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吳莊鐵礦水害治理可研究報告-展示頁

2024-09-28 09:19本頁面
  

【正文】 中、強地震的可能性不大,地震烈度為 7 度。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 。 根據(jù)徐州府志記載 :這次地震造成了 “城垣官署民廬傾覆過,遠近壓死人不可數(shù)記 ”的特大災害 。 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 。 此外, 在 吳莊礦 區(qū)范圍內(nèi) ,無大中型自然河流分布,但人工挖掘的灌溉渠道較多,縱橫交錯 ,尤其是義和莊北側(cè)開 挖 的 灌溉渠道, 常年有水,且 底 部 直接與奧陶系 灰 巖接觸 ,水體 對礦區(qū)地下水具有直接的滲漏補給作用。 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 。 目前 微山湖與昭陽湖 之 間修筑了東西 向 大壩 及兩座節(jié)制閘,湖水位受到 了 人工作用的控制。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。 年蒸發(fā)量 1000mm 左右。 多年平均氣溫 ℃ ,歷史最高氣溫 ℃ ,最低氣溫 ℃ 。春季氣溫升高快,蒸發(fā)強,常出現(xiàn)春旱;夏季降水集中,多出現(xiàn)暴雨,造成夏澇;秋季天氣多晴,雨水偏少;冬季雨水稀少,多西北風。綿延 10 余 km,山體標高 50~ 200m,由寒武 紀 、奧陶 紀地層組成。 地表起伏不大 , 自郝家莊向北經(jīng)吳莊村至小樓子村,分布 著 一條不太明顯的近南北向壟崗, 地面 標高 38~ 42m, 構(gòu)成 該區(qū)的 地表分水嶺 ; 分水嶺以東地表水向尹家河方向匯流,以西向微山湖方向匯流。 開展礦區(qū)水文地質(zhì)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(gòu)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。其中 在標高 430m 中段主溜井巷道左幫 出現(xiàn)的 突水 點突水 量 780m3/h,在 標高 380m 水平東二巷巖溶水順灰?guī)r 層間裂隙突 入 水量 80m3/h, 在標高 380mⅣ 號礦體中施工外環(huán)水平探水孔時遇到溶洞發(fā)生突水,涌水量 200~ 300 m3/h。 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(zhì)局第五地質(zhì)大隊 1975 年 11 月提交的《江蘇省利國吳莊鐵礦地質(zhì)勘探報告》; ( 2)山東省魯南地質(zhì)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(zhì)物探成果總結(jié)報告》; ( 3) 山東省魯南地質(zhì)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(zhì)調(diào)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。在進一步查明礦床充水因素及突水來源、導水通道的基礎上,制定技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的綜合治理方案,通過帷幕注漿堵截地下水徑流,減少向礦坑中的流入,降低排水成本,保障井下生產(chǎn)安全 。 目前影響礦區(qū)開采的環(huán)境因素主要是礦坑突水。礦石開采方式為地下開采,豎井提升。 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(gòu) 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。 隨著鎮(zhèn)北礦區(qū)儲量逐漸減少,徐州鐵礦集團開始建設吳莊礦區(qū),作為鎮(zhèn)北礦區(qū)的接續(xù)礦山 ,設計原礦開采能力 50 萬 t/a,礦石送往現(xiàn)有選礦廠分選;現(xiàn)有選礦廠經(jīng)過擴產(chǎn)改造后原礦處理能力擴大到 60萬 t/a,同時加工處理鎮(zhèn)北和吳莊兩個礦區(qū)的礦石。 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。 1976 年建設了選礦廠二期工程:細破碎、磨礦、浮選、磁選、精礦脫水等項目,年處理原礦 萬 t,處理露天采場的貧鐵礦石。 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 年以后恢復生產(chǎn) , 開始開采 利國 鎮(zhèn)北礦區(qū),經(jīng)過幾年的開采,鎮(zhèn)北礦區(qū)儲量已大幅減少,為保持企業(yè)持續(xù)發(fā)展,又開始建設吳莊礦區(qū),作為企業(yè)的接續(xù)礦區(qū)。 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。工業(yè)以鐵、煤采選、冶煉及水泥建材制品為主,農(nóng)業(yè)以種植小麥、水稻、玉米為主。 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(nèi)除有少量人工開挖的溝渠外,無較大自然河流經(jīng)過。 礦區(qū)西部有京滬 鐵路和 104 國道通過,東側(cè)有京福高速公路穿越,京杭大運河和韓莊運河分別從礦區(qū)南部和北部經(jīng)過;水陸交通發(fā)達、交通條件十分便利。所以本次可行性研究 將 需要 布置部分水文地質(zhì)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 。 此外, 1998 年 10 月,江蘇省地礦局、江蘇省煤田地質(zhì)公司、華東有色勘探公司合作編制完成的《中國北方巖溶地下水資源及大水礦區(qū)巖溶水預測、利用與管理研究(江蘇省徐州地區(qū))》,也對礦區(qū)的水文地質(zhì)條件和巖溶水資源狀況進行了較全面的闡述。 水文地質(zhì) 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(zhì)水文地質(zhì)勘察,布置了部分物探工作,施工了 5 個水文地質(zhì)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(zhì)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(zhì)水文地質(zhì)勘察報告》。 上述報告對礦區(qū) 地層巖性及地質(zhì) 構(gòu)造 均 進行 了 較 詳細 敘述 ,對礦區(qū) 水文地質(zhì)條件 進行了較深入分析, 論 述了礦區(qū)含水層裂隙巖溶發(fā)育規(guī)律、構(gòu)造含水帶 3 的富水性特征以及礦床充水因素和地下水的補給、徑流、排泄條件,采用多種方法預測了礦坑的涌水量。 該報告 對區(qū)域地層 、地質(zhì) 構(gòu)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(zhì)資料 。以往開展的主要地質(zhì)工作分 述如下。 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(cè) , 北 以 蘇莊 為界, 南至 ZK39 孔 北 , 面積 約 。 ( 3)項目類型:技改續(xù)作項目 ( 4)起止時間: 2020 年 8 月 至 2020 年 12 月 ( 5)承擔單位:徐州鐵礦集團有 限公司 ( 國有股份制企業(yè) ) ( 6)法定代表人:孟憲華 ( 7)通訊地址:江蘇省銅山縣利國鎮(zhèn) 郵政編碼: 221138 目的任務及工作范圍 目的任務 本次工作的目的是:進一步查明 吳莊鐵礦 礦 區(qū)水文地質(zhì)條件 , 分析論證礦床充水因素 及礦坑水害治理的可行性 , 圈定 導水 斷層 構(gòu)造 及地下水 徑流帶位置, 擬定初步的堵治水方案, 為 礦 區(qū)水文地質(zhì)災害綜合 治理 與 地下水資源保護 提供 科學依據(jù) 。 ( 1)項目名稱:徐州鐵礦集團吳莊鐵礦水文地質(zhì)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。 1 1. 緒 論 徐州鐵礦集團吳莊鐵礦 采用 井下 巷 道 方式 開采,由于充水含水層富水性強,導水 斷層 發(fā)育, 致 使 礦坑存在巨大突水隱患 , 排水成本成倍增加 , 礦山開采越來越困難。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。的 礦 區(qū) 范圍。 主要任務為: ( 1) 進一步查明礦區(qū)水文地質(zhì)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。 地質(zhì) 與 水文地質(zhì) 工作研究程度 自上世紀五十年代以來,地質(zhì)、煤炭、冶金、電力等部門為了不同的 工作目的 , 先后在 該區(qū)域 開展過多次 地質(zhì)、 水文地質(zhì)及 礦產(chǎn) 地質(zhì)勘 查 研究 工作 , 2020—2020 年我礦又在礦區(qū)西部開展了部分導水 斷層 的封堵試驗工作,為本次可行性研究提供了較為充 分的資料依據(jù)。 地質(zhì) 工作 區(qū)域地質(zhì)調(diào)查 上世紀 六十年代初 期 ,江蘇省地質(zhì)局區(qū)調(diào)隊和第五地質(zhì)大隊先后在該區(qū) 開展 了 1: 20 萬和 1: 5 萬 的 區(qū)域地質(zhì)測量工作, 其中江蘇省地質(zhì)局 第五地質(zhì)大隊 在 1978 年提交 了 1: 5 萬賈汪幅區(qū)域 地質(zhì) 調(diào)查報告。 礦產(chǎn)普查與勘探 上世紀七十年代, 江蘇省地 質(zhì) 局第五地質(zhì)大隊 先后在該區(qū)開展了吳莊鐵礦礦區(qū)地質(zhì)勘探及吳莊鐵礦義和莊礦 體詳查工作, 于 1975 年11 月 和 1978 年 6 月分別 提交 了 《江蘇省利國吳莊鐵礦地質(zhì)勘探報告》和 《江蘇省利國吳莊鐵礦義和莊礦體詳查地質(zhì)報告》。 水文地質(zhì) 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(zhì)普查工作, 并在 礦區(qū) 西部 施工 了 2 眼水文地質(zhì)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 。 1981—1983 年, 江蘇省地質(zhì)局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊開展了濟徐淮(江蘇省域)巖溶水文地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查評價工作,于1983 年 7 月提交了《濟徐淮(江蘇省域)巖溶水文地質(zhì)、工程地質(zhì)綜合評價報告》,該報告對區(qū)域水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件進行了較為系統(tǒng)的評價和分析、論述。 但 從以往各項勘查 、 研究工作來看, 區(qū)域水文地質(zhì)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(zhì) 試驗等工作方法 明顯不足;導致 礦區(qū)水文地質(zhì)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 。 礦區(qū)及企業(yè)概況 礦區(qū)地理位置 吳莊鐵礦為徐州鐵礦集團有限公司的下屬企業(yè),位于江蘇省徐州市銅山縣利國鎮(zhèn)境內(nèi),礦床采區(qū)位于利國鎮(zhèn)吳莊村南部,北距山東省微山縣韓莊鎮(zhèn) 5km,西臨微山湖,面積約 178。 見圖 1— 1。 礦區(qū)工農(nóng)業(yè)較為發(fā)達。電力資源豐富,基礎條件良好。 自 1949 年利國鐵礦恢復建設以來至 1998 年停產(chǎn)時,累計生產(chǎn)鐵礦石 2020 萬 t。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。 礦山生 產(chǎn)現(xiàn)狀 徐州鐵礦集團有限公司為采選聯(lián)合企業(yè),坑內(nèi)采出礦石運至選礦廠進行分選,設計采選原礦規(guī)模為 50 萬 t/a,主要開采高爐平爐富礦。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(guān)閉,選廠也相繼停產(chǎn)。目前選礦廠礦石主要由鎮(zhèn)北礦區(qū)供應。 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。根據(jù)江蘇省地質(zhì)局第五地質(zhì)隊 1975 年 11 月提交的《江蘇省利國吳莊鐵礦地質(zhì)勘探報告》, 礦床地質(zhì)儲量 C1+C2 級 萬 t, 平均品位 %;主要由 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 號四個礦體組成。現(xiàn)已完成礦井的基建工作,總投資 億元。由于圍巖裂隙巖溶發(fā)育,富水性強,并且分布多條導水斷層,導致開采過程中巷道內(nèi)涌水量不斷增大,排水成本成倍增加,并隨時威脅著井下 設備 正常運行和 礦工的生命安全。 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。 項目實施的必要性 徐州鐵礦集團吳莊鐵礦目前采用井下巷道方式開采,由于礦體圍巖裂隙巖溶發(fā)育、富水性強,并且分布多條導水性的斷層,致使在開采過程中,巷道中地下水涌入量不斷增大,并多次出現(xiàn)突水 災害 。 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。 8 2. 礦區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì) 條件 自然地理概況 地形地貌特征 吳莊 鐵礦 位于 徐淮剝蝕堆積平原 。 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。 氣候 氣候類型 屬 于 暖 溫帶 半濕潤季風氣候,四季分明 ,長年多東南風 。 多年平均降水量 ,最大年降水量 ,最小年降水量;年內(nèi)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 。年平均風速 3m/s 左右,相對濕度 60%左右 , 年平均無
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