地下金属矿山井下帷幕注浆实施方案 工程资料.doc

PAGE  PAGE 52 前言 XX铁矿位于XX市西南12公理，该矿为中型隐伏接触交代型的矽卡矿床。现设计开采为西部矿体，矿体主要赋存于-195m~-305m标高间，从8线到10线，矿化带走向长210m，水平厚度为10~120m。矿体上下盘围岩是大理岩、闪长岩和矽卡岩，大理岩为矿床主要充水岩层，其岩溶裂隙发育，富水性强，矿坑涌水量大，水文地质条件复杂，特别是矿体与围岩接触带是地下水主要迳流通道，加上其稳固性差，遇水膨胀和软化，极易产生塌落冒顶，严重影响了井下的的正常生产和安全作业。 XX铁矿年设计生产能力为50万吨，现年生产量为30万吨，由于受到地下水害等多方面因素的影响，采矿能力无法达到设计要求。XX铁矿从试投产开始，矿山防治水指导思想主要是以疏干排水为主，防探堵水为辅的措施。由于XX矿地下水静、动储量都较大，采用疏干排水的防治水方案不仅不能达到疏干的目的，还可能导致地面出现塌陷、水资源破坏等地质环境问题，而且存在突水的威胁，尤其是高昂的排水费用（现在1千万元左右/年，每吨矿石排水成本达25m3水的费用），进而影响到企业的经济效益和社会效益以及可持续发展。因此，必须开展防治水技术研究，对矿区水文、工程地质条件尤其是矿床围岩水文、工程地质特征进行调查研究，通过理论分析及比较，制定有效、经济、合理的防治水技术方案。 为了避免灾难性的水患发生，达到高效安全采矿生产的目的，鲁中治金矿业集团公司于2006年7月与我院签订协议，合作开展XX铁矿综合防治水技术研究。经过一段时间的前期工作，并经双方反复论证，确定XX铁矿采用井下矿体围岩帷幕注浆的防治水方案，其注浆孔布置拟采用纵横交错形式，分两期工程实施，前期工程采用穿脉水平探水钻孔（按10m×12m网度）注浆，后期工程则在围岩中布置近矿体倾向的横向钻孔进行加密注浆。 1．区域地质概况 1.1地形地貌 矿区位于XX市西南牛泉镇，交通十分方便。地貌为剥蚀丘陵区，矿区位于XX断陷盆地南部，矿山帚状构造的收敛部位与矿山背斜西南岩体之侵没端。矿区地形南高北低，最高400m，北部最低标高160m，属汶河Ⅱ级地貌。 汶河为本区主干河流，发源于盆地东部，由东婉蜒西下，纵惯全区。是大气降水及地表水汇聚、排泄通道，其洪峰流量达2920m3/s（1966年7月15日）。另外，方下河、嘶马河、汇河、颜庄河、塔子河、石河等，枝状溪流也较发育，皆为季节性河流。 区内年平均降雨量为759.7mm（1963～1977年），降雨量多集中在7～9月，占年降雨量的71%，最大降雨量1369.6mm（1964年），最小降雨量为490.9mm（1965年）。 盆地区域地质构造严格受鲁中纬向构造及鲁西旋卷构造的控制。鲁中纬向构造促使盆地内主要构造线、地层走向呈近东西向展布；盆地及弧形断裂则鲁西系旋卷构造的产物。 1.2构造 山东中部区域性纬向构造体系中有一条东西向断裂构造和鲁西旋卷构造前缘弧（XX弧）控制了XX盆地的生成。构造盆地为一完整的水文地质单元。本区构造形迹以断裂为主，褶皱次之。主要构造有：东西向断裂、弧形断裂、帚状构造。 （1）东西向断裂：石门官庄——塔子断裂，断层走向呈近东西向展布，与其倾向之共同点：皆为舒缓波状。断裂通过之处，局部地段造成陡坎，高差可达10米以上，造成地层缺失，其垂直断距400米以上。地表所见断面一般倾向北，倾角65～85度，局部地段断面直立，甚至反向向南倾斜。该断裂为先张后压。它是东西向构造运动的产物。鲁西系旋扭运动使之复活，发生了第三期以压扭为主的冲断。因此它是一条具扭性的压性断裂带。 （2）弧形断裂：XX弧形断裂是鲁西系旋扭构造的产物，断距较大，规模可观。西自泰安，经由盆地北、东缘的铜冶店、铁铜沟、延伸至沂蒙山区以远，其断距在千米以上。它由内外两弧形断裂组成，口镇——颜庄断裂为其内弧，两者皆属压扭性质。在弧形断裂旁侧，分布有与主断裂性质相同的、展布方向一致的逆冲断层，形成瓦式构造。 （3）帚状构造：矿山帚状构造为XX弧形断裂二次旋卷构造。它由矿山背斜、八里沟向斜等压必结构面组成，其向SW收敛、NE撒开。 矿山背斜：位于盆地东部、XX市北西。背斜中部凸起呈残丘，其轴向为SW-NNE向，北端略有偏NNW之趋势，全长8～9公里，宽约5公里，核部为燕山期闪长岩，两翼为中奥陶系、石炭、二迭系地层。为中部略向南凸的弧形背斜。两翼中奥陶系灰岩倾角较陡，约在40度以上，与闪长岩接触交代，是成矿之有利部位。 八里沟向斜：于背斜之东南，市南侧，核部为侏罗系地层，两翼为二迭、石炭、奥陶系地层。其上有第三第四系地层覆盖。向斜轴SW-NE向展布，并逐渐偏NNE向，轴长10公里，宽6公里，其西南端，向斜翘起、封闭。 1.3岩浆岩 在本区，中生代燕山晚期岩浆活动最强烈，形成中偏基性的闪长岩体，分布在盆地不同的