【正文】 。 微山湖與吳莊 鐵 礦 之間分布著一條寬度 500～ 750m 的 條帶狀奧陶系灰?guī)r ，一般 隱伏 于 第四系亞粘土和鈣質結核亞粘土之下，覆蓋層厚度 1～ 10m；在礦區(qū)西部，灰?guī)r則直接延伸至 湖底之下 ，湖水 與巖溶水 之間存在著一定程度的水力聯(lián)系。 水文 微山湖 微山湖位于礦區(qū)西部 ， 相距 公里，是 鄰近區(qū)域 最大的地表水 9 體 。 多年平均降水量 ，最大年降水量 ，最小年降水量；年內降水 量 多集中在 6～ 8 月份， 其間的 降水量占全年的59%；最大月降水量 ，最大日降水量 。 礦區(qū) 南部 的 大成山一帶為低山丘陵區(qū)，由數(shù)十個山 丘 組成，走向北東 75176。 礦坑突水 不但造 成了礦層開采困難、排水成本成倍增加，而且也存在著巨大的安全隱患 ，大量的地下水白白排入河道，也是一種資源浪費。 并 同時解放出部分防水礦柱資源量，提高礦石回采率，使 有限的 鐵礦資源得到充分的開發(fā)利用?，F(xiàn)已完成礦井的基建工作，總投資 億元。 2020 年處理鎮(zhèn)北礦區(qū)礦石 26 萬 t，原生磁鐵礦與赤褐菱鐵礦比為 9： 1，處理吳莊礦區(qū)礦石約 20 萬 t；產(chǎn)鐵精礦鎮(zhèn)北礦區(qū) 萬 t（ TFe≥65%），吳莊礦區(qū) 萬噸 t（ TFe≥%）；實現(xiàn)銷售收入 萬元，利稅 10050 萬元。1998 年因西馬坑露天采場出現(xiàn)滲水，不能維持正常生產(chǎn)，采場被迫關閉，選廠也相繼停產(chǎn)。截至 2020 年底，徐州鐵礦集團已擁有固定資產(chǎn)原值 萬元， 資產(chǎn) 凈值 萬元，在職職工 2507 人，其中吳莊鐵礦職工800 人。電力資源豐富，基礎條件良好。 見圖 1— 1。 但 從以往各項勘查 、 研究工作來看， 區(qū)域水文地質工作僅是涉及礦區(qū)范圍，基本未投入 實際性的工作；礦區(qū)勘探 則主要查明了礦體的 4 分布狀況，水文地質 試驗等工作方法 明顯不足；導致 礦區(qū)水文地質條件、尤其是礦區(qū)地下水與區(qū)域地下水的水力聯(lián)系未能詳細查明 。 水文地質 工作 廠、礦供水 上世紀 五十年代， 為解決 微山縣 韓莊電廠供水 問題 ， 西安電力設計院在該區(qū) 進行 了供水 水文地質普查工作， 并在 礦區(qū) 西部 施工 了 2 眼水文地質勘探 鉆孔 和 6 眼 供水井 ， 建成了電廠供水水源地， 自 水源地開采以來積累了 詳細 的 開采量 系列 資料 。 地質 工作 區(qū)域地質調查 上世紀 六十年代初 期 ，江蘇省地質局區(qū)調隊和第五地質大隊先后在該區(qū) 開展 了 1： 20 萬和 1： 5 萬 的 區(qū)域地質測量工作， 其中江蘇省地質局 第五地質大隊 在 1978 年提交 了 1： 5 萬賈汪幅區(qū)域 地質 調查報告。 主要任務為： （ 1） 進一步查明礦區(qū)水文地質條件及礦床充水含水層中地下水的賦存、補給 及 運移特征； （ 2） 查明礦坑突水來源及其導入通道，分 析突水機理、論證礦 2 坑水害治理的可行性； （ 3） 擬定初步的堵治水方案，提出地下水資源 保護措施。為了充分開采地下鐵礦資源、降低礦山開采成本、保護地下水資源，擬開展礦區(qū) 水害的綜合治理研究工作。 （ 1）項目名稱：徐州鐵礦集團吳莊鐵礦水文地質災害綜合治理與 地下水資源保護可行性研究 （ 2） 研究治理 范圍：吳莊鐵礦 178。 研究 工作 區(qū) 范圍 礦區(qū)水害治理可行性 研究 范圍 ， 西起 F20 斷層 ， 東 至 ZK29 號 孔西側 ， 北 以 蘇莊 為界， 南至 ZK39 孔 北 ， 面積 約 。 該報告 對區(qū)域地層 、地質 構造及礦產(chǎn) 資源 分布 等方面進行 了較為詳細的論述， 成為該 區(qū) 早期最為 系統(tǒng)的地質資料 。 水文地質 1979—1980 年，徐州利國鐵礦勘探隊開展了吳莊礦區(qū)副井工程地質水文地質勘察，布置了部分物探工作，施工了 5 個水文地質勘探鉆孔，進行了鉆孔分層抽水試驗及地下水流速、流向的測定 ；查明了副井區(qū)段的水文地質條件、預測了井筒淺部、深部含水段的涌水量；提交了《徐州利國鐵礦吳莊礦區(qū)副井工程地質水文地質勘察報告》。所以本次可行性研究 將 需要 布置部分水文地質工作來 解決 這一 問題 ，以進一步增加治理方案的科學性、合理性， 取得更好的 防治 效果 。 圖 1— 1 吳莊 礦區(qū)交通位置圖 5 礦區(qū)自然條件 吳莊礦區(qū)處在微山湖東南部的湖積平原與剝蝕殘丘的交接地帶，地形開闊、起伏不大；區(qū)內除有少量人工開挖的溝渠外，無較大自然河流經(jīng)過。 企業(yè)概況 徐州鐵礦集團有限公司是以原利國鐵礦為基 礎改制成立的國有中型礦山企業(yè)，隸屬于徐州市國資委。 吳莊鐵礦開采方式：采用 井下 巷道開拓、房柱法及全面留礦法采礦、豎井提升礦石。 2020 年新建了鎮(zhèn)北礦區(qū)坑下采場，采礦能 6 力為 30 萬 t/a。 資源技改條件 吳莊鐵礦屬于接觸交代型的中型富鐵礦床，礦石產(chǎn)于侵入巖體與圍巖接觸帶及層間破碎帶復合構 造中，類型為含銅鈷硫化礦的鐵礦石，在回收鐵的同時，還可綜合回收銅鈷等其它金屬。 目前影響礦區(qū)開采的環(huán)境因素主要是礦坑突水。 7 可行性研究依據(jù) 本次可行性研究的主要依據(jù)有： （ 1）江蘇省地質局第五地質大隊 1975 年 11 月提交的《江蘇省利國吳莊鐵礦地質勘探報告》； （ 2）山東省魯南地質工程勘察院 2020 年 9 月提交的《江蘇省徐州市鐵礦集團吳莊鐵礦水文 地質物探成果總結報告》； （ 3） 山東省魯南地質工程勘察院 2020 年 9 月提交的《江蘇省徐州市鐵礦集團吳莊鐵礦礦區(qū)水文地質調查報告》； （ 4）徐州鐵礦集團有限公司吳莊鐵礦井下巷道開采、排水生產(chǎn)記錄等資料。 開展礦區(qū)水文地質災害綜合治理 與 地下水資源保護可行性研究工作，進一步查明礦區(qū)斷層構造的控水特征及礦床充水來源，制定合理的封堵水方案，通過工程措施減輕或消除安全隱患，對于最大限度地開發(fā)利用地下鐵礦資源、保障礦區(qū)采掘工人的生命安全 、實現(xiàn) 企業(yè) 可持續(xù) 發(fā)展 及有效保護地下水資 源，均 具有非常重要的社會、經(jīng)濟、安全、資源及環(huán)境效益。綿延 10 余 km，山體標高 50～ 200m，由寒武 紀 、奧陶 紀地層組成。 多年平均氣溫 ℃ ，歷史最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ 。該湖與昭陽湖、獨山湖、南陽湖相互連通，合稱為南四湖，總流域面積 31700km2，總庫容約 13 億 m3。 伊家河 西起 韓 莊，經(jīng)礦區(qū)東北部 流 至臺兒莊入運河， 全長 ， 河床 寬 30m，正常 水位標高 31m 左右 。 4 次較大的地震主要是 ： 462 年 發(fā)生在山東兗州 縣 的 5～ 6 級地震 、 1502 年 10 月 發(fā)生在 河南濮城 的 級地震 、 1668 年 7 月 發(fā)生在 山東郯城 的 級 地震 和 1937 年 8 月 發(fā)生在山東菏澤 的 7 級地震 。近期（ 1960—1980 年）發(fā)生在徐州的僅有一次，震級 2～ 3 級 ； 發(fā)生在邳縣 、 新沂市 、 豐縣 、 沛縣的地震 38 次 ； 其余地 震 多 發(fā)生在郯廬斷層 帶附近 。 礦區(qū)第四系松散層較薄，巖性主要為殘坡積和洪坡積成因的亞 粘土、鈣質結核亞粘土，淺部土層容許承載力較大，地基較穩(wěn)定。 11 表 2— 1 礦區(qū) 地層簡表 地 層 時 代 厚 度（ m） 代 號 地層名稱 主 要 巖 性 第四系 1～ 10 Q 亞粘土及鈣質結核亞粘土 二 疊 系 上統(tǒng) 250 P2s 石盒子組 雜色粘土巖、頁巖為主，間夾砂 頁巖 下統(tǒng) 108 P1s 山西組 頁巖 及 砂巖互層 石炭系 上統(tǒng) 175 C3t 太原組 灰?guī)r，碳質頁巖，砂巖互層 中統(tǒng) 20～ 40 C2b 本溪組 灰?guī)r， 鐵 質頁巖及鋁土頁巖 奧 陶 系 中統(tǒng) 70～ 97 O2c 晁所組 白云巖及鈣質白云巖 200 O2m 馬家溝組 豹皮灰?guī)r及白云質灰?guī)r 下統(tǒng) 70～ 115 O1d 大泉組 白云巖夾灰?guī)r、泥質白云巖 360 O1z 寨山組 灰?guī)r或白云巖夾鈣質白云巖 7～ 14 O1j 賈汪組 泥質白云巖、泥質灰?guī)r，鈣質白 云巖 寒 武 系 上統(tǒng) 170～ 225 ?3f 鳳 山組 豹皮灰?guī)r、白云巖 60 ?3c 長山組 薄層灰?guī)r與竹葉狀灰?guī)r互層 60 ?3g 崮 山組 薄層灰?guī)r夾鮞狀灰?guī)r 中統(tǒng) 210 ?3z 張夏組 灰?guī)r 、 鮞狀灰?guī)r 礦區(qū)地層總體走向近 EW 向，傾向 NW?！?20176。分布位置主要在礦區(qū)的東部和北部地區(qū)，它們在相似的條件下，表現(xiàn)為多次侵入活動，形成了較完整的同源巖漿演化旋回體系，侵入到奧陶系、石炭系和二疊系三個地層層位當中。 礦區(qū)地質構造 礦區(qū)處于徐州復背斜 NNE～ NE 向構造帶東北 部傾伏 端與近EW 向基底 斷層 控制的鄭集 —利國煤田兩組構造復合部位。 奧陶系灰?guī)r和閃長玢巖（ 或 閃長斑巖）的節(jié)理 裂隙 最 為 發(fā)育，共有兩組：一組 走向 90176。傾向 SWW 或向東 ，傾角 70176。該背斜在蔡山、義和莊之間被斷層分成東西二部分，其中義和莊 —吳莊部分構成吳莊礦區(qū)背斜構造的主體。 13 圖 2— 1 吳莊 礦區(qū)地質 簡圖 礦區(qū)水文地質條件 礦區(qū)地下水類型 及其賦存特征 根據(jù) 含水 介質 的巖 性特征 及 地下水的賦存條件 ， 礦區(qū)地下水 可 劃分為松散巖類孔隙水，碎屑巖類孔隙裂隙水， 巖漿巖類 裂隙水 和 碳酸鹽 巖 類 裂隙 巖溶水 四種主要類型 。在地表淺部巖石風化裂隙發(fā)育，易于接受補給，相對富水； 礦 區(qū)北側的原紅衛(wèi)煤礦，在 深度 55m 的 風化帶 中 采煤時，坑道長 370m，排水量 240m3/d。在礦床范圍內， 地下水賦存于礦床下部 及石炭系中 侵入巖體 的 構造裂隙中 ， 賦 水 空間發(fā)育差，富水性 弱 ，鉆 孔單位涌水量 小于 (s分布 區(qū)域 主要 在 礦區(qū)南部的丘陵區(qū) ， 以及 礦區(qū) 的北部、東 部地區(qū)， 在礦區(qū)南部及西南部呈條帶狀 分布 ，含水巖層寬度在 200～ 400m 之間。m)；地下水類型以 HCO3—Ca 型或 HCO3—Cam)。m)， ZK92 號孔單位涌水量 L/(sm)之間。一般情況下，碳酸鹽巖地區(qū)的張性 斷層 帶及不同類型地層巖性接觸處的巖溶發(fā)育帶往往會形成巖溶水的 富 集區(qū) 與 徑流通道，起著 運移和 排泄 地下水的作用。這幾條徑流帶內部裂隙巖溶發(fā)育程度 較 高、 地下水 接受補給的條件 較好，富水性及導水 能力較 強 ；尤其 F1 和 F3 斷層 帶延伸距離遠、溝通的巖溶含水層范圍大，而且 又能 匯集南部丘陵 地 區(qū) 的 地下水，對 礦床開采具有 非常大的安全威脅。 （ 2） 巖體接觸型 巖體接觸型巖溶 水 徑流帶，是 燕 山期 巖漿 巖侵入奧陶系地層中，導致 南 部 山區(qū)巖溶地下水徑流至巖體受 到 阻 擋 富集 、 儲蓄在巖體前緣的 碳酸鹽巖 層 中 并沿接觸帶循環(huán)運動 而 形成 。 地下水 的補給、徑流與排 泄 條件 地下水的補給條件 礦區(qū)地下水補給來源主要有兩種途徑：一是大氣降水及農(nóng)田灌溉水入滲補給，二是南部及西部地區(qū)巖溶水的側向徑流補給；其中以大氣降水、農(nóng)田灌溉水的入滲補給占主要地位。 （ 2）地下水側向徑流補給 礦區(qū)地下水的側向補給來源主要有南部殘丘地帶巖溶水的徑流 18 和礦區(qū)西部馬山一帶灰?guī)r隱伏區(qū)巖溶水的徑流。 在礦區(qū)西部 馬山一帶，隱伏灰?guī)r裂隙巖溶發(fā)育，富水性強 —極強，自然條件下礦區(qū)地下水 水 位高于該區(qū)水位，礦區(qū)巖溶水經(jīng) 過此處向微山湖區(qū)排泄；而在礦區(qū)持續(xù)大量排水的影響下，該區(qū)巖溶水 出現(xiàn)了反向流動的現(xiàn)象，從西往東越過 F20 號 斷層 對礦區(qū)地下水產(chǎn)生補給。 另外， 礦區(qū) 東部 和北部 地區(qū)的 幾處 煤礦排水 ，也對本 區(qū)地下水的徑流與排泄具有一定的影響作用。與礦區(qū)勘探期間的水質分析成果相比，除總硬度和礦化度兩項化學組分的含量略有升高外，其它化學組分 含量基本穩(wěn)定，多年變化不大 。因此，不再單獨分開闡述。 礦區(qū)奧陶系灰?guī)r裂隙巖溶發(fā)育狀況見表 3—1。分述如下： （ 1） 淺部裂隙 巖溶 潛水中 強 含水帶（簡稱淺部 中強 含水帶） 分布 在 吳莊礦床 中部以南區(qū)域 ， 呈 面狀 展 布，含水層發(fā)育深度～ （ ZK83 孔），平均厚度 ， 富水中等到強 ，但 具有明顯的 不均 一性 ； 在 風井 以東勘探 時 施工 14 個鉆孔，有 12 個鉆孔發(fā) 現(xiàn) 漏水，鉆孔單位涌水量 ～ (s （ 2） 深部完整灰?guī)r裂隙承壓 弱 含水帶（簡稱深部弱含水帶） 分布在淺部含水帶以下或埋藏于煤系地層之下 ， 埋 深較大 ， 裂隙巖溶發(fā)育 差 ， 巖石完整性較好，富水性弱。 （ 3） F1 斷層裂隙 巖溶 承壓中等含水帶（簡稱 F1 中等 含水帶） 該帶西起 ZK120 孔，經(jīng) 過 主礦體上部在 ZK33 孔南與北東向構造破碎帶巖溶裂隙含水帶相交，向東延伸至 ZK29 孔出礦區(qū) 。 地下水 為承壓水，水 頭 高度 20～ 80m， 礦化度 ～，水溫 ～ ℃ ， 水化學類型為 HCO3—Ca 型 。埋藏標高 ～ 487m，上部與淺部含水帶相通，含水 較 豐富，鉆孔單位涌水量 (s左右， 帶 寬 10～ 40m，埋藏標高 ～ 500m，東端 23 控制到 ZK25 孔，西