【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