【正文】 金山店鐵礦由張福山和余華寺兩個礦床組成，其中張福山礦床位于礦田的中部，金山店侵入雜巖體的南 緣中段，為大型硅卡巖型鐵礦床。其中 I 號礦體 萬噸，占探明總儲量的 %， 3～ 7 號礦體合計(jì) 萬噸，僅占探明總儲量的 %。 第四系 (Q)：主要為殘、坡積物，廣泛分布于礦區(qū)低洼、沖溝、山坡和山麓等地。 中～下侏羅統(tǒng)武昌組 (J1— 2W)，分布于礦區(qū)南部，由石英砂巖、石英砂巖夾頁巖組成，呈假整合覆蓋于三疊系地層之上，厚 360～ 435m。 中～上三疊統(tǒng)蒲圻群：分布于礦區(qū)南部，為角巖和變余砂巖，厚 616～ 922m。 中三疊統(tǒng)灰?guī)r組或嘉陵江灰?guī)r (T2)：被交代為薄到厚層狀白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖、硅卡巖或磁鐵礦體。 下三疊統(tǒng)大冶群： 分布于礦區(qū)北部，為控礦重要層位，巖性為中到厚層白云質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r夾灰質(zhì)白云巖，厚 30～ 70m。 金山店背斜：張福山礦床位于該背斜南翼中段的單斜構(gòu)造上，地層走向?yàn)?NWW向至EW向，傾向 170176。 ，傾角為 45176。 ，呈西陡東緩、北陡南緩及上陡下緩的變化規(guī)律。背斜構(gòu)造走向 NE18176。 。 NWW 向到近 EW向斷烈主要包括 F F F3 和 F4，主要為巖體南緣接觸斷裂帶的一部分，基本平行排列。 1～ 12線間斷裂大致呈 NWW向延伸，東西長約 720m，走向北偏西 70176。 ～ 80176。 F2 斷裂分布于 19～ 45 線間 I 號、Ⅱ號礦體南側(cè)，大致沿 NWW 或近 EW 向延伸，在45線附近被 NNE向 F46斷層錯斷，斷裂長約 1600m。 ，傾向 SW，傾角 65176。 ；向東走向近 EW，傾向南，傾角 65176。 ，為一平推正斷層。斷層傾向南，傾角上陡下緩，為 55176。 。 F4 斷層位于巖體南緣接觸帶外側(cè)蒲圻群下部地層中，大致與 F3 斷層平行排列，縱貫全區(qū)。 ～ 85176。垂直斷距為 400～ 600m，水平錯距大于 100m。其中 F46 規(guī)模最大，它位于 45線附近的蒲圻群和武昌組地層中，走向 NE15176。 ，傾向 SE，傾角 65176。 ，長度大于 1500m，垂直斷距約 60m，水平斷距為 100～ 120m。成礦后斷裂主要發(fā)育 NNE向斷裂，相對發(fā)育程度較低。 礦區(qū)巖漿巖主要有石英閃長巖、二長花崗巖、閃長巖和花崗閃長巖，它們構(gòu)成礦體的直接下盤圍巖。 礦床成因類型、礦床工業(yè)類型、頂?shù)装鍑鷰r與礦體的接觸關(guān)系 張福山礦床中礦體主要由塊狀及浸染狀、粉狀、角礫狀、硅卡巖 磁鐵礦等磁鐵礦礦石組成。塊狀及浸染狀磁鐵礦礦石結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙不發(fā)育，屬中等穩(wěn)固性礦石；角礫狀磁鐵礦礦石及硅卡巖 磁鐵礦礦石結(jié)構(gòu)不甚緊密，武漢科技大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 節(jié)理裂隙發(fā)育，屬穩(wěn)固性差的礦石；粉狀磁鐵礦礦石結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度極低，屬穩(wěn)固性極差的礦石。 區(qū)內(nèi)構(gòu)造接觸帶 (侵入體和圍巖的接觸帶 )巖石破碎，巖性松軟，地下水活動較強(qiáng)，巖石穩(wěn)固性顯著降低，是礦床的軟弱帶。 張福山鐵礦床西起羅咸益第 3 勘探線，東經(jīng)張福山至李道士 52 勘探線，東西長3500m，南北寬 1000m，面積約 。 ～ 89176。張福山礦區(qū)以 25勘探線為界，劃分為東西兩個礦區(qū)。礦化范圍西起3線，東至 48 線，長 3500m，南北寬 100～ 600m，共分布大小 100 個礦體，其中規(guī)模較大的有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ號礦體，Ⅰ和Ⅱ號礦體占礦床探明儲量的 90%以上。 （ 1）號礦體特征 Ⅰ號礦體西起 3 線以西，東至 44 線，東西長 2690m，走向 NE77176。傾向SE172176。傾角 50176。礦體產(chǎn)于 F3 斷層南盤大冶群 (T1dy7)和蒲圻群 (T2)地層分界線附近，受碳酸鹽巖的發(fā)育程度、巖體與大冶群 (T1dy7)接觸構(gòu)造、層間滑動破碎帶及 F F4斷層等因素的控制。礦體形態(tài)較簡單，在平面上呈條帶狀展布，剖面上呈似層狀，部分為脈狀，礦體的頭、尾及東西尖滅部位有時出現(xiàn)分叉，局部有天窗。礦體富集的厚大部位主要分布于 14～ 23 線的 100～ 500m標(biāo)高之間和 32～ 42線的 300～ 700m 標(biāo)高之間。圍巖一般和礦體接觸界線清楚。夾石一般厚度為～ 2m，占 %，厚度為 2～ 5m的夾石，占 %，厚度大于 5m的夾石，占 %，夾石在礦體中所占厚度為 %。磁鐵礦石分為塊狀及浸染狀礦石、粉狀礦石和硅卡巖礦石。硅卡巖 磁鐵礦礦石在礦體 中多呈零星分布，在相鄰工程和剖面間一般均不能對比，多分布于礦體尖滅部位、夾石兩側(cè)，與浸染狀磁鐵礦石及磁鐵礦化硅卡巖呈漸變過渡。 （ 2）Ⅱ號礦體特征 Ⅱ號礦體的規(guī)模在礦床中僅次于 I號礦體，位于 I號礦體東段北側(cè)，兩者相距 15～120m，分布于 26～ 43 線之間，東西長 1020m。 走向近東西，一般傾向南，傾角 50176。 ，中部和西部 350m標(biāo)高以上部分地段礦體向北傾。礦體明顯向東南側(cè)伏，傾伏角為 67176。 Ⅱ號礦體上盤圍巖主要為硅卡巖、泥質(zhì)黑云母角巖、變余粉砂巖，其次為大理巖、閃長巖、石英閃 長巖；下盤圍巖主要為石英閃長巖、大理巖、二長花崗巖、硅卡巖，其次為閃長玢巖、磁鐵礦條等。 礦體中的夾石主要有磁鐵礦化硅卡巖、泥質(zhì)黑云母角巖，其次為硅卡巖、輝綠玢巖等。 Ⅱ號礦體主要由磁鐵礦石和少量磁鐵 赤鐵 (或褐鐵 )礦石構(gòu)成。塊狀磁鐵礦石多分布在礦體厚大富集部 位，而且多分布于中下部；浸染狀磁鐵礦石和粉狀貧磁鐵礦石一般分布于塊狀和塊狀磁鐵礦石中兩側(cè)；粉狀磁鐵礦石部分厚 ～ ，它與塊狀磁鐵礦有明顯的相依性，是礦體厚大部位，且多位于礦體的中下部。與浸染狀磁鐵礦石及磁鐵礦化硅卡巖呈漸變過渡。 （ 3）Ⅰ、Ⅱ號礦體相對關(guān)系 Ⅱ號礦體相對Ⅰ號礦體來說規(guī)模要相對小，埋藏也較淺，礦體位于Ⅰ號礦體的北方，主要儲量在張福山 東區(qū)。 礦石工業(yè)類型：按礦石工業(yè)指標(biāo)可劃分為塊狀富礦、塊狀貧礦、粉狀富礦、粉狀貧礦以及表外礦五種類型。非金屬礦物主要有碳酸鹽、石膏，其次為金云母、透輝石、綠泥石、石英、綠簾石、黝簾石等，鋯石、蛇紋石、角閃石及榍石等比較少見。張福山西區(qū) 340～ 410m 階段生產(chǎn)勘查報(bào)告提供的礦石鐵物相分析結(jié)果見表 。 表 張福山西區(qū)鐵物相分析結(jié)果 樣品編號 磁性鐵 (mFe)(%) 碳酸鐵 (CFe)(%) 赤 (褐 )鐵 (OFe)(%) 硫化鐵 (SfFe)(%) 硅酸鐵 (SiFe)(%) 1 2 3 表 張福山礦床不同礦石類型主要化學(xué)組分平均含量 礦石 類型 礦體 號 TFe (%) S (%) SiO2 (%) Al2O3 (%) CaO (%) MgO (%) P (%) Cu (%) Co (%) 塊狀 Ⅰ Ⅱ 粉狀 Ⅰ Ⅱ 浸染狀 Ⅰ Ⅱ 粉狀 貧礦 Ⅰ Ⅱ 硅卡 巖型 Ⅰ Ⅱ 武漢科技大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 礦床開采技術(shù)條件 礦體及頂?shù)装鍑鷰r的穩(wěn)固性 張福山礦床中礦體主要由塊狀及浸染狀、粉狀、角礫狀、硅卡巖 —— 磁鐵礦等磁鐵礦礦石組成。塊狀及浸染狀磁鐵礦礦石結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙不發(fā)育，屬中等穩(wěn)固性礦石；角礫狀磁鐵礦礦石及硅卡巖 —— 磁鐵礦礦石結(jié)構(gòu)不甚緊密，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬穩(wěn)固性差的礦石；粉狀磁鐵礦礦石結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度極低，屬穩(wěn)固性極差的礦石。 礦體的主要頂?shù)装鍘r石中，石英閃長巖、花崗巖致密堅(jiān)硬 ,節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，屬穩(wěn)固性好的巖石；變余砂巖、角巖結(jié)構(gòu)致密 ,但節(jié)理發(fā)育，屬穩(wěn)固性中等的巖石；硅卡巖巖性軟硬不均，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬穩(wěn)固性差的巖石。礦床中的另一軟弱帶是粉狀礦石，呈透鏡狀和不規(guī)則狀夾于塊狀礦石之中形成軟弱夾層。 表 張福山礦床西區(qū) 340～ 410m 階段體重值表 礦石類型 符 號 體重值 備 注 礦狀富磁鐵礦礦石 Fe1 礦狀貧磁鐵礦礦石 Fe3 粉狀富磁鐵礦礦石 Fe2 粉狀貧磁鐵礦礦石 Fe4 表外礦礦石 Fe5 張福山鐵礦礦石體重原有兩套數(shù)據(jù)，分別為 1969 年的地質(zhì)勘探測定的數(shù)據(jù)和 1986年東區(qū)詳細(xì)勘探測定的數(shù)據(jù)， 本次設(shè)計(jì)依舊依據(jù)這兩套數(shù)據(jù)，西區(qū) 6～ 25線以外及東區(qū)礦石體重值見表 。地面標(biāo)高最高為 。礦區(qū)東部才成溪經(jīng)關(guān)山向南匯入大冶湖，流量 。年降水量 974～ ，平均。最大日降水 ，最大小時降雨 。年均蒸發(fā)量 。第四系廣泛分布于地表溝谷和山麓地帶。蒲圻群砂頁巖分布于礦區(qū)南部，厚度 600～ 900m，構(gòu)成礦區(qū)南部分水嶺。礦區(qū)主要含水層有淺部的風(fēng)化裂隙－第四系含水層以及深部的接觸帶含水層。 風(fēng)化裂隙含水層厚 15～ 30m。其下部有 3～ 5m的青灰色粘土隔水層。該帶兩側(cè)為隔水的閃長巖和蒲圻群角巖化砂頁巖，只有西部與大理巖含水帶相連。局部的大理巖含水體和粉狀礦體也為該帶的一部 分。 m，平均滲透系數(shù) k=。 礦區(qū)淺部 300m 以上 ， 地下水化學(xué)類型為 HCO3－ SO4 型水 ， 礦化度 。 500m設(shè)計(jì)涌水量 由于礦區(qū)較強(qiáng)含水層的空間分布有限，地下水位降深較大。本礦床采用崩落法開采為主，大氣降水是礦床充水的主 要因素。但另一方面，地表陷落區(qū)的發(fā)育與礦山基建和生產(chǎn)相比有一個滯后期。因此，本水平涌水量應(yīng)小于全礦最終的設(shè)計(jì)涌水量。 旱季正常涌水量 5500m3/d 雨季正常涌水量 14000m3/d 一般暴雨涌水量 50000m3/d 50 年一遇，連續(xù)三日暴雨水量 229900m3/3d。當(dāng)出現(xiàn)超過 50年一遇暴雨或短期特別強(qiáng)的降雨時，可能會出現(xiàn)排水設(shè)施短期內(nèi)能力緊張的情況。上述 50 年一遇，連續(xù)三日暴雨水量可用于估計(jì)關(guān)閉防水門的情況下可能的淹沒程度。 供水設(shè)施建有保安湖泵站和余華寺加壓泵站，生活用水取自保安湖，澄清、消毒處理后水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 GB574985。由于接觸帶和粉狀礦體的工程性質(zhì)很差，這部分地下水對礦山基建有較大影響，應(yīng)盡量提前開展疏干工作。 疏干方式采用中段運(yùn)輸穿脈配合水平放水孔放水降壓。在這些穿脈掘進(jìn)到礦體下盤2030m 左右時停止掘進(jìn)，施工水平放水孔并開始放水降壓。本次設(shè)計(jì) 5個放水鉆窩。另外兩個位于Ⅱ號礦體下盤，主要針對局部存在的大理巖體和 F3 斷層帶的降壓疏干。由于頂板圍巖較破碎，放水孔穿過礦體后應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn) 5～10m 以加強(qiáng)對頂板的疏干。暫定每個鉆窩兩個鉆孔。建議基建探礦孔盡量在本水平施工，達(dá)到探礦和放水共享的目的。 （ 3）礦區(qū)鄰近地區(qū)曾記錄到最大一小時 的降雨，此類短歷時高強(qiáng)度降雨可能導(dǎo)致短期的涌水量超過排水能力。 （ 4）主要崩落區(qū)位于盆地中部，應(yīng)作好崩漏區(qū)外圍的地面截水。有可能出現(xiàn)筒狀陷落。因此東部區(qū)域尤其應(yīng)隨著崩落區(qū)的發(fā)育，作好地表截水工程。出現(xiàn)特殊降雨時能及時提供防洪的警報(bào)信息。掌握不同歷時暴雨的入滲系數(shù)及暴雨對井下涌水的影響。隨著礦山的生產(chǎn)的持續(xù)，勘探工作還武漢科技大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 將繼續(xù)，孔網(wǎng)參數(shù)將會縮小到 50 50，勘探密度增大。 基礎(chǔ)儲量 張福山礦床的儲量計(jì)算在所建立的礦床模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以 80～ 120m80 ～140m工程網(wǎng)度控制的基礎(chǔ)儲量為探明 的基礎(chǔ)儲量，以 300～ 450m150 ～ 250m 工程網(wǎng)度控制的基礎(chǔ)儲量為控制的基礎(chǔ)儲量進(jìn)行儲量級別劃分，并按照采礦中段劃分進(jìn)行儲量統(tǒng)計(jì)，計(jì)算結(jié)果見表 。需要說明的是，本次設(shè)計(jì)標(biāo)高為 0m～ 500m。主要開采對象是Ⅰ號和Ⅱ號礦體，其它的礦體可兼顧開采，由于Ⅰ號礦體賦存比較深，探明的礦體達(dá)到了 1000m，因此此次設(shè)計(jì)作為一期工程，在設(shè)計(jì)開拓井巷和采礦方法時要考慮到深部開采可以利用已有的工程進(jìn)行開采。該礦床共有大小約 100個礦體，Ⅰ、Ⅱ號礦體規(guī)模最大，為主礦體，占區(qū)內(nèi)探明儲量的 90%以上，為本次設(shè)計(jì)對象。 (2)圍巖 上盤圍巖是硅卡巖、變質(zhì)粉砂巖和泥質(zhì)黑云母角巖，中等穩(wěn)固；下盤圍巖是石英閃長巖、二長花崗巖、大理巖和硅卡巖，穩(wěn)固性較好。Ⅰ、Ⅱ號礦體間為石英閃長巖、砂質(zhì)頁巖。 礦體中的夾石厚度大于 2m的，Ⅰ號礦體占 %，Ⅱ號礦體占 %。 ～ 203176。 ～ 60176。 ～ 50176。賦存標(biāo)高 +110～ 1000m，真厚度 ～ ，平均 25m。東西走向長 1020m，礦體厚度 ～ ，平均 ，呈上薄下厚，東厚西薄趨勢。 (5)粉礦 Ⅰ號礦體粉礦占 %，Ⅱ號礦體粉礦占 %；東區(qū)粉礦占 38～ 40%。粉礦和塊礦間有明顯界線，結(jié)構(gòu)松散，武漢科技大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 孔隙多，較濕潤，容易冒落，穩(wěn)固性極差，在掘進(jìn)中須及時支護(hù)并需用特殊的支護(hù)方式。 (6)礦石的可崩性 礦山以工程地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，采用綜合評價方法，對該礦可崩性進(jìn)行了研究，結(jié)果如下： Ⅰ級：極難崩落； Ⅱ級：難崩落； Ⅲ級：較難崩落； Ⅳ級：較易崩落； Ⅴ級：易崩落； Ⅵ級：極易崩落。并預(yù)測大塊（大于 600mm）產(chǎn)出率約為 5%。 表 自然崩落法試驗(yàn)結(jié)果