凌 爽
(遼寧省地質礦產(chǎn)研究院有限責任公司,遼寧 沈陽 110032)
礦區(qū)距營口市12km,距大石橋市8km,礦區(qū)為營大鐵路、公路。距營大鐵路老邊站4km,交通十分方便。其位于千山山脈與下遼河平原接壤地帶,偏平原區(qū)一側。礦區(qū)地貌屬平原區(qū)孤立小山,平原區(qū)面平坦,海拔高度3m~5m,孤山面積約為0.1km2,最高點海拔45.07m,由多年采礦,采石等原因,現(xiàn)原孤山地勢為東西長180m,南北底部寬70m,頂部寬10m,北側坡角60°,南側坡角50°的殘存地貌特征。
平原區(qū)略顯東高西低、高差約為2m左右。區(qū)內(nèi)屬勝利河(上游稱岳州河、虎莊河)支流,并由多條人工渠道連通。自東向西流入遼河。河流為常年流水河流,水量隨季節(jié)變化。
該區(qū)屬暖溫帶季風氣候區(qū),特征表現(xiàn)為:陽光充足,雨量適中,氣溫適度,四季分明。常年平均溫度7℃~9.5℃,平均最高溫度28.5℃,平均最低溫度-14.6℃。平均降水量620mm~730mm,多集中于夏季,約占三分之二。最大降水強度1981年為370mm。相對濕度年平均值為66%。
該區(qū)風向冬季東北風,夏季東南風為主導風向,平均風速3.9m/s,最大風速20m/s。土壤凍期為11月上旬~翌年3月上旬,凍土層深度106cm~111cm。主要災害為地震,該區(qū)位于東部金州斷裂(金山嶺斷裂)和西部郯蘆斷裂帶之間,屬地震活動密集帶,震級(MS)5級以平均15年一次,震中烈度為6°~9°。1975年海城-營口大地震級(MS)為7.3級,震中烈度為9°。
該區(qū)經(jīng)濟類型以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主,農(nóng)作物水稻,少量玉米等。水稻為商品糧基地,土地資源豐富有較大發(fā)展前景。其它如養(yǎng)殖業(yè)、交通業(yè)等近幾年來有較大發(fā)展。電力資源:著口市主電網(wǎng)輸電線饒暖于礦區(qū)西1km,380伏動力電 網(wǎng)連接礦區(qū)內(nèi)。
征礦區(qū)位于營口市老邊區(qū)老邊鄉(xiāng)孫家堡子村一帶,地面積0.2km2,礦區(qū)中心為一長條狀孤立的山體,呈東西向分布,四周為低洼的平原區(qū)。礦區(qū)地形起伏較大,山體頂部最高點的45.07m,地面高程為4.5m~6.8m,地貌類型為下遼河沖積海積局部隆起侵蝕剝蝕殘丘。在礦區(qū)無較大的地表水系,僅在礦區(qū)北分布5個養(yǎng)魚池,儲水量約6萬m3左右。
礦區(qū)地型主要以基巖裂隙水為主,其外圍區(qū)為第四紀海積中細砂含水層?;鶐r裂隙水,主要接受大氣降水補給,以及地表水體(養(yǎng)魚池)與第四紀海積含水層地下水的側向補給。地下水的徑流循環(huán)及排泄條件較差。地下水水質較惡劣,第四紀地下水及基巖風化裂隙水均為咸水。
本礦區(qū)中部以基巖出露區(qū)為主,其地下水類型主要以基巖風化裂隙水為主,局部為構造帶裂隙水;在礦區(qū)邊緣為海積乎原第四紀地層覆蓋區(qū),其地下水類型主要為中細砂潛水。礦層為角閃磁鐵礦貧礦、磁鐵石英巖,巖石堅硬,裂隙不發(fā)育。圍奢為斜長角閃巖、斜長角閃片(片麻)巖,沿層間滑動構造發(fā)育,多產(chǎn) 生綠泥石化和綠泥石片巖,巖石硬度小,較松軟易破碎,沿其層間裂隙有較弱的裂隙水。
在礦床區(qū)普遍分布,其巖性主要為斜長角閃巖、角閃礦等圍巖和礦體,包括與基巖直接接觸的人工堆積的碎石層。厚度一般30m~50m,富水性不均勻,局部不含水。從巖芯鉆探可知東南部風化裂隙較北西部發(fā)育,其富水性東南部大于北西部,上部大于下部,但局部由于構造作用富水性可能增強。根據(jù)水文地質試驗資料,靜水位埋深0.5m~1.0m,標高4.82m~4.32m,埋深105m以上,鉆孔最大涌水量Qmax=0.215L/s,單位涌水量q=0.0032L/s,含水層的滲透系數(shù)K=0.0068m/d,地下水水化學類型為Cl-Ga,總礦化度為2065.5mg/l,Cl-含量高達1033.81mg/l,地下水溫12℃,補給來源主要為大氣降水,局部為地表水體及上覆第四紀潛水排泄于山前低洼處,屬于弱含水層。
分布于基巖風化裂隙帶底部,不普遍,僅在局部分布。屬于微弱含水層。其底板埋深60m~100m。從巖芯鉆探資料看,巖芯上可見小的構造滑動裂隙面,大部被方解石脈、石英脈充填,鉆孔簡易水文觀測,孔內(nèi)水位及循環(huán)液無異常。
分布于基巖出露區(qū)的四周,含水層巖性為中細砂和粉細砂,厚度3m~10m,局部夾粉質粘土、淤泥質粘土透鏡體。其頂板為黃褐色粉質粘土及淤泥質粘土,厚5m~8m,底板為粉質粘土層。含水層透水性較差, 滲透系數(shù)K=1.0m/d,地下水位埋深1.5m~3.5m,單位涌水量q=0.1L/s。地下水水化學類型為Cl-Na型。其補給來源主要為大氣降水,排泄條件不好。
在基巖出露區(qū)開采礦石,礦坑充水主要來源于基巖裂隙水和大氣降水。地表水和第四系孔隙水補給較弱,礦體東南部構造相對較發(fā)育,富含構造裂隙水。礦區(qū)邊緣第四系孔隙水,隨開采深度的不斷增加范圍不斷擴大,可能對礦坑充水造成一定影響。
礦坑涌水量的正確預測,主要取決于對礦坑充水條件的正確分析及計算參數(shù)和計算方法的合理選用。根據(jù)本礦區(qū)實際開采條件,主要在基巖出露區(qū)以豎井和水平巷道的開采方式為主,因主要以分析計算法為主,然后作出綜合評價。
預測結果評價:
豎井法:豎井開采同鉆孔揭露含水層情況基本相同,僅井徑不同,在正常開采情況中,水位設計降深值最大為-100m時,基巖滲透系數(shù)取0.021m/d,氧化帶最大厚度取20m,豎井半徑2.5m,豎井最大涌水量為107.0m3/d,影響半徑290m。礦坑涌水量只受基巖風化裂隙水的影響,構造裂隙水只有穿越構造含水層時才能對礦坑涌水量造成影響,開采至礦坑邊緣時,第四系含水層水也可能對豎井進行側向滲入補給,這時候兩種情況預測結果可能偏小。
坑道系統(tǒng)“大井法”:據(jù)礦體所處位置大都在-100m標高以上,采用“大井法”預測結果為礦坑最大涌水量??拥烂娣e36000m2,東西長240m,南北寬150m,坑道最大用水量為513.2m3/d,水平巷道最大用水量為130.3m3/d??晒╅_采設計依據(jù)。
據(jù)區(qū)域水文地質條件:可選擇供水水源有三:①自來水,當用水量不大,水質要求較高時;②地下水可取東部大石橋附近的地下水;③當對水質要求不太高時,可就近采取地表方塘水和勝利河水。
綜上說述,一般生活用水為資料水水供給,工業(yè)用水為勝利河水,距礦區(qū)2km。河水流量較大。
該區(qū)位于金州斷裂、郯蘆斷裂之間,屬于地震活動帶,震級(MS)5級以上平均活動周期15年,震中烈度6級~9級。1975年營口一海城地震,震級(MS)7.3級,震中裂9級。
該礦區(qū)采礦方法以坑采為主,廢石料較少。礦石與廢石無有害成分。選礦時有粉塵污染,應做防塵處理。
礦山閉坑后環(huán)境治理:①采坑處理采用回填辦法解決以免塌陷,②回填用料以廢礦石和尾礦為回填料,即解決廢石和尾礦堆放,并治理環(huán)境。
(1)礦床充水類型為風化帶風化裂隙潛水直接接受大氣降水滲入補給,地表水及第四系孔隙水補給較弱。礦體東南部構造相對較發(fā)育,富含構造裂隙水,礦區(qū)邊緣第四系含水層潛水,隨開強度不斷增加,范圍不斷擴大,可能對礦床充水造成一定影響,開采期間有必要可補充一定的水文地質工作。
(2)基巖風化裂隙水的富水性不均,施工的鉆孔雖用水泥進行了封孔,但未作通孔質質量檢測,開采期間為預防地下水的突襲,應作好防護。
(3)礦體大部位于侵蝕基準面以下,礦坑涌水量513.2m3/d左右,礦床 水文地質條件簡單,工程地質條件穩(wěn)定,便于礦山開采施工。
(4)環(huán)境地質條件:坑道開采應注意氧化帶及構造破碎帶崩塌、掉塊、冒頂;廢礦渣堆放應選擇合理位置,廢礦坑應作回填處理,預防地面塌陷和人身安全事故。