凡口铅锌矿矿山地质环境治理现状和防治对策.doc

凡口铅锌矿矿山地质环境治理现状及防治对策 　　[摘要]凡口铅锌矿在五十多年的开采过程中，出现了岩溶地面塌陷、土地资源破坏等多种地质环境问题，为有效减小这些地质环境问题对矿山及周边产生危害影响，矿山采取了塌陷分区治理、帷幕注浆等多种治理措施，取得了较为显著的治理效果，为巩固治理成果，矿山应不断完善各种治理措施，为治理类似矿山地质环境问题提供指导。 　　[关键字]矿山地质环境 疏干漏斗 地面塌陷 帷幕注浆 　　[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-4-222-2 　　0引言 　　凡口铅锌矿于1958年建矿，1968年正式投产，经过多年的建设，目前年产金属（铅+锌）能力18×104t，是中国乃至亚洲最大的铅锌银矿产基地，是中国重要的重工业和信息工业原料基地，是广东经济效益最好的矿山企业，是中国有色金属对外窗口，素有“粤北明珠”之称。凡口铅锌矿是一个水文地质条件非常复杂的隐伏岩溶矿山，矿体赋存于侵蚀基准面以下的泥盆系中统至石炭系下统碳酸岩中。矿床上部普遍覆盖着石炭系中上统壶天群岩溶含水层[1] [2]。突水、涌泥、淹井、地表塌陷、河水倒灌等灾害经常在矿山早期建设过程中，甚至阻碍了矿山基建进程。凡口铅锌矿在20世纪60年代进行了大型群孔抽水试验和大型坑道放水试验，最终确立了浅部截流疏干治水方案。到20世纪80年代中期，逐步建成并完善了浅部截流疏干系统工程，取得了良好的治水效果，基本消除地下水对采矿的威胁，保证了矿山开采的安全，但是，矿山疏排水在矿区及周边引起了一系列矿山地质环境问题。 　　1 矿山主要地质环境问题 　　目前，凡口铅锌矿的矿山地质环境问题主要是：一、矿坑疏排水引发的岩溶地面塌陷地质灾害问题，尤其是复塌问题严重；二、塌陷破坏了土地资源，损毁了耕地、严重破坏了矿区周围的基本农田；三、矿坑疏排水形成了一个降深达120m、半径约3000m、影响范围达7.75km2的疏干漏斗，对矿区周围的含水层产生了较严重的影响。 　　40多年来，由于采矿疏干排水，矿区的地下水位大幅度下降，引发矿区范围内产生地面塌陷、开裂达2229处，波及范围达8km2，毁坏铁路4km，公路1.5km，矿部及附近部分农村建筑物拆迁近80000m2，损毁农田m2，毁坏塘池14处（m2）。少数区域复塌频率高，塌陷坑最大直径达44m，最大深度达30m。同时，塌陷造成矿区地面建（构）筑开裂、生产生活设施等破坏。 　　2矿山地质环境治理措施及成效 　　2.1治理措施 　　为有效解决地面塌陷问题、恢复耕地、保护基本农田、保障矿区周边群众生活和生命财产安全、以及保证浅部矿体及东矿带矿体安全开采，多年来，矿山采取了有效的矿山地质环境治理措施。 　　根据矿区历年来塌陷的特点及塌陷统计资料，在综合分析塌陷分布范围、活动规律、塌陷成因的基础上将塌陷区分为三个区：塌陷高发区、塌陷低发区、塌陷趋于稳定区。 　　对于不同区域产生的塌陷，采用了不同的整治方法：对于非易塌区（即塌陷低发区和塌陷趋稳区）的塌陷，采用分层回填和回填固底的方法；对于易塌区（塌陷活跃区）的塌陷，为提高治理效果，降低塌陷的复活频率，先用简易注浆法、快速堵漏法处理溶洞底后进行回填；对于发生在凡口河、尾砂管和沟渠等塌陷高发区的塌陷，利用一般注浆法、孔内造浆注浆法、旋喷桩帷幕法和埋管回填注浆法等注浆技术进行比较彻底地治理[3][4]。 　　为了防止疏干漏斗中心南移、外扩而引起的地面塌陷等地质灾害，威胁到矿区南部董塘镇周约10000多人民群众的生命财产安全，凡口铅锌矿在国家和地方财政的扶持下，根据壶天群含水层与下部矿体之间存在多层隔水层和相对隔水层，上下水力联系不密切，而矿区北部与西北部为砂页岩隔水层的水文地质条件，矿山联合有关单位在矿区南部开展了浅部帷幕注浆堵水工程的可行性研究和试验，多次组织国内水文、地质、工程注浆专家进行论证，先局部，边研究边施工，逐步全面铺开，至2012年为止，共投入资金9358.57万元，完成两个试验段和第三段及第四段帷幕注浆工程的施工，完成了1199m长的施工任务，约占整个帷幕段2480m（446+753+1281）长的1/2。 　　2.2取得的成效 　　经过前期的各项治理工作，取得以下成果： 　　2.2.1矿坑排水量减少，排水成本降低 　　在帷幕完成不到一半的情况下，井下-40m日排水量减少10000t以上。特别是出现了削峰现象。堵水率逐步提高。2010年最大洪峰涌水量38000t/d，最小涌水量8000t/d，2011年最大洪峰48000t/d（5月8日凡口地区史上最大降雨），最大洪峰和最小洪峰涌水量比项目实施前的平均峰值减少10000t/d，2011年井下-40m排水量比项目实施前2007年减少500万t，年节约综