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

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1. 绪 论

X铁矿集团吴庄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：X铁矿集团吴庄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）研究治理围：

（3）项目类型：技改续作项目 （4）起止时间： （5）承担单位： （6）法定代表人： （7）通讯地址：

1.1目的任务及工作围

1.1.1目的任务

本次工作的目的是：进一步查明吴庄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

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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。

1.1.2 研究工作区围

矿区水害治理可行性研究围，西起F20断层，东至ZK29号孔西侧，北以苏庄为界，南至ZK39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，2006—2008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。

1.2.1 地质工作

1.2.1.1区域地质调查

上世纪六十年代初期，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，省地质局第五地质大队先后在该区开展了吴庄铁矿矿区地质勘探及吴庄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《省利国吴庄铁矿地质勘探报告》和《省利国吴庄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

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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

1.2.2.1 厂、矿供水

上世纪五十年代，为解决微山县韩庄电厂供水问题，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。 1.2.2.2 水文地质

1979—1980年，X利国铁矿勘探队开展了吴庄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《X利国铁矿吴庄矿区副井工程地质水文地质勘察报告》。

1981—1983年，省地质局第二水文地质工程地质大队开展了济徐淮（省域）岩溶水文地质、工程地质调查评价工作，于1983年7月提交了《济徐淮（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，省地矿局、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（省X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

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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

1.3.1 矿区地理位置

吴庄铁矿为X铁矿集团的下属企业，位于省X市铜山县利国镇境，矿床采区位于利国镇吴庄村南部，北距省微山县韩庄镇5km，西临微山湖，面积约4.80km2。

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1—1。

图1—1 吴庄矿区交通位置图

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1.3.2 矿区自然条件

吴庄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；区除有少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。

1.3.3 企业概况

X铁矿集团是以原利国铁矿为基础改制成立的国有中型矿山企业，隶属于X市国资委。 自1949年利国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，开始开采利国镇北矿区，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，又开始建设吴庄矿区，作为企业的接续矿区。截至2008年底，X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，其中吴庄铁矿职工800人。

吴庄铁矿开采方式：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。

1.3.4 矿山生产现状

X铁矿集团为采选联合企业，坑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。

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