陳晏煌 宋 勇
(江西省贛州市定南縣礦產(chǎn)資源管理局,江西 贛州 314000)1(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì),江西 贛州 314000)2
前言:促進(jìn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展,建設(shè)綠色礦山,實(shí)現(xiàn)資源開(kāi)發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,提高資源開(kāi)發(fā)利用效率,避免和減少礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境破壞和污染,做好礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理。
礦山為新建礦山,在上世紀(jì)九十年代初曾有民營(yíng)采礦歷史,施工采礦平硐1條,硐口標(biāo)高181m,斜井方位15~28°,坡度29°,長(zhǎng)度約75m,主沿脈平硐長(zhǎng)度約152.3m,未支護(hù)。2004年4月對(duì)礦山進(jìn)行坑道地質(zhì)編錄時(shí),進(jìn)行了礦井疏干,硐身保存較完整,實(shí)測(cè)地下水位標(biāo)高162m,礦坑涌水量20m3/d。
1、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造
(1)地層巖性
由震旦系上統(tǒng)燈影組(Z2dn)、寒武系下統(tǒng)牛角河群(∈1nj)和第四系(Q4)組成。
①震旦系上統(tǒng)燈影組(Z2dn) :分布于評(píng)估區(qū)外圍。巖性為灰綠色中厚狀變余粉砂巖、青灰色薄層狀板巖,偶夾變余細(xì)砂巖,局部可見(jiàn)灰色中薄層狀、條帶狀硅質(zhì)巖。地層總體走向近南北向,傾向東,傾角45°~55°。②寒武系下統(tǒng)牛角河群(∈1nj):地層走向北北東,傾向南東東,傾角50°~70°。巖性以灰綠-深灰色厚層狀變余長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖為主,夾薄層狀砂質(zhì)板巖、千枚狀板巖及2~3層不穩(wěn)定的含炭板巖。③第四系(Q4):分布于紅旗水庫(kù)、水溪沿岸和山谷低洼處。由網(wǎng)紋狀粘土、亞砂土、砂土和碎石土等組成,厚度3~8m。
(2)斷裂構(gòu)造
礦區(qū)及其周邊地區(qū)斷裂較發(fā)育,主要發(fā)育有三組,以北北東向斷裂為主。
2、水文地質(zhì)條件
礦區(qū)東西兩側(cè)發(fā)育有小溪,西側(cè)小溪流量36.6升/秒,東側(cè)溪溝雨季有水流。紅旗水庫(kù)庫(kù)容500萬(wàn)立方米,最高庫(kù)水位160米,最低庫(kù)水位145米。
(1)礦區(qū)含水層和隔水層
根椐礦區(qū)地下賦存條件和水力特征,可分為第四系孔隙含水層和寒武下統(tǒng)牛角河群裂隙含水層
(2)地下水補(bǔ)、逕、排情況
礦區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)、逕、排條件受地形地貌、氣象水文特征因素制約?,F(xiàn)分述如下:
①第四系孔隙水:主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水,排泄方式向下滲透,向低洼處泄流。季節(jié)性強(qiáng)。②寒武系下統(tǒng)牛角河群裂隙水:天然條件下接受大氣降水,第四系潛水補(bǔ)給,鄰區(qū)地下逕流補(bǔ)給次之,排泄方式主要通過(guò)泉水排向地表水體。
(3)礦坑充水因素分析
本區(qū)礦體賦存于寒武系變質(zhì)巖層間破碎帶中,賦存標(biāo)高主要在100~200米之間,寒武系風(fēng)化裂隙,構(gòu)造裂隙水為礦坑充水的主要來(lái)源,礦區(qū)西部緊領(lǐng)紅旗水庫(kù),存在構(gòu)造裂隙水與水庫(kù)水聯(lián)通的可能性。
礦區(qū)主要業(yè)礦體分布標(biāo)高在100~200米之間,部分工業(yè)礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上,區(qū)內(nèi)地勢(shì)陡峻,礦區(qū)西部緊靠紅旗水庫(kù),因此,西部水文地質(zhì)邊界條件較為復(fù)雜,海拔標(biāo)高160米以上地形有利于自然排水,礦床巖層及斷裂富水性弱,礦區(qū)地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給,礦坑充水以頂板風(fēng)化裂隙水直接進(jìn)水為主,160米以上水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單,而160米以下,水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。根據(jù)礦山SK1鉆孔水文地質(zhì)工作小結(jié)資料,未發(fā)現(xiàn)鉆孔抽水試驗(yàn)與地表水體有水力聯(lián)系。
綜上所述,礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜類(lèi)型
3、礦山及周邊人類(lèi)活動(dòng)情況
礦區(qū)西部距離副斜井約150米處為紅旗水庫(kù),水庫(kù)水主要用于農(nóng)田灌溉。副井西南方約50米為下蛤湖村,人口為約30戶(hù),約150人。礦區(qū)周邊林區(qū)廣闊,耕地面積較少,農(nóng)作物以水稻為主,林業(yè)以木、竹為主。人類(lèi)工程活動(dòng)主要為礦區(qū)建房、坑道探礦、建廢石堆、簡(jiǎn)易公路建設(shè),選礦場(chǎng),廢水池等工程,總體人類(lèi)工程強(qiáng)度較大。
礦山采用明斜井開(kāi)拓方式,井下各中段礦石通過(guò)斜井提升至地表。礦山采用淺孔留礦法開(kāi)采礦體,礦體傾角59~78°,為單獨(dú)大脈,有一定間距,礦石不結(jié)塊,無(wú)自燃性。
1、采空地面塌陷。礦床開(kāi)采過(guò)程中,形成的采空區(qū)使原有巖體的應(yīng)力平衡受到破壞,引起采空區(qū)上部圍巖的地壓活動(dòng),隨著時(shí)間和空間的不斷擴(kuò)大,有可能使地表陷落和移動(dòng)。根據(jù)礦床開(kāi)采技術(shù)條件及秘選用的采礦方法,地表開(kāi)采移動(dòng)范圍按下列角度圈定:上盤(pán)巖石移動(dòng)角為65°,下盤(pán)巖石移動(dòng)角為70°,端部巖石移動(dòng)角為75°。移動(dòng)帶南北長(zhǎng)約500m,東西寬約300m,移動(dòng)盆地面積約為13000m2。為保護(hù)井巷工程及地面建筑物安全性,在礦山采礦過(guò)程中,根據(jù)采場(chǎng)頂板穩(wěn)固情況,生產(chǎn)中對(duì)頂板不穩(wěn)固地段,要采用錨桿支護(hù)或錨網(wǎng)支護(hù),也可在貧礦段留不規(guī)則礦柱進(jìn)行支護(hù)。采空移動(dòng)盆地上方有林地、溪谷、礦山工程,鄉(xiāng)村公路,民房、農(nóng)田等,人類(lèi)活動(dòng)密集,因此地質(zhì)災(zāi)害影響嚴(yán)重。
2、礦井涌水預(yù)測(cè)。根據(jù)評(píng)估礦山地質(zhì)環(huán)境的地質(zhì)環(huán)境條件,主礦體呈脈狀,陡傾斜分別賦存于F9、于F11、F12、F13、F14、F18等6條斷裂硅化破碎帶中,空間分布比較集中,礦脈間距10~40m,出露寬度約200m,礦脈平均厚度0.53~3.47m,傾向南東,傾角53~73°延伸長(zhǎng)度100~300m。據(jù)此,將礦床概化成眼大井、采礦最低標(biāo)高+80 m,選用水動(dòng)力法進(jìn)行預(yù)測(cè)。其計(jì)算公式:
式中:Q——預(yù)測(cè)礦坑涌水量(m3/d);K——滲透系數(shù)(m/d);H——含水層厚度(m);S——水位降低值(m);L——坑道至紅旗水庫(kù)庫(kù)岸距離(m);R0——大井半徑;Q1——SK1抽水試驗(yàn)涌水量(m3/d);r1——鉆孔半徑(m);L1——鉆孔至庫(kù)岸距離(m);S1——SK1抽水試驗(yàn)水位降低值;H1——潛水含水層度(m)。
針對(duì)本礦山的特點(diǎn),礦山擬采用如下治理措施:①尾礦庫(kù)周邊修筑截排水溝,終采后覆土恢復(fù)植被;②廢石場(chǎng)采用擋墻支護(hù),修建截排水溝,終采后覆土恢復(fù)植被;③對(duì)開(kāi)采硐口進(jìn)行廢石回填并砌漿灌封,采空區(qū)加強(qiáng)地表塌陷及地裂隙的監(jiān)測(cè);④工業(yè)場(chǎng)地終采后拆除并清理建筑垃圾,恢復(fù)植被;⑤處置礦山開(kāi)采活動(dòng)中產(chǎn)生的各類(lèi)廢棄物達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn);⑥對(duì)礦區(qū)周邊水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),保證影響區(qū)地下水和地表水水質(zhì)不受污染。
礦山西側(cè)離水庫(kù)很近,礦山在后期開(kāi)采中,應(yīng)加強(qiáng)收集現(xiàn)場(chǎng)礦井地下水補(bǔ)、逕、排等情況,對(duì)地下水運(yùn)動(dòng)做出較好的預(yù)測(cè),防止采場(chǎng)通過(guò)斷層與紅旗水庫(kù)導(dǎo)通。