌溉渠道纵横交错，水稻种植面积占整个农田面积的60%以上，在集中灌溉期间，稻田区的地下水位具有明显的回升现象，表明灌溉水回渗对地下水补给也具有重要作用。（2）地下水侧向径流补给矿区地下水的侧向补给来源主要有南部残丘地带岩溶水的径流和矿区西部马山一带灰岩隐伏区岩溶水的径流。xx矿区南部残丘地带灰岩大面积裸露地表39、，大气降水可沿地表裂隙岩溶直接入渗进入裂隙岩溶含水层中。然后一部分往西流至铁路附近改为沿北东向断层带和岩体与灰岩的接触带流动；另一部分则顺岩层倾向北流，经过石炭系下面的灰岩裂隙、岩溶发育带向矿区径流，补给矿区地下水。其中在xx铁矿勘探时，矿床东侧的ZK17号钻孔中抽水时，影响半径一直扩展至南部由石炭系组成的向斜南翼，此处的ZK2号观测孔水位下降了1.74m。在矿区西部马山一带，隐伏灰岩裂隙岩溶发育，富水性强极强，自然条件下矿区地下水水位高于该区水位，矿区岩溶水经过此处向微山湖区排泄；而在矿区持续大量排水的影响下，该区岩溶水出现了反向流动的现象，从西往东越过F20号断层对矿区地下水产生补给。.240、 地下水的径流与排泄条件在天然条件下，该区域地下水由南部丘陵地区向北部径流，而后转向西北往微山湖方向排泄，而在运移过程中受到弱透水岩层和岩浆岩的阻挡，又在低洼处或岩体接触带以泉的形式溢出地表。自xx铁矿开采以及韩庄电厂供水水源地建成以来，由于矿坑疏干排水和韩庄电厂供水，改变了该区地下水的天然流场特征。虽然目前韩庄电厂供水井均已停止开采，但由于xx铁矿和xx铁矿矿坑排水，地下水流场仍然受到严重的干扰影响；以xx矿井为中心的水位降落漏斗，已经成为该区岩溶水的汇集与排泄场所，使南部和西部的地下水均向矿区方向径流，通过矿区疏干排水进行排泄。 另外，矿区东部和北部地区的几处煤矿排水，也对本区地下水的径流41、与排泄具有一定的影响作用。 地下水化学特征矿区地下水水质良好，无色、无嗅、无味、透明，水温1617。矿化度0.50.7g/L，总硬度382mg/L，pH值7.8，水化学类型为HCO3Ca或HCO3CaMg型。与矿区勘探期间的水质分析成果相比，除总硬度和矿化度两项化学组分的含量略有升高外，其它化学组分含量基本稳定，多年变化不大。3. 矿床水文地质条件3.1 含水层与隔水层 xx铁矿矿体主要产于奥陶系寨山组大理岩、结晶灰岩、白云质大理岩、钙质和泥质白云岩与蚀变的闪长斑岩之间，根据岩层的富水性特征，可将其划分为含水层与隔水层两种不同类型。 含水层矿区含水层类型主要为碳酸盐岩类裂隙、岩溶含水层，组成岩42、性为奥陶系灰岩、白云岩及石炭系的灰岩。.1 奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层奥陶系各组段碳酸盐岩岩性虽有不同，但各组之间并无实际意义的隔水层存在，只是富水性有些差异。因此，不再单独分开阐述。奥陶系含水层岩性主要由深灰色结晶灰岩、大理岩、灰色厚层状灰岩、豹皮状灰岩及白云岩组成，构成矿体的顶板，总厚度628米；主要分布在F1断层以南，呈浅隐伏状态，在F1断层以北则埋藏于石炭系地层之下，埋藏深度较大。浅埋区灰岩由于长期遭受风化剥蚀，裂隙岩溶发育普遍，岩溶水赋存条件较好。埋藏区及隐伏区深部的灰岩，裂隙岩溶发育程度主要受构造控制，与浅隐伏灰岩相比，裂隙岩溶发育程度相对变差，富水性减弱。矿区奥陶系灰岩裂隙岩43、溶发育状况见表31。含水层富水性特征：该类含水层的富水性与其岩溶发育强度密切相关，一般是岩溶发育、充填物较少的地段富水性强，反之富水性弱。而在水平和垂直方向上又存在较大差异，并且具有明显的分区分带性。根据灰岩埋藏条件、富水性强弱可将矿区奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层划分为以下几个主要的富水区带：浅部裂隙岩溶潜水中强表31 奥陶系灰岩裂隙岩溶发育状况统计表项含水带 目 名 称控制钻孔（个）钻孔分带统计钻孔遇裂隙溶洞最大高度（m）钻孔遇裂隙溶洞最低标高（m）钻孔钻 孔总 数遇岩溶现象钻孔遇裂隙溶洞钻孔总厚度（m）遇裂隙溶洞累计高度（m）遇裂隙溶洞能见率（%）岩溶率（%）浅部带3535111711.44、3027.637.6931.431.61深部带F3断层带17135883.3314.328.78-419.6629.411.62北东向破碎带553380.865.773.34-299.3360.001.51F1断层带302451363.506.311.50-412.3016.670.46北西向构造带22163.701.901.00-446.4750.002.98深部完整灰岩带93少数416169.101.904.300.007含水带，深部完整灰岩裂隙承压弱含水带，F1断层裂隙岩溶承压中等含水带，北西向构造裂隙岩溶承压中等含水带，F3断层裂隙岩溶承压强含水带，北东向构造破碎裂隙岩溶承压强含水带等45、。分述如下：（1）浅部裂隙岩溶潜水中强含水带（简称浅部中强含水带）分布在xx矿床中部以南区域，呈面状展布，含水层发育深度14.2178.79m（ZK83孔），平均厚度52.57m，富水中等到强，但具有明显的不均一性；在风井以东勘探时施工14个钻孔，有12个钻孔发现漏水，钻孔单位涌水量0.692.19L/(sm)，渗透系数1.293.60m/d；而风井以西施工的21个钻孔，仅有7个钻孔漏水，钻孔单位涌水量0.1162.024 L/(sm)，渗透系数0.283.68m/d。该含水（层）带具有较好的开放性，岩溶水具有潜水性质，可接受大气降水及农田灌溉水的补给。（2）深部完整灰岩裂隙承压弱含水带（简称46、深部弱含水带）分布在浅部含水带以下或埋藏于煤系地层之下，埋深较大，裂隙岩溶发育差，岩石完整性较好，富水性弱。该带埋藏标高23.93748.81m，一般多在标高-20m以下，厚度116.80570.12m，上与浅部含水带及石炭系岩层相连，下与岩浆岩或矿体接触。据以往抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.00070.064 L/(sm)，渗透系数0.0006530.143m/d。（3）F1断层裂隙岩溶承压中等含水带（简称F1中等含水带）该带西起ZK120孔，经过主矿体上部在ZK33孔南与北东向构造破碎带岩溶裂隙含水带相交，向东延伸至ZK29孔出矿区。初步推测断层带长5000m左右，向北倾，倾角70，宽度47、15.7831.47m，呈楔形在深部尖灭于火成岩和矿体之上，平面投影宽度105250m，埋深在-400米以上；钻孔单位涌水量0.03180.934L/(sm)，渗透系数0.1139.76m/d。地下水为承压水，水头高度2080m，矿化度0.2760.326g/L，水温16.819.8，水化学类型为HCO3Ca型。该含水带在苏庄及其南部一带与矿体直接接触，矿床开采时，其中的地下水将会直接涌入矿坑中。（4）北西向构造裂隙岩溶承压中等含水带（简称北西向中等含水带）分布于ZK83孔与ZK101孔之间，向南东方向延伸，推测长度大于250m，宽度20米，倾向北西，倾角75左右，破碎带中方解石脉较为发育，并48、胶结破碎的岩石。埋藏标高4.5-487m，上部与浅部含水带相通，含水较丰富，钻孔单位涌水量0.807L/(sm)，渗透系数15.23m/d，可接受浅部含水带潜水补给，地下水动态变化和水化学类型与浅部含水带基本一致，与北东向构造破碎带含水带和F1断层含水带水力联系微弱，如位于F1含水带的ZK102孔抽水时，该带内的ZK83孔、ZK101孔地下水位均未受到影响。（5）F3断层裂隙岩溶承压中强含水带（简称F3中强含水带）位于矿体北侧，走向东西，向北倾斜，产状东陡西缓，东段80左右，西段60左右，带宽1040m，埋藏标高-3.50-500m，东端控制到ZK25孔，西端延伸穿过津浦铁路至电2孔。推测断层49、带长度大于2500m，平面投影宽度84244m。地下水主要赋存在标高-2.78-430m的奥陶系灰岩破碎带中，前期勘探时在该含水带中施工的钻孔有80%以上严重漏水，钻孔单位涌水量0.9802.481L/(sm)，渗透系数5.5513.72m/d。而埋藏在石炭系下部、标高-430m以下的奥陶系灰岩破碎带富水性则大大减弱，如ZK74孔、ZK86孔分别在标高-497m和-642m深度遇到F3断层的角砾岩，均未出现漏水现象。地下水在含水带内连通性好，钻孔抽水结束后，水位恢复特别快，停抽不到一分钟，就可恢复到原来的静止水位。地下水矿化度0.20.3g/L，水温1722.5，水化学类型为HCO3Ca型。该50、带在西部义和庄一带与浅部岩溶含水带直接连通，水力联系密切，xx铁矿排水降落漏斗扩展到西部时，曾在义和庄北部灌渠中见到水体下渗形成漩涡；矿区勘探期间，韩庄电厂电2号供水井抽水时，相距1800m的矿床内ZK103孔水位下降1.03m。该含水带与北东向含水带、F1含水带、北西向含水带之间分布的灰岩裂隙岩溶发育较差，致使其与其它各带之间的水力联系比较弱。例如：在该带中的ZK25孔抽水，位于北东向含水带中的ZK33孔水位未受到影响；本带中ZK96孔抽水，F1断层含水带中的ZK102孔、北西向含水带中的ZK83孔水位也未受到影响。该带地下水位常年比北东向含水带水位低23m，比F1含水带、北西向含水带地下水51、位低12m。在苏庄东部该含水带直接切割矿体，矿床开采时该带中地下水可以直接涌入坑道，应加以防范。（6）北东向构造破碎裂隙岩溶中强含水带（简称北东向中强含水带）位于矿体东南部，倾向西北，倾角75左右，宽度923m，长800m，水平投影宽度74.69111.64m，埋藏标高-21.58-442.32m，北端在ZK33孔以北尖灭，向西可控制到ZK92孔。该构造带内方解石脉非常发育并胶结角砾状灰岩碎块，岩溶裂隙发育，透水性良好，含水丰富，在该带施工的钻孔80%以上漏水。钻孔单位涌水量0.3882.858L/(sm)，渗透系数0.9213.670m/d。ZK17大口径孔抽水时，对ZK33孔、ZK9孔、Z52、K5孔水位均有明显的影响，各孔地下水位分别下降了6.58m、6.35m、6.31m，说明该带内部地下水的连通性较好。带内地下水矿化度0.3g/L，水温17.722.8，水化学类型为HCO3Ca或HCO3Ca、Mg型。该含水带位于矿体之上，局部地段与矿体接触，矿床开采时应注意冒顶突水威胁。.2 石炭系太原组碳酸盐岩夹碎屑岩类岩溶裂隙含水层组成岩性主要为太原组的砂岩、页岩和灰岩，内部顺层穿插数层巨厚的闪长玢岩，顶底板间距263.19m左右；其中灰岩是最主要的含水岩层，在浅部2050m的风化带，裂隙、岩溶发育相对较好，富水性相对较强，在ZK23孔、ZK39孔、ZK42孔和ZK70孔施工过程中均见到发53、育较普遍的蜂窝状、网格状溶蚀现象，并且几个钻孔全部漏水。矿区勘探期间ZK23孔抽水试验时，奥陶系浅部含水带的ZK102孔、F1断层带的ZK72孔水位分别下降了1.06m和1.24m，说明本含水层与这两个含水带之间存在着较直接的水力联系。而埋藏深度较大、尤其是位于侵入岩体下部的灰岩，钻孔岩芯完整，裂隙岩溶不发育，施工期间的59个钻孔穿过此层时，均未出现明显的漏水现象，富水性比较弱。石炭系太原组岩溶裂隙含水层富水规律：浅部风化带富水性大于深部岩层的富水性；接受奥陶系浅部含水带补给的地段富水性较好，但范围较为局限。总体来看，该含水层的富水性相对较弱。 隔水层.1 石炭系本溪组岩性主要为铝土页岩、铁质54、页岩及灰岩，厚度2040m，沿短轴背斜南、北翼和东部倾伏端成条带状分布，东端出露宽度5090m，南翼SK2孔以西宽度170230m（包括部分太原组地层），北翼出露宽度2080m。灰岩致密块状，岩溶、裂隙不发育，透水性差，富水性弱。据西安电力设计院在北翼大丰煤矿附近SK2孔抽水资料，水位降深46.04m，钻孔单孔涌水量0.003L/(sm)，属于相对隔水层。.2 二叠系 地层岩性由灰黑色炭质页岩、灰黄色粗砂岩、砂页岩、杂色砂质页岩组成，厚度360m，分布在矿床北部和东部，与石炭系整合接触。浅部风化带裂隙多被粘土充填，含水甚微。矿床北部原红卫煤矿于55m浅部采煤时，坑道排水量240m3/d。深部岩55、石新鲜坚硬，裂隙不发育，基本无水。因此，与矿床区的其它岩溶含水层相比，可视为相对隔水层。.3 铁矿层产于灰岩与岩浆岩侵入体的接触带，埋藏标高-264-520m，最大厚度86.70m，矿芯完整，致密坚硬，节理裂隙不发育，据钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.00649L/(sm)，渗透系数0.00715m/d，富水性极差。地下水矿化度0.3g/L，水温22，水化学类型为HCO3CaMg型。属于隔水层。.4 岩浆岩岩性主要为闪长斑岩、闪长玢岩、花岗斑岩，矿区范围内多埋藏在奥陶系灰岩之下，或穿插于石炭系地层中。位于矿体之下的侵入岩体大而厚，分布面积可达3km2，矿区勘探时有近100多个钻孔揭露该层，但无56、一孔穿透。侵入奥陶系分布区的岩体，岩石完整致密，富水性极差，钻孔单孔涌水量0.0064L/(sm)，渗透系数0.0715m/d；侵入石炭系中的闪长玢岩，钻孔单位涌水量0.0398L/(sm)，渗透系数0.0536m/d；矿层下部的花岗斑岩钻孔单位涌水量0.000901L/(sm)，渗透系数0.00154m/d。因此矿区的岩浆岩侵入体透水、富水性极差，为良好的隔水层.5 第四系在矿区广泛分布，主要为亚粘土，含有钙质结核，厚度110m；覆盖于其它时代较老的地层之上，具有一定透水性，但无含水层发育。3.2 矿床充水因素分析xx铁矿矿体位于当地侵蚀基准面以下，围岩裂隙岩溶发育，富水性强，属于岩溶充水型57、矿床。矿床开采时易导致岩溶水直接或间接涌入坑道中，产生突水事故。石炭系太原组含水岩层，浅部灰岩分布地带含水比较丰富，但其面积局限，厚度不大，其余均含水微弱；奥陶系深部灰岩含水带富水性也较为微弱；可将二者视为相对隔水层。因此，矿床充水水源主要来自浅部含水带、F1、F3含水带及北东向、北西向含水带中。 浅部含水带裂隙岩溶潜水矿床开采时，由于矿坑疏干排水影响，导致在矿区周围形成区域性的地下水水位降落漏斗，浅部含水带中的地下水则通过水力联系较密切的F1、F3断层带及其它含水带间接流入矿坑。而浅部含水带与矿区南部和西部的灰岩分布区相连，补给条件好，富水性和渗透性较强，随矿坑排水量的不断增大和降落漏斗的扩58、展，其中的地下水会源源不断地通过多个含水带导入矿坑中，疏干会非常困难。 断层与构造破碎含水带裂隙岩溶承压水F3含水带：东西向展布于矿床北侧，由东向西一直延伸至义和庄北面与浅部含水带沟通，再向西穿过津浦铁路延伸至韩庄电厂供水水源地，而其在矿床中部地段又多处切割矿体。因此，矿床在开采过程中揭露该含水带时岩溶水将会直接涌入坑道中。F1含水带：东西向经过矿体顶部，由东向西一直延伸至义和庄西部。该含水带为成矿前形成的断层带，裂隙岩溶发育程度较其它含水带稍差一些。但相对来说，西部地段透水性、富水性较差；东段裂隙岩溶发育较好，并与矿床东部的北东向构造破碎带连通，水力联系较密切，透水性、富水性较好。此外，该含59、水带在部分地段还与浅部含水带沟通。所以在经过矿体且与矿体接触的地段含水带中岩溶水可直接进入矿体中。北东向含水带：分布在矿体东侧，北东向延展，北部与F1含水带相交，往南在ZK92孔处拐向西南，与浅部含水带连通。该含水带在ZK67孔ZK84孔一线与矿体接触，在ZK9孔与ZK77孔一带处于矿体顶部，最小垂距52m。矿床开采时如果将其揭露或产生冒顶，岩溶水亦可直接涌入矿坑中。北西向含水带：分布在矿体西南侧，呈北西向延伸，与F1含水带水力联系不密切；但与浅部含水带沟通，补给条件良好。在ZK82孔、ZK83孔附近距主矿体仅39m。曾导致2006年6月3日在标高-430m中段主溜井巷道发生左帮突水事故。综上60、所述，发育在奥陶系灰岩中的浅部含水带和几条断层、构造破碎含水带将是矿床充水的主要含水层，其中断层与构造破碎含水带又起着连通外围含水层与输导地下水的作用，对矿坑涌（突）水量大小有着直接的影响。4. 矿区水害形成机理及治理可行性分析4.1 矿坑排水现状及排水量 矿坑排水现状矿坑排水目前分为-480m和-430m两级。-480m巷道中的水利用两种型号水泵外排：一种水泵型号为10sh-6a、扬程54m、出水量为468m3/h，功率110kw的电机四台，经377mm管道排至-430m的水仓；另一种水泵型号为d46-5012，扬程600m，出水量46m3/h，使用功率132kw电机一台，经377mm管道直61、接排至地面。-430m水仓中的水使用型号d450-609、扬程540m、出水量450m3/h的水泵，功率1050kw的电机六台，经两条377mm的管道排至地面。矿坑总排水能力为46+4506=2746m3/h。矿坑平均排水量：2006年为1485m3/h，2007年为1130m3/h，由于2006年12月到2008年6月份期间，在矿区西部施工了部分注浆钻孔对F3等断层进行了封堵，2008年的矿坑排水量减少为867m3/h。目前由于矿区新增加了-300m的开采工作面，又导致涌入矿坑中的地下水量增多，排水量增加为1310m3/h。20062008年期间，矿坑最大排水量为1780m3/h（2006年62、6月份）。 矿坑排水量与降水量的关系由于矿区充水含水层的开放性较好，并且地下水以大气降水为主要补给来源，因此矿坑排水量大小随着季节或不同时期降水量的不同而变化，降水量大的季节或时段，含水层中的地下水位高、静水压力大，进入矿坑中的地下水量也就多，相应需要排出来的水量也就大，反之则小。另外，由于地下水在含水层中的运动速度比较缓慢，一般情况下，矿坑排水量最大的月份会比最大降水量出现的月份滞后12个月的时间。见图41。图41 矿坑排水量与大气降水量关系对比柱状图4.2 矿区水害形成机理 矿坑突水概况xx铁矿自建井开采以来，坑道中出现过大量突水点，但水量较大的突水点主要有三处。分述如下：第一处突水点：出63、现在奥陶系灰岩与蚀变花岗闪长斑岩的接触带。2006年6月3日在标高-430m的中段主溜井巷道左帮突水，并往前进方向喷水；开始时出水量约2m3/h，随着坑道继续向南掘进，水量不断增加。从该突水点向东到北西向含水带距离约42m，而北西向含水带在标高-453m处发育有溶洞，随着时间的延长，在高压水头的作用下，蚀变花岗闪长斑岩逐渐被冲刷、潜蚀淘空出了一条突水通道，突水量达到780m3/h，而且涌水时还携带出了大量的肉红色花岗斑岩砂粒及棕红色岩溶裂隙充填物。经过水位观测，该突水点与南西方向相距1100m的ZK39孔水力联系密切。在井下对突水点实施封堵关闭后，经过22h ZK39孔中的地下水水位就由埋深964、8m上升至埋深10m，累计上升了88m。但其间的导水通道至今一直未能查清。 第二处突水点：位于奥陶系灰岩中，在标高-380m的水平东二巷。巷道北侧6m处即为F3断层含水带，此含水带在标高-370m至-375m段发育有一处直径5m的溶洞，岩溶水从溶洞顺灰岩层间裂隙涌入巷道，突水量80m3/h。发生突水后涌出的水量一直比较稳定，岩溶水从矿体上方不断流出。经过水位观测，出水点与西部相距620m的ZK29孔水位联系密切，该孔在标高-207.00m至-208.20m处见有1.2m的溶洞。后来推测突水点地下水可能来自西部的F5断层带。除此之外，在标高-380m的号矿体中，施工外环水平探水孔时，进尺30m处65、也遇到溶洞发生突水，开始时涌水量200300 m3/h，在强大的高压水头作用下，钻具从孔内冲出20多m远，并造成伤人事故，但在突水2h后出水量逐渐减小，最后断流。第三处突水点：发生于奥陶系灰岩中，在标高-330m的中段西大巷。该点南侧距F1断层含水带1520m，北侧距F3断层含水带40多m。在巷道东侧打天井时揭露，开始出水量100m3/h，2天后出水量增至180m3/h。经勘查突水水源来自于西侧的F3断层含水带，该带内部岩石破碎、溶蚀裂隙、溶洞均较发育，富水性强；由于矿坑长期排水，断层带中的充填物、松软胶结物和碎石岩块，在地下水的冲刷、潜蚀下不断流失，加之施工机械的震动，岩溶裂隙逐渐被冲开，使66、其中的地下水流入矿井巷道中，造成突水。 矿坑突水类型及其预测xx铁矿矿坑突水预计主要存在钻孔突水、裂隙溶洞突水、断层与构造破碎带突水、接触带突水四种类型，在局部地段亦可能存在复合类型。现将未来开采可能造成矿坑突水的情况初步进行预测，以便今后采矿时加以防范。.1 钻孔突水矿区勘探期间对封孔质量没有进行严格检查，在用水泵将水泥浆压入孔内过程中，部分或全部水泥可能在灰岩裂隙溶洞中流失掉，有的封孔前孔壁洗井不干净，这些都将影响封孔质量。除此之外，对没有见矿的钻孔及保留的水位长期观测孔均未进行封孔。主矿体范围内的长期观测孔有：ZK9孔、ZK32孔、ZK31孔、ZK33孔、ZK11孔、ZK72孔、ZK2367、孔、ZK83孔、ZK101孔，共计9个孔。尤其是用粘土和报废岩心封堵的部分见矿钻孔隔水效果就更差。见表41。因此，在上述情况下封堵的钻孔及未封的钻孔，均存在引发突水的可能性，应加以防范或提前进行处理。表41 以往部分钻孔封孔质量表孔 号矿 埋 深（m）坐 标封孔情况起至ZK11394.48401.69x=3826605.91y=50534237.16废岩心封孔ZK13436.48436.81x=3826425.17y=50534252.17未封孔ZK58289.60294.99x=3826605.46y=50534692.72160m以下未封孔ZK16525.85526.32x=382668568、.65y=50534002.41粘土封孔ZK117544.23544.56x=3827012.49y=50533799.25粘土封孔.2 裂隙溶洞突水xx矿床奥陶系灰岩裂隙岩溶较发育，尤其是在构造带中更为发育，一般发育标高在-100m至-500m之间。这些裂隙溶洞均位于地下水面以下，储水量大，连通性好。如F3断层含水带中的电2孔抽水时，刚一开始，相距1800m的ZK31孔（位于矿床内）水位就开始下降，呈现出管道式的压力传递方式；又如位于F1断层含水带中的ZK112孔施工时，由于送入大量的循环水，而影响到相距150m的ZK72孔水位上升0.14m。裂隙溶洞充水突发时间短、来势猛、突水量大，对矿床69、开采安全具有巨大威胁。相邻的xx矿区峒山四坑-90m中段，在号矿体中施工运输巷道时，由于放炮震动产生的裂隙连通了导水断层，断层又连接一个充满几百立方米地下水的大溶洞，造成瞬间大量突水，突水量达3362.55m3/h，是矿床正常开采出水流量的5倍。xx矿区F3断层含水带中的溶洞发育比较多，而充填物少或无，大多为空腹溶洞，且规模较大。据以往钻孔资料统计，ZK122孔中的溶洞高度10.58m，ZK126孔中的多处溶洞累计高度大于137m；在其它地段也有多处直径大于1m的溶洞发育。这些溶洞大多与断层含水带相互连通，含水量丰富，对矿床开采存在着很大的安全隐患，需要引起足够重视，并采取相应措施加以防范。现70、将xx矿区已探明的各含水带中比较大的溶洞列于表42中。表42 勘探钻孔见溶洞统计表含水带勘 探线 号孔 号见溶洞孔深（m）充填情况起至高 度总高度F3 0ZK25400.49401.340.851.29无充填403.000.641ZK33298.25299.331.081.08棕红色粘土6ZK86417.66418.661.001.35棕红色粘土419.31419.660.3512ZK122420.11428.898.7810.58充填差475.93477.731.8016ZK126221.00221.900.90137.44无充填282.98419.52136.54F12ZK35345.5571、346.060.514.04棕黄色粘土346.90347.901.00373.15374.181.03410.80412.301.503ZK57325.80326.720.920.92无充填北 东1ZK77297.13298.281.151.35无充填298.58298.780.20北 西4ZK101422.00423.001.001.90无充填431.60432.300.70446.27446.470.20ZK60440.19445.905.71估计400两次处理事故掉钻杆800多m.3 断层与构造破碎带突水xx矿区奥陶系灰岩裂隙岩溶集中发育深度在14.2178.79m之间，平均厚度52.572、7m；超过此深度，灰岩裂隙岩溶发育及富水性则主要受构造控制。在规模较大的断层带与构造破碎带，灰岩裂隙岩溶的发育深度可达到500m以下，并且富水性强，连通性好；而在构造影响带以外，深部灰岩裂隙岩溶的发育程度极差，且富水性也很弱。因此，矿床开采时，一旦揭露主要断层带或者构造破碎带，地下水就会在巨大水头压力的作用下大量涌入矿坑中，产生突水事故。根据xx矿区断层与构造带的分布状况，可能造成矿坑突水的主要有F3、F1断层及北东向、北西向构造破碎带。F3断层带在xx苏庄一带及义和庄东部切割矿体。其在矿床区的分布位置：ZK74孔处标高-490-512m，ZK44孔北侧标高-500m，ZK39孔处标高-37873、m，ZK96孔处标高-300m；该断层带经过矿床区或切割矿体的长度较大，距矿体最近处仅27m，并与浅部奥灰含水带沟通，对矿床开采的威胁较大，尤其是在切割矿体的地段以及ZK96孔附近应是矿床开采过程中需要重点防范的突水位置。F1断层带在ZK72孔ZK45孔一线从矿体上部经过，部分地段下部接触矿体。该断层带与浅部奥灰含水带沟通，并在东部与北东向构造破碎带相连，富水性较强。在与矿体接触的地段地下水可直接涌入矿体中去，是需要重点防范的突水部位。北东向构造破碎带在ZK84孔处接触矿体，北西向构造破碎带在ZK83孔处距离矿体仅39m，并且与均浅部奥灰含水带沟通，富水性较强，均具有较大的突水威胁，与矿体接触74、段以及与矿体距离比较近的地段突水危险性较大，是加强突水防范的重点区段。.4 接触带突水本矿床接触带突水主要指围岩蚀变带中富存的地下水涌入矿坑中。xx铁矿属于接触交代型矿床，矿体周围的碳酸盐岩裂隙岩溶发育，富水性较强。根据以往勘探资料，矿体下部的围岩裂隙岩溶发育相对较好，厚度几十cm至几m，局部甚至达20m；顶板围岩裂隙岩溶发育相对较弱，厚度一般不超过1m。由于其与矿体直接接触，在开采过程中被揭露或通过裂隙连通时，极易产生突水事故，应在开采时留设防水矿柱加以防范。 矿坑突水机理分析.1 突水水源xx矿区分布着较大面积的奥陶系灰岩，由于其裂隙岩溶发育具有显著的不均一性特征，因此其中地下水的储存也存75、在着明显的差异。据前述，矿区岩溶地下水主要储存于奥陶系灰岩浅部含水带、F1、F3断层含水带及北东向、北西向构造破碎含水带中。灰岩浅部含水带埋藏较浅，开放性好，可直接接受降水与地表水体的渗入补给；断层带和构造带岩石破碎、胶结疏松，在地下水的长期循环运移过程中，不断被溶蚀、侵蚀，形成了许多大小不等的溶洞、溶隙，为地下水提供了良好的储存空间；这些含水带裂隙岩溶发育，富水性中等或强，储存有丰富的地下水，为矿床开采过程中矿坑突水提供了大量水源。.2 突水途径xx矿区矿坑突水途径主要为接触或切割矿体的几条富含地下水的断层与构造带。它们虽生成时间不同，有成矿前后之别，但均具有不同程度的继承性和复活性特点，并76、使地层形成阶梯状下降，构造带拓宽，旁侧岩石破碎严重，小错动发育。其内部不但储存有丰富的地下水，而且多数相互连通，其中大部分还直接与矿体接触，为地下水流入矿坑提供了导水通道。在矿床开采过程中，巷道若临近或穿过这些断层或构造含水带时，就有可能会发生突水事故。.3 突水影响因素矿坑突水的影响因素主要有三个方面：一是充水含水层中的水量大小，二是突水通道导水能力及其与外部含水层的水力联系，三是地下水的压力水头。矿坑最为主要的充水含水层为矿区分布的几条含水带，前已述及它们均含水丰富、接受补给的能力较强，单靠排水的方式将突入矿坑中的水体疏干十分困难。矿区分布的几条含水带有的与矿体直接接触，有的则在部分地段相77、互连通；尤其是F1、F3断层及北东、北西向构造带，长期以来一直是矿区地下水汇集、储存的主要场所及循环运移的主要通道，具有较强的导水性能；特别是F1与F3断层又在矿区西部与规模较大的区域性张性断层F20连通，使矿区南部、西部的地下水可以间接地进入矿坑，增大矿坑突水量。含水层、带中地下水的压力水头高度也是触发矿坑突水的重要因素。xx矿床开采深度在-300m-480m之间，而正常情况下的地下水水位标高在3040m之间，从矿床开采层位到地下水面之间存在着330520m水位差。而矿体附近的围岩受岩浆侵入作用的影响，产生蚀变而且裂隙发育，强度大为降低；当开采巷道或撑子面靠近渗透性、富水性好的含水层、带时，78、采空区坑道壁、尤其是蚀变严重及裂隙发育密度大的软弱部位，则会在巨大水压的作用下产生破裂，导致含水层、带中的地下水涌入巷道，发生突水事故。4.3 矿区水害治理可行性分析 岩溶水疏降可行性评价采用我国类似矿区矿坑疏水系数的经验公式进行评价。计算公式为：S0= （41）式中：S0 矿坑疏水系数；S 计算水位降深值（m）；Q 矿坑疏干排水量（m/d）。矿区疏降可行性的判别标准如下：S0 10 补给较弱，易疏干；3 S010 补给较强，可以疏降；S03 补给很强，不宜直接疏降。根据矿区水文地质条件，利用矿区勘探时期预测计算的矿坑涌水量资料和2008年矿坑排水量的实测资料进行初步计算，结果见表43。表4379、 疏水系数计算表时 间水位降深（m）计算标高（m）排 (涌)水量（m/d）疏水系数矿区勘探预测538-50021978.140.0252008年468-43020808.000.0222008年的矿坑排水量和2006年、2007年相比，已经明显减小，原因是在2006年底到2008年6月份利用部分钻孔对F3等含、导水断层带进行了封堵，但尽管如此，计算出的疏水系数值仍然很小，与利用矿区勘探时预测资料计算的结果十分相近。这说明，xx矿床充水含水层的富水性较强，地下水补给来源充沛，不适宜于直接疏降；而应采取堵截或者堵截与疏干相结合的治理方式来解决矿坑的突水问题较为适宜。 水害治理技术条件的可行性xx矿80、区岩溶水的赋存和运移具有明显的带状特征，除奥陶系灰岩浅部含水带呈面状分布以外，其余含水带均沿断层带或构造破碎带分布，而这几条含水带也同时起着汇集和输导矿区地下水的作用，成为地下水循环径流的主要场所。从以往矿坑突水资料的分析可以看出，大多数突水点涌入的地下水来源于断层或构造带的导入，突水点涌水时，临近断层或构造带中地下水位下降，突水量大时更为显著，而当突水点被关闭后，其中的地下水位又开始回升。因此，只要在矿床外围适宜位置对几条主要含、导水带进行封堵，截断两侧地下水的水力联系，阻挡外部地下水流入矿坑，矿坑中的突水量就会显著减少，就可以采用疏干排水的方法来解决矿坑的涌水问题。xx矿区的突水治理主要涉81、及两个方面的技术问题：一是确定含水、导水带的具体位置，即注浆钻孔的布设位置；二是注浆施工工艺技术。含水、导水带位置的确定可以采用水文地质物探方法中的地面电法勘探技术进行探测，目前此类技术方法已经比较成熟，探测效果也比较可靠；在正常情况下，直径大于0.5m的溶洞或断距大于1m的张性断裂基本均可解译出来。而xx矿区发育的几条含、导水带规模相对较大，裂隙岩溶发育程度较高，异常反映更为清晰、显著，探测效果更好，不存在大的技术困难。采用打孔注浆堵水截流的施工技术工艺，自上世纪五十年代以来就已经在大水矿区广泛使用，目前，设备更加先进，工艺技术也更为成熟，一般的专业地质勘察单位均拥有相应的资质、设备以比较高82、的施工技术和注浆工艺。现有施工设备、技术条件完全能够满足此项工作要求。山东济南张马屯铁矿是全国著名的大水矿山之一，水文地质条件十分复杂，预计-400m水平矿坑涌水量36万m3/d，自1975年建矿以来，伴随着开采进度多次采用帷幕注浆堵水截流方法对含、导水层、带进行治理，实现长达30年生产安全，取得了良好的经济效益。另外，山东莱芜马庄铁矿、山东青州店子铁矿、安徽省霍邱县李楼铁矿等矿山均采用帷幕注浆堵水截流技术对矿区水害进行了治理，保证了矿山生产安全。20062008年，我矿自筹部分资金，并与山东省鲁南地质工程勘察院联合，在矿区西部及西南部进行了注浆堵水试验。在采用电法勘探确定出F1、F3、F4等83、断层及部分溶洞位置的基础上，施工了28个注浆钻孔，共计注入水泥9万多t，多数突水点的涌水量成倍减少，矿坑排水量从封堵前的1279.4m3/h下降到279.1m3/h，前后减少了1000多m3/h，也取得了显著的治理效果。所以，xx矿区的突水灾害采用堵水截流的方法进行综合治理，在技术条件上是可行的，可以达到预期的治理效果。 水害治理经济条件的合理性通过进行水害综合治理，不但可以保证井下生产安全，还可减少防水矿柱留设规模和数量，提高矿石资源回采率，更有效地开发利用铁矿资源，增加企业经济收入。据初步估算，xx铁矿进行水害综合治理以后，可以释放出用于留设防水矿柱的铁矿地质储量大约120万t，按照设计回84、采率85%计算，可以采出铁矿石102万t；xx铁矿矿石品位大于60%，每1.9t矿石可以产出1t铁精粉，若按铁精粉正常市场价格1000元/t计算，可折合人民币53684.21万元。另外，进行矿区水害综合治理，还能够为企业节约大量的矿坑排水费用。仍以山东济南张马屯铁矿为例来加以说明，该铁矿通过帷幕注浆圈围了2200万t的地质储量，按照60%的回采率计算可采出铁矿石1320万t；帷幕注浆堵水工程总投资8838万元，吨矿承担帷幕建设费用6.70元，帷幕堵水效果80%，剩余矿坑水排出费用为吨矿43.80元，帷幕注浆与排水两项费用合计为吨矿50.50元；如果不采取治理措施，单靠疏干排水进行开采，吨矿排水85、费用为277.4元；两者比较，仅治水费用每吨矿石就可节约226.90元。由此可以看出，xx铁矿进行水害综合治理，在经济条件方面是非常合理的。5. 矿床突水治理方案与效益分析5.1 突水治理方案 技术路线及治理技术方法.1 治理目标及预期效果（1）通过综合治理，减少地表水体对地下水的入渗补给，有效堵截流向矿床区的地下水径流。（2）堵水截流效果达到7580%，减少矿坑排水量1500m/h，确保矿井开采安全。.2 技术路线xx矿区水害治理采取“先查后治、上下结合、地表疏导防渗、地下帷幕截流”的技术路线。即在查清矿区水文地质条件的基础上，采用地上和地下相结合的方式进行综合治理；地面上减少地表水体的入渗86、补给，地下裂隙岩溶发育带通过帷幕注浆，封堵地下水径流通道，最大限度地阻截进入矿坑的地下水径流。.3 主要技术方法xx矿区水害治理主要采用矿区水文地质调查、水文地质物探、地质与水文地质钻探、钻孔帷幕注浆等工作方法。（1）水文地质调查主要采用观察描述、调查了解、地下水位观测、排水量与开采量统计、河水流量观测等手段完成。目的是查明矿区地表环境特征、大气降水对地下水的入渗补给条件及地表水体的排放、径流、入渗情况，尤其是地表水体对地下水的入渗补给作用及矿区地下水的流场状况。另外，还包括铁矿矿坑排水量、多年开采过程中出现的突水情况及矿区地下水的开采量等。为分析研究矿区地下水的循环运动特征及入渗补给机理，加87、深对矿区水文地质条件的认识，制定科学的治理方案及合理布置各项工作量奠定基础。（2）水文地质物探主要采用地面电法中的联合剖面法和电测深法来进行断层及含水层、带的探测工作。目的是进一步查明和验证矿区断层与含水层、带的范围及具体分布位置，确定不同含水层、带裂隙岩溶的发育状况。为治理工程布置及工作量安排提供充分的资料依据。（3）地质、水文地质钻探此项工作主要是进行水文地质勘探孔、帷幕注浆钻孔及堵水效果检查孔的施工。水文地质勘探孔主要是用于了解含水层、带裂隙岩溶的发育状况及富水性特征，验证物探工作质量及解译成果的可靠性，同时也作为分析相应含水层、带与矿床之间地下水水力联系以及注浆堵水效果检查的水位动态观88、测孔。帷幕注浆钻孔主要是用来向地下灌注水泥浆液，建设帷幕截水墙。堵水效果检查孔则主要是用于检查地下帷幕墙的工程质量情况。水文地质勘探孔采用SPS600型水文水井钻机施工，开孔口径273mm，终孔口径170mm，钻孔位置与深度根据以往资料及本次地面物探解译成果确定，岩芯采取率：完整岩石大于70%，破碎岩石大于40%。帷幕注浆钻孔采用XB1000A或XY5型岩芯钻机施工，开孔口径146mm，终孔口径110mm；钻孔位置布设在导水断层及主要含水层、带，即与矿床区地下水水力联系密切的地段或地带。岩芯采取率大于75%。注浆效果检查孔布置在两个注浆孔中间位置以及帷幕体的边缘部位，布孔数量为注浆孔的15%，89、施工工艺方法与帷幕注浆孔相同。水文地质勘探孔和帷幕注浆孔、检查孔均采取回转方式钻进，全程取芯。在钻进过程中，详细记录回次进尺、取出的岩芯长度、掉钻、漏水及冲洗液大量漏失位置，并对取出岩芯裂隙岩溶发育深度、发育状况进行比较全面的描述。每钻进50m、变径及终孔，均进行钻孔深度校正与偏斜度测量，发现问题及时纠正。（4）帷幕注浆及效果检查采用XPD90E型注浆泵将预先配制搅拌好的水泥浆通过钻杆压入钻孔中的裂隙岩溶发育段，形成地下帷幕墙，堵截流向矿坑的地下水径流。帷幕注浆效果检验以坑下放水试验为主要手段，辅以施工检查孔，采用双重手段检查。一是在坑下施工放水（疏干）钻孔和水位（水压）观测孔，进行坑下放水试90、验，并同时在原先施工的水文地质勘探孔中进行地下水位观测，利用放水量和水位（水压）变化间的相关关系计算验证帷幕注浆堵水效果和工程质量。二是采用检查孔，通过钻探采取岩芯直接观察注浆段岩石中裂隙岩溶被水泥充填的情况，并结合钻孔抽水或注水试验资料，来检验注浆堵水的效果和工程质量。 施工技术参数与工艺.1 钻探技术参数与工艺（1）硬质合金取芯钻进第四系钻进为更好携带岩粉，防止岩芯堵塞，可选用内外出刃和底出刃均较大的内外镶钻头；为避免堵水糊钻，钻压控制在45kN，入岩石后钻压变为810kN。根据矿区的地质情况，岩石可钻性为45级，钻头转速可采用200300r/min；为保证岩屑颗粒及时携带至地表，冲洗液上91、返速度需大于0.30m/s，因此采用泵量80120L/min。（2）金刚石绳索取心钻进矿区内地层以中等硬度、中等研磨性岩石为主，为提高钻速和钻头使用寿命，可采用金刚石粒度4660目、金刚石浓度80120%、胎体硬度3540的孕镶金刚石钻头钻进。在钻进过程中应注意以下几点：钻头应分组排队使用，扩孔器直径应比钻头外径大0.30.5mm，卡簧自由内径比钻头内径小0.30.4mm，钻头与钻杆直径尽量接近，以确保钻头在孔底工作稳定。（3）钻进注意事项正常情况下，管路系统、钻具和钻头处阻力损失约0.8MPa左右，每百米钻杆的阻力损失约0.2MPa左右；钻进中泵压小幅度上升或下降，可能是换层，应注意进尺情况92、和钻具声响，必要时可调整规程参数，以防止岩心堵塞；若钻进中钻速突然降低或不进尺，且泵压猛增，应尽快将钻具提离孔底，防止发生烧钻事故，因此在钻进过程中必须经常密切注意观察泵压变化；为提高钻速可采用较高转速，为了减少金刚石钻头非正常损耗，应做好减振工作，操作必须平稳，为此须采用合理的钻具级配，使用润滑冲洗液；在钻进时注意观察泵压表、电流表、进尺和返水情况，以便及时发现问题提钻处理；在地层条件许可的情况下，尽量采用清水加润滑剂做为冲洗液，为加强冲洗液净化，改善冲洗液质量，冲洗液循环槽长度一般不小于15m，沉淀池不小于2个，并及时清碴及更换冲洗液。合理控制提、下钻速度，以减小钻具在升降过程中所引起的震93、动，尤其在复杂地层当中钻进时更要放慢提、下钻速度。（4）钻孔弯曲的预防地基要稳固,基台要水平，立轴中心、天车前缘、钻孔设计中心三点一线；主动钻杆不易过长且应固定在卡盘中心，孔口管要下正、牢固；换径时应带导向，待小径岩心管全部进入小孔径后，再去掉上部大口径导向岩心管；使用刚性好、长而直的钻具，在绳索取心钻具上部增加12套带扩孔器的外管,以保证钻具垂直度；在强造斜地层钻进时，应使用减压、中低转速和冲洗液量适当的钻进规程参数；使钻杆处于拉直状态，减小钻杆挠曲度，提高钻具的稳定性。.2 帷幕注浆技术参数与工艺（1）注浆孔孔距依据新编矿山采矿设计手册和其它类似矿山帷幕注浆工程实践经验及本矿区灰岩裂隙岩溶94、发育特征，在注浆压力达静水压力2.5倍的情况下浆液有效扩散半径可达6.57m，为保证浆体两侧有效连接，设计注浆孔孔距为12m。（2）注浆终止压力及浆液消耗量根据灰岩裂隙岩溶发育状况，设计注浆终止压力1520MPa；注浆终止浆液消耗量50L/min。（3）注浆工艺及材料注浆采用纯压、下行式注浆法。注浆材料采用单液水泥浆，如有漏浆地段则采用水泥水玻璃双液浆，水泥达国标425#普通硅酸盐水泥。浆液配比(重量比)采用四级浆液：级为2(水):1(水泥)，级为1.5:1，级1:1，级为0.8:1。（4）浆液的使用与转换起始浓度的应用：钻孔涌水量10m3/h50m3/h起始浓度采用级浆；钻孔涌水量50m3/95、h100m3/h，起始浆采用级；钻孔涌水量100m3/h以上的起始浓度采用级浆液。注浆过程中浆液浓度使用转换：起始浓度连续注入60min压力、耗浆量无变化时，改用上一级的浓度，改浓度后注60min后情况同上时再改用上一级浓度，级浆液为注浆的主力浆液，级浆注浆水泥消耗量大于100t后可改用IV级浆。（5）注浆过程控制注浆必须连续进行，不得中断，应配备必要的备用设备；要根据压力的变化适时地调整给浆量，防止突然升压堵塞进浆通道达不到应有扩散半径；注浆达终压、终量两项指标后，再持续注浆30min后可以结束；注浆结束时，要同时关闭孔口闸阀，实施孔内保压，关阀与停泵要做到同步进行，以防止浆液回流和造成管内96、短路瞬时高压；关阀结束注浆后，要继续观测记录孔口压力表的失压过程，每5min记录一次，直至失压为零，孔口注浆人员方可撤离现场。此外，在注浆过程中要认真做好记录，记录内容包括：注浆前钻孔的涌水量、涌水位置、水压、水的颜色；每一次注浆的起止孔深，压水情况；浆液配比与转换使用情况（每15min测试记录一次），浆液注入量（每15min记录一次），水泥消耗量（每30min记录一次）；注浆压力（每10min记录一次）等。5.1.3 治理工程布置5.1.3.1 水文地质调查及物探此两项工作主要在矿区4.80km2的范围内进行，在分析研究区内水文地质条件的基础上，合理布置电法勘探线，圈定出断层及构造含水层、带97、的发育位置及范围，确定地下裂隙岩溶的发育深度，为注浆孔位的布设和施工提供可靠依据。5.1.3.2 地上工程地上工程主要是在地面修建部分工程设施减少矿坑排水及地表水体对地下水的渗漏补给作用。包括两项工作，一是修建防渗渠道或铺设排水管道，将从矿坑中排出的水调往矿井北部的伊家河，消除在矿区内流动对地下水产生补给。二是在矿井南部和西部的排洪大沟，采用混凝土浇筑河床防渗层，防止其中的地表水体继续渗漏对地下水产生补给作用。5.1.3.3 地下工程地下工程主要是采用钻孔建设地下帷幕防渗墙。根据以往资料和近年开采取得的水文地质资料分析，矿坑地下水的补给来源主要来自矿床的西部、南部和东部三个方向，所以本次矿区水98、害治理工程也主要沿这三个方向进行布置。（1）西部方向：初步分析矿区西部的来水通道主要有F5、F3、F1三条断层含水带，断层走向近东西，上部被石炭纪地层覆盖，下部尖灭于岩浆岩接触带上，推算垂直高度300m左右，南北控制宽度90m；断层带内裂隙、岩溶发育，充填物很少，与矿床内标高-380m突水点水力联系较密切。F3断层位于F5断层南约200m，东起xx，西延穿过津浦铁路，落差一段70125m，破碎带宽340m，南北控制宽度130m，断层带裂隙岩溶发育，钻孔内发现高度126m溶蚀裂隙或溶洞，断层带内部连通性较好。F1断层位于F3断层南部，西起ZK120孔，经主矿体上部向东延伸经过ZK29孔出矿区，断99、层带呈楔形、上部宽度15.7331.47m，下部尖灭于岩浆岩或矿体之上；该断层为成矿前断层，裂隙岩溶发育较其它断层差，透水性不均，但其下部直接与矿体接触并在西部与规模较大的区域性导水断层F20相连；所以也是必须要进行堵截的含水构造。此外，F5断层南侧规模相对较小的F4断层及F1断层的分支断层F1-1也可能具有一定的富水、导水性能，也应加以封堵，并在施工之前查明其水文地质特征。矿区西部的堵水剖面线沿南北向布设，剖面线位置：北段在ZK66孔西侧160180m之间，东段在xx铁矿厂区西侧；总长度450m左右，分为南、北两段。北段主要封堵F5、F4断层，南段则主要封堵F3、F1及F1-1断层；由于北段100、封堵工作已在前期注浆堵水试验时基本完成，所以本次仅需要在南段开展工作，堵水剖面线长度约135m，布设注浆钻孔12个，孔深控制在440550m之间。（2）东部方向：F1断层在矿区东部地段裂隙岩溶均较发育，透水性好，并与富水性较好的北东向构造破碎带连通；是矿区东部需要封堵的主要含水、导水带。堵水剖面线初步按照与北东向构造破碎带平行的方向布设，位于其西侧3050m位置，长度约80m，布设注浆钻孔7个，孔深控制在530m左右。（3）南部和西南部方向：矿区南部和西南部奥陶系灰岩分布面积较大，在矿区排水的影响下，该区域地下水均向矿床径流，包括矿区东南部的北东向构造破碎带也接受南部地区地下水的径流补给；所以101、该区段的封堵对象为南部和西南部地区的地下水侧向径流。堵水剖面线沿F0断层北侧北东南西向布设，长度约790m，设计注浆钻孔65个，西段26个孔深度控制在440540m之间，东段39个孔深度控制在450580m之间。帷幕注浆钻孔的工程布置情况见附图2。5.2 主要实物工作量根据初步设计的治理工程方案，本次矿区水害治理需要投入的实物工作量主要包括水文地质调查、水文地质物探、地质与水文地质钻孔施工、帷幕注浆及矿区排水管道铺设、灌渠河床防渗等。见表51。表51 xx铁矿水害治理投入主要实物工作量表序号工作项目单 位工作量备 注1水文地质调查km24.802水文地质物探联合剖面点20023条电测深点803102、钻 探水文地质勘探孔孔/m8/4250帷幕注浆孔孔/m84/37335注浆效果检查孔孔/m13/65304帷幕注浆量孔/t84/2700005矿区排水管道铺设m10006河床防渗层浇筑m25002条灌渠5.3 施工组织及设备计划5.3.1 施工条件xx矿区地形起伏变化较小，交通条件便利，地表土体密实，施工场地条件良好；该矿基础设施齐全、电力供应充足，能够满足施工动力用电需求。目前钻探施工、注浆设备均较先进、技术方法成熟，许多地勘单位均具有比较强的施工力量和多年的工程施工经验，完全能够承担完成本次工程施工任务。5.3.2 施工组织及进度计划项目施工组织由公司总经理宋福昌负责，由公司与中标或选定的103、施工单位抽调部分行政、技术人员联合组成工程项目指挥部，专门负责此项工程的施工组织与协调工作，并对工程质量及安全生产等工作进行跟踪检查指导。项目指挥部设立指挥长与项目经理负责安排、指挥整项工程的实施，设立生产技术、安全设备、后勤管理等副经理，实行分工负责、专项管理，保证各项工作有序进行。各施工机台设立机长及安全员、钻探、注浆、设备管理、水电供应、质量检查、工作记录等责任岗位，并指定专人负责，使整个工作过程均处于管控之中。制定各类工作岗位职责制及相关工作规范要求，确保达到预期工作效果。工程进度计划：本项治理工程计划实施周期14个月，自第1年8月至第2年12月；划分为三个阶段实施完成。第一阶段：2个104、月，主要工作任务为开展水文地质调查、水文地质物探（地面电法勘探）及前期分析、研究论证等。第二阶段：2个月，主要开展水文地质勘探孔的施工及物探解译成果资料的验证等工作，并同时制定详细的注浆钻孔布设方案。第三阶段：10个月，进行注浆钻孔施工、水泥浆压注及帷幕墙挡水效果检查等工作。 拟投入主要工程设备钻探主要工程设备：SPS600型水文水井钻机3台，BW850/50型泥浆泵3台；XB1000A或XY5型岩芯钻机10台，BW600/300型泥浆泵10台。帷幕注浆主要工程设备：注浆泵8台，搅拌机4台，制浆机4台，送料机、下料机各4台，压风机4台，水泥储备罐8个，变压器4台；其他辅助设备按照实际需要供应。105、5.3.4 施工队伍本工程施工队伍应具备钻探施工相应的专业资质及齐全的施工设备以及比较雄厚的技术力量，了解国家对钻探施工作业的相关规定，并具有同类工程施工经验。同时具有国家相关部门颁发的水文地质勘查、钻探工程施工、基础工程施工及安全等资质。采取招标或考察比较的方式选定。5.3.5 工程质量管理为了保证和提高工作质量，在野外工作开展之前首先组织人员编写工作细则或单项设计，用以指导各项工作的正确开展，各项工作细则及单项设计需经公司及相关管理部门审查通过后方可实施。在项目实施过程中严格执行岩金矿地质勘查规范及地质钻探操作规程等相关规范、规程规定。制定质量检查验收程序，建立岗位目标责任制，有关技术和质106、量负责人员定期对项目实施情况进行检验或不定期抽查，施工人员定期向指挥部如实反映工作进展情况，发现问题及时处理。生产所需材料：水泥自产解决，其它材料严格按照工程质量的要求进行市场采购，项目所需购买的设备可以根据实际需要在市场上采用招投标的方式进行购买。另外，由公司委派专业工程技术人员负责现场施工管理，配合施工单位强化工程质量、进度管理，充分发挥监理、质监的作用，杜绝质量隐患。5.4 治理费用概算及效益分析xx铁矿水文地质条件复杂、充水含水层发育、富水性较强，并且存在多条连接矿体的导水通道，矿坑突水隐患较大，在以往开采过程中，已经出现了多处涌水量大的突水点，严重制约着矿层的正常开采，威胁着井下职工107、的生命安全。进行堵水综合治理关系着企业的可持续发展及广大职工的切身利益。5.4.1 治理费用概算及资金来源5.4.1.1 治理费用概算本项治理工程费用参照中国物价出版社出版的工程勘察收费标准（2002年修订本）及中国财政经济出版社出版的国土资源调查预算标准（地质调查部分）进行概算，标准中未规定的比照同类工作项目的现行市场价格计取（所需水泥由内部供应，按内部价格计算）。资金概算总价格约9969.03万元人民币。见表52。（1）水文地质调查与物探费用水文地质调查按照15000比例尺、中等复杂地区取费标准计算，调查面积4.80km2，工作费用为0.86万元。水文地质物探联合剖面200点，电测深80点108、，工作费用为11.20万元。两项工作费用合计12.06万元。（2）地上防渗工程费用地上防渗工程包括将矿坑排水从矿区输送至伊家河的排水管道铺设及矿区南部与北部两条防洪灌渠河床防渗层浇筑，按照目前同类水利工程市场施工价格，工程费用大约为1200万元。（3）钻探工程费用根据拟订的初步治理方案，本次工程预计布设水文地质勘探孔8个，帷幕注浆孔84个，注浆效果检查孔13个，钻探进尺大约48115m。按照不同的钻孔类型、工程进尺及相应取费标准计算，钻探施工费用合计约为2068.95万元。（4）注浆材料费用本项费用主要计算注浆消耗的水泥费用。水泥消耗量可以按照公式Q=R2H/m初步进行计算，其中：Q浆液注入量109、，m3；浆液损失系数；R浆液扩散半径，m；H注浆段高，m；岩石裂隙率；浆液在裂隙内充填系数；m浆液结石率。根据xx矿区断层构造、裂隙岩溶发育程度、岩石裂隙率、注浆影响半径、水泥浆液的结石率，初步计算帷幕注浆所需要的水泥量27万t左右；按照每造1m3级1:1水泥浆液需用水泥0.77t、散装425#水泥内部价格每吨270元计算，注浆所需水泥费用约5613.30万元。（5）注浆设备费用根据帷幕注浆工作范围，本着保证浆液供应、不影响工程进度、顺利完成注浆堵水工作的原则，本工程需要布置4个注浆站。每个注浆站需购置2台高压注浆泵、高压注浆管若干米、搅拌池4个、水泥储备罐2个、变压器1台、水泥运输车2辆及其110、它相应配备物资，初步估算每个注浆站建设费用150万元左右，4个注浆站共需资金600万元。（6）不可预见费工程施工过程中的不可预见费，按照工程总造价的5%计取，约合474.72万元。表52 综合治理工程投资费用预算分解表序号工作内容单位工作量单价（元）预算费用（万元）预算标准备 注一水文地质调查0.86矿区水文地质调查km24.8017960.86工勘P22比例尺15000二水文地质物探11.201联合剖面点200801.60工勘P292电测深点8012009.60工勘P29三钻 探2068.951水文地质钻探孔/m8/4250636.42270.48地调P66开孔273mm，终孔170mm2地111、质钻探孔/m97/438654101798.47地调P63开孔146mm，终孔110mm四注浆材料5613.30水泥t20.792705613.30内部价格五地上防渗工程12001排水管道铺设与占地补偿m10004500450市场价2河床防渗处理材料与用工m25003000750市场价六注浆设备购置注浆站4个150000600.00市场价每个注浆站配备2台高压注浆泵、4个搅拌池、2个水泥储备罐、1台变压器、2辆水泥运输车等设备七不可预见费总造价的5%474.72八合 计9969.03工程费用参照中国物价出版社出版的工程勘察收费标准（2002年修订本）及中国财政经济出版社出版的预算标准（地质调查112、部分）概算，标准中未规定的比照同类工作项目的现行市场价格计取（所需水泥由内部供应，按内部价格计算）5.4.1.2 治理资金来源与管理（1）治理工程资金来源综合治理工程资金全部由xx铁矿集团有限公司自筹解决，其中部分采用申请银行贷款的形式筹集。（2）工程资金管理对于治理工程资金，一定做到严格管理、合理使用。在资金使用上，严格按照治理工程计划列支，按照事先预算、监管使用及事后审计的模式加强对治理资金的跟踪使用管理，决不允许计划外工程或项目占用治理资金；在资金管理上，实行专人管理、专户储存、专帐核算、专款专用，严格政经、会计纪律，加强支出、转帐监管力度。为确保工程质量，在拨付施工单位资金时，预留工程113、质量保证金，竣工验收一年后，经复检确无工程质量问题时，再进行拨付，以避免工程返工造成资金浪费和流失。5.4.2 综合效益分析5.4.2.1 治理工程产生的直接经济效益xx铁矿水害治理工程产生的直接经济效益主要包括增加采出的矿石资源效益和矿山开采过程中节约回减少的各项费用投入，减掉本次治理工程投资的差值。对于矿山服务开采过程中节约或减少的各项费用投入，本次主要计算帷幕注浆堵水后矿坑涌水量减少而节约的排水费用、井下突发突水点临时堵水费用及井下工人作业时间缩短、劳动强度降低而减少的人员加班费用支出。（1）增采矿石资源效益前已述及，xx铁矿进行水害综合治理以后，可以大幅减少矿坑中的突（涌）水量，从而相114、应减少防水矿柱的留设规模和数量，初步估算释放铁矿地质储量约120万t，增加采出铁矿石102万t，按照目前市场价格计算其经济价值为53684.21万元。（2）节约矿坑排水费用xx铁矿目前矿坑总涌水量在1260m/h左右，用1050kw动力每天需要58台时，电费按市价0.62元/度计算，每年排水的电费为1378.17万元。按30年的开采期计算，总排水费用为41345.10万元。根据注浆堵水有关专家对xx矿区的地质、水文地质条件的分析及矿区断层构造裂隙岩溶发育程度的推算：预计进行帷幕注浆堵水后，对矿坑突水量的封堵效果可达7580%，按封堵水量75%计算，每年的排水费用为344.54万元；按正常施工情115、况计算，两年后注浆堵水达到预计目标，则至铁矿全部开采结束后，全部抽水费用为12403.46万元。治理前后可节约费用支出28941.64万元。（3）减少人员工资投入xx铁矿现有在职人数800人，平均工资标准2000元/人月，由于矿坑突水频发，造成井下工作环境较差，为完成任务指标需要经常加班，企业支付职工的加班费用按人均计算约为200元/人月；结合社会经济发展情况，确定职工工资今后年递增率为4%，则每年发放职工工资总额为2200元12800（1+4%）n，30年服务期全矿职工工资总额为123189.44万元。而帷幕注浆堵水以后，矿工在井下将有一个相对良好的工作环境，缩短了井下工作时间，减轻了劳动强116、度；仍按现有职工人数800人和4%的工资递增率计算，30年全矿职工工资总额为111990.40万元。治理前后相比，可为企业减少额外工资投入约11199.04万元。（4）井下突发突水点临时堵水费用xx铁矿在2007年正常生产情况下，用于井下巷道各类突发性突水点临时堵水的材料（高强度水泥、排水管道、各种止水材料等）费用约100万元。照此计算，到矿山开采结束时，用于临时封堵突水点的材料费用总计约3000万元。（5）治理工程资金投入该项费用为治理工程实施过程中需要投入的各项工作费用及必须投入的相关设备费用、材料费用。包括水文地质调查与物探费用、地上防渗工程施工费用、钻探工程费用、注浆材料费用、注浆液加117、工的设备费用及施工过程中发生的不可预见费，总计10005.82万元。（6）产生直接经济效益由以上概算的各项费用可知，在xx铁矿服务期限内，矿区水害综合治理工程产生的直接经济效益为：53684.21+28941.64+11199.04+3000-9969.03=86855.86万元。由此可见，矿区水害综合治理工程实施以后，可给xx铁矿带来非常显著的经济效益。.2 安全及社会效益xx铁矿三面被奥陶系灰岩含水层包围，还有多条导水断裂及构造破碎带穿过矿体或与矿体围岩含水层连通，开采过程中各种大的突水部位较多，突水量也会很大。如果采用疏降法维持生产，不但增加矿石的开采成本、加大井下工人的劳动强度、使得开118、采困难，而且也会给国家财产及井下职工的生命安全造成严重威胁，存在着极大的安全隐患。而经过帷幕注浆堵水工程治理以后，矿坑突水隐患可基本消除，井下职工生命财产安全可以得到有效保障，领导、家属放心，职工工作安心，极大地增强企业的凝聚力，调动广大职工干事创业的积极性，激发爱岗敬业的精神，为xx铁矿的建设和发展做出更多贡献。安全效益、社会效益巨大。此外，本项治理工程的实施，还可适量拉动水泥生产、注浆设备制造及钻探施工等相关产业的发展，为当前扩大内需、刺激经济增长起到一定的促进作用。5.4.2.3 资源与环境效益对于xx矿区来说，矿体的东、南、西三面及上、下顶板均被裂隙岩溶含水层所包围，并且还有F1、F3119、等断层或构造破碎带直接与矿体接触或从其顶部经过，水害威胁比较严重，当开采工作面穿越断层、构造破碎带或从其附近经过时，均需要留设矿柱加以防护，相应浪费大量的铁矿资源。而通过综合治理以后，将可释放大约120万t的铁矿地质储量，按照设计回采率85%计算，可增加采出铁矿石102万t，相当于按照原来的设计开采规模延长了铁矿2年的服务期。xx铁矿水害综合治理工程按照封堵75%的涌水量计算，每年可减少排放优质岩溶地下水资源827.8万m3，30年则少排地下水资源约2.48亿m3，相当于为当地贡献了一个中型规模的地下水供水水源地。这对于我国北方缺水地区来说，是十分宝贵的水资源量。同时，还可减少因矿坑疏排水而引120、起的矿区周围民井干枯、农田灌溉用水困难等社会问题；并且减轻或避免由此引发的岩溶塌陷等地质灾害，保持矿区生态环境系统的可持续发展，也符合当前我国提出的人口、资源与环境可持续协调发展的精神要求。5.5 风险性与不确定性分析xx矿区水文地质条件比较复杂，研究程度相对较低，不投入大量工作难以完全查清其具体条件，尤其是断层影响带的边缘位置以及许多中小型的网络状岩溶裂隙，但投入较多工作量又会给企业带来经济困难。另外，在帷幕注浆过程中，地下水动力条件可能会对浆液的扩散效果产生一定程度的影响；帷幕建成以后，幕体能否经得起内外侧巨大水头压力的长期作用和采矿活动的影响，其强度及堵水效果是否能长期稳定可靠，幕体在长121、期受到地下水高压和快速流动冲刷下防渗性能是否会逐渐降低，这都是很值得关心但在短时间内无法验证的问题。但尽管如此，只要合理安排工程设计的各项工作量，重点查明和控制住矿区发育的几条与矿床产生水力联系的断层及构造破碎带位置，并且加强钻探及注浆施工过程中的工程质量管理，就能够将存在的各种风险与不确定性因素降到最低水平。6. 环境保护与施工安全管理6.1 环境保护6.1.1 保护依据及标准（1）中华人民共和国环境保护法1989.12；（2）中华人民共和国矿产资源法1986.3；（3）中华人民共和国水土保持法1991.6；（4）建设项目环境保护设计规定（87）国环字第002号；（5）冶金工业环境保护设计规122、定（YB906695）；（6）冶金工业环境保护设施划分规范规定（YB906795）；（7）建设项目环境保护管理条例1998年11月国务院第253号文；（8）环境空气质量标准（GB30951996）；（9）污水综合排放标准（GB897896）；（10）大气污染物排放标准（GB162971996）；（11）工业企业厂界噪声标准（GB1234890）。6.1.2 工程废渣及机械噪声处理本工程产生的废渣主要有帷幕浆灌注及灌渠河床浇注过程中漏失、废弃的浆渣、钻探施工场所取出的岩芯、岩粉等，随着施工场地的转移及时进行清理并运送至专门的堆放场所；恢复场地原貌。噪声主要来源于钻探施工过程中的机械运转，针对发声123、情况及防护要求，采取如下控制措施：（1）对转动系统及时加注润滑剂，动力机械装配消声器。（2）在主要工作场所采取隔振、隔声措施，对难以消减的噪声源岗位设置隔声值班室，佩戴耳塞等个人防护设施。6.1.3 环保管理在工程施工之前制订环境管理规章制度，带领大家学习国家和地方有关环保文件，提高施工队伍的环境保护意识。尽量减少和避免各类浆液和渣体的漏失与排放，做好各种废弃物质和钻探岩芯的回收处理。钻探、注浆施工过程中要尽量减少占用土地，保护地表植被，施工结束后回填挖掘的土壤，并恢复地表原貌。6.2 施工安全管理6.2.1 安全管理依据（1）中华人民共和国安全生产法中华人民共和国主席令第七十号公布，；（2）124、中华人民共和国消防法；（3）国务院关于加强防尘防毒工作的决定国发（1984）97号文；（4）中华人民共和国矿山安全法1993年5月1日起实施；（5）中华人民共和国矿山安全法实施条例1996年10月30日劳动部发布；（6）金属非金属矿山安全规程（GB164232006）；（7）爆破安全规程（GB67222003）；（8）工业企业厂区运输、安全规程（GB438784）；（9）建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定劳动部（1996）第3号令；（10）生产过程安全卫生要求总则（GB1280191）；（11）冶金企业安全卫生设计规定冶生（1996）204号；（12）冶金企业生产性建设项目职业安全卫生“三同125、时”管理暂行规定冶安环字（1992）第443号；（13）冶金企业粉尘作业职业管理规程冶金工业部（1992）冶安环字第164号；（14）电气设备安全设计导则（GB406583）；（15）爆破作业人员安全技术考核标准（GA53）。6.2.2 安全生产管理措施在生产施工过程中，全面贯彻“安全第一、预防为主”的方针，制定行之有效的安全措施，加强对安全工作的领导与督促检查，确保工程施工人员人身安全与身体健康。为了实现安全生产，特制定以下技术措施和工作要求：（1）生产机台每周组织一次安全活动，认真学习施工安全操作规程和各项安全规章制度，及时检查和督促各岗遵章作业。（2）施工负责人根据施工具体情况，制订安全126、措施并列入上岗前的安全教育内容，施工现场的安全责任制牌、标语牌、安全标志牌悬挂齐全，清晰醒目；各工序班组定时对设备机械进行检查，班组长班前落实具体安全注意事项。（3）现场作业人员必须进行安全培训方可上岗作业，特殊工种必须持证上岗。机台配备专或兼职安全员，负责对新工人、临时工进行现场安全教育，独立行使安全否决权。（4）施工前查清工地及附近地区高压输电线路、地下管道、通讯电缆等分布情况，并采取针对性安全措施。开工前对施工现场设备安装情况进行检查、验收，同时要有安全部门参加并签署意见。（5）机械设备安装稳固、周正水平，确保施工中不发生倾斜、移动、沉陷，机械传动的外部安装牢固的防护栏杆或防护罩，设备安127、装、拆卸和移位由专人统一指挥。电缆线路架空或悬挂敷设，机电设备按照一机、一闸、一漏配置安全保护措施，电气设备的金属外壳或构架采取保护性接地或接零。（6）钻进过程中孔口禁止站人，升降作业时不得用手扶摸钢丝绳，钻具悬挂状态下不得检查更换钻头，提升装置应牢固可靠，严禁超负荷强力起拔钻具，处理孔内事故前应先了解分析孔内情况，同时对现场有关设备、工具等安全情况进行认真检查，除直接操作人员以外，其他人员不准进入作业场地。（7）照明灯具单独装设漏电保护器，灯头应能防水，经常移动的灯具固定在绝缘物质支架上，高度不低于3m。（8）注浆作业过程中，定时对压力表、比重计等主要计量仪器进行校正；原浆和粘土水泥浆的比重128、粘度要定时测量，确保其各项参数在规定的限值以内。6.2.3 消防管理为了预防和消除火灾隐患，深入贯彻“预防为主，消防结合”的方针，增强施工队伍的消防安全意识，提高防火意识和自救能力，并结合生产施工的重点防火部位，制定安全防火制度。主要做好以下几点。（1）定期对电器线路进行维护保养，防止受潮、受热或腐蚀，严防电器设备发生短路和超负荷运行。（2）配备齐全消防设施，严禁将消防设施移做它用。（3）清除焊割作业现场附近的易燃物质，及时检查排除焊割设备故障。（4）按照有关规定配置消防设施和器材，并定期组织检验、维修，确保消防器材和设施完好有效。（5）明确重点防火部位的防火安全责任人，组织防火检查，及时消129、除火灾隐患。7. 地下水资源保护从上世纪70年代开始，我国就加强了保护环境和水资源的立法工作，1988年实施的中华人民共和国水法规定，国内“开发、利用、保护、管理水资源，防治水害，必须遵从本法”，以期充分发挥水资源的综合效益，而地下水资源在水资源中又占有举足轻重的地位。随着人口增加、经济快速发展与城市规模的不断扩大，地下水资源短缺已成为我国北方地区普遍面临的重大课题。由于水资源的超量或不合理开发利用以及工业“三废”大量排放，地下水环境不断恶化，区域性地下水水位持续降低，水质污染加重等。这些已经成为目前经济社会进一步发展和人民生活质量进一步提高的制约因素。因此，加强对地下水资源保护以及再生利用已130、成为当前经济社会发展需要加强研究的重要课题。7.1 地下水资源保护的意义地下水资源是保持经济社会持续发展重要基础资源，拥有丰富、优质及可持续开发利用的地下水资源是一个地区今后实现社会稳定、经济快速发展的重要保障。多年来，伴随着经济社会发展对水资源需求量的不断增加，许多地区对地下水的开采强度大大超过了地下水环境的承载能力，引发了地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝等一系列环境地质问题，破坏了生态环境系统的良性循环。城市及工业供水矛盾日益突出，许多城市及工业不得不使用水质较差、处理费用高的中水或地表水作为供水水源。对于矿区来说，以往太多地强调了地下水的危害性及灾害性，而忽视了其作为资源的属性；大量排放，白白131、浪费，一方面增加了矿山企业的开采成本，另一方面又导致矿区及附近区域水资源枯竭、用水困难，矿区环境恶化。随着对水资源保护力度的不断加强，已经有很多金属、非金属矿山企业采用注浆堵水截流的方式解决矿坑的突水问题，保护地下水资源。如济南张马屯铁矿邻近济南市东郊水源地，如果大量排水，将会对水源地供水安全造成毁灭性的破坏，采用帷幕注浆方式有效地堵截了地下水向矿坑中的径流，保证了水源地的安全运行。再如山东莱钢集团的叶家庄铁矿，与莱芜市叶马曹水源地处于同一个地下水系统，由于矿坑大量排水，造成地下水位大幅下降，在2003年水位最大降深达到120m之多，部分水井甚至出现了井干现象，严重影响了城市居民的正常用水，产132、生了很大的负面社会效应。对于xx铁矿来讲，堵水帷幕建成以后，可使流入矿坑的地下水量大幅度减少，节约大量疏干排水费用，实现安全生产；同时也可使地下水系统恢复良性循环，丰富优良的水资源得到有效保护，相当于为地方增加了一个2.27万m3/d的地下水供水水源地，在当地城市供水、工业供水及支持地方经济社会发展中发挥更大的社会、资源、环境效益。7.2 地下水资源保护的法律依据多年以来，我国为充分做好地下水资源的保护工作，先后制定并出台了一系列的标准、规范及法律、法规，使地下水资源保护工作有了充分的权威性、政策性依据，并发挥了重大作用。对于进行地下水资源保护相关的主要依据有：（1）水土保持工作条例 （198133、2年6月30日）（2）中华人民共和国水法 （1988年1月21日）（3）中华人民共和国环境保护法 （1989年12月26日）（4）取水许可制度实施办法 （1993年8月1日）（5）城市地下水开发利用保护管理规定（1993年12月4日）（6）城市供水条例 （1994年7月19日）（7）中华人民共和国水污染防治法 （1996年5月15日）（8）地下水质量标准 （GB/T1484893）（9）生活饮用水卫生标准 （GB57492006）（10）生活饮用水卫生规范 （2001年）（11）污水综合排放标准 （GB897888）7.3 地下水资源保护技术措施对于xx矿区来说，加强地下水资源保护的技术措施主134、要有：（1）布设地下水动态观测网络，较全面地监测矿区地下水水位动态及矿坑涌水量的变化情况，当矿坑涌水量显著增加时，及时查清充水或突水来源，进行补幕注浆截流。（2）加强矿区生态环境保护，对矿坑排水、生产与生活污水进行集中处理，达标排放；生活垃圾填埋场及尾矿堆放场地设置硬化防渗层，并做好林滤水的回收处理，避免直接渗入对地下水造成污染。（3）进行矿坑排水资源化回复利用，在生产过程中尽量使用处理后的矿坑排水，减少对地下水开采量。（4）加强矿区地下水资源统一规划和依法管理。实施取水许可制度，严禁乱打井、乱开采；城镇及工矿取用水开展建设项目水资源论证工作，做到合理开发利用。（5）矿区新建项目应开展环境影响135、评价工作，严禁在奥陶系灰岩浅埋分布区建设污染性企业。在农业生产中，推广高效无残留有机农药及有机肥料的使用，控制使用剧毒、高残留农药，减少无机化肥的施用量。8. 结论与建议8.1 结 论1xx铁矿属于岩溶充水型矿床，矿体产于奥陶系碳酸盐岩与岩浆岩侵入体的接触带，采用井下巷道方式进行开采。由于围岩裂隙岩溶发育、富水性强，并且分布多条导水性断层，致使开采过程中不断出现突水灾害，地下水大量涌入巷道；不但造成矿石开采困难、排水成本大量增加，而且也存在着巨大安全隐患，矿坑排水又浪费了大量的地下水资源。因此，开展此项可行性研究工作，进一步查明矿区断层构造的控水特征及矿床充水来源，采取综合治理措施减轻或消除井136、下安全隐患，对于充分开发利用地下铁矿资源、保障井下工人生命及财产安全、实现企业可持续发展、有效保护地下水资源，非常必要。2矿床充水含水层富水性较强，补给来源充沛，疏水系数值0.0220.025，矿坑突水不适于直接疏降；采取堵截或者堵截与疏干相结合的方式治理较为科学、合理。矿坑中多数突水点地下水来源于断层或构造带的导入，岩溶水径流环境具有明显的带状特征，矿坑水害适宜采用帷幕堵水截流技术进行治理。只要在适宜位置封堵几条主要的含、导水带，截断两侧地下水水力联系，就可阻挡外部地下水流进入矿坑，大幅减少矿坑突（涌）水量，解决开采过程中的大量突水问题。3矿区水害治理应采用水文地质调查、水文地质物探、地质与137、水文地质钻探、钻孔帷幕注浆等综合技术方法。其中需要开展水文地质调查4.80km2，水文地质物探联合剖面200点、电测深80点，水文地质勘探孔8个，帷幕注浆孔84个，注浆效果检查孔13个，帷幕注浆量27万t左右，矿坑排水管道铺设1000m，灌渠河床防渗层浇筑2500m。4矿区水害进行综合治理以后，既可以保证矿山生产安全，又可减少防水矿柱的留设数量和规模，提高矿石资源回采率，延长xx铁矿服务年限，节约大量疏干排水等费用。据初步估算，在铁矿服务年限内，可增加采出矿石资源效益53684.21万元，减少疏干排水等各项费用支出约43140.68万元，治理工程需要投入费用约9969.03万元，可产生直接经济效益86855.86万元。同时又能够更好地保护地下水资源。所以，xx铁矿水文地质灾害综合治理具有非常显著的经济效益和安全、社会、资源、环境效益；技术上可行、经济上合理。8.2 建 议1开展矿区地下水动态长期监测工作，全面掌握地下水水位动态及其径流场的基本特征，为进一步分析矿区水文地质条件提供资料依据。2借鉴类似矿区的堵治水经验，并对矿区已取得的堵水试验成果进行深入分析研究，选择适宜的工程参数，增强工程布置的针对性及合理性，提高水害治理效果。3在施工过程中做好环境保护及安全生产工作。4提高矿坑水资源化回复利用水平，减少地下水开采量。