某铅锌矿区采空区充填治理方案.docx

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某铅锌矿区采空区充填治理方案

桂平市锡基坑铅锌矿区

采空区充填治理方案

广西泰宝矿业

二0一二年五月

插图：

1、矿区现状照片。

附图：

1、锡基坑铅锌矿总平面图及地形地质图；

2、锡基坑铅锌矿区〔I-I'〕露天采空区剖面图；

3、锡基坑铅锌矿区露天采空区治理效果图；

4、锡基坑铅锌矿区露天采空区充填工艺图。

附件：

XXX尾砂毒性测试报告

第一章前言

1.1工程概况

工程来源

“桂平市锡基坑矿区0～23线铅锌矿〞早在1998年就有数个老板在旱季期间，以多个小凹陷露天与小斜井、小竖井的方式进行开采活动，主要开采对象为出露地表的矿体及至地表以下30～40m之间的铅锌矿体，开采秩序十分混乱。

由于乱采滥挖，矿区现已形成废弃露天采空区32个，面积累计达11万㎡，约165亩〔11公顷〕，采坑采深最大达10m，最小为2m，平均深度约6m。

采空区废弃后未进行过相应地质环境保护与治理恢复和土地复垦，现存在较大平安隐患，广西泰宝矿业拟对矿区内采空区进行治理，并委托编写?

桂平市锡基坑铅锌矿区采空区充填治理方案?

。

工程总体目标

对矿区的采空区进行充填，恢复和改善矿区的地质环境状况，恢复自然生态环境；防止露天采空区边坡崩塌灾害的发生；为社会谋福利，为矿山的正常平安生产和周边居民的生命财产平安提供保障。

工作任务

利用新源泰宝选矿厂生产的尾砂对矿区的采空区进行胶结充填，露天采空区表层回填表土，再进行绿化。

主要实物工作量

首期主要对露天20个废弃采空区及1个即将开采结束采空区进行充填治理，治理面积约92225㎡，充填量约499676m³，回填表土量18445m³。

预期效果

通过对矿山地质环境的综合治理，有效地保护矿区的生态环境，一方面可以增强采空区的稳定性，防止边坡崩塌、滑坡和泥石流等恶性地质灾害的发生；另一方面消耗了新源泰宝选矿厂产生的尾砂，到达采充平衡。

1.2治理区范围和地理条件

桂平市锡基坑铅锌矿区位于广西桂平市西南36km。

地理坐标东经109°50′30″～109°51′15″，北纬23°16′00″～23°16′45″，行政区划分隶属广西桂平市。

锡基坑矿区面积2，北西距桂平市石龙镇5km，西距贵港市大圩镇7km，有简易公路相通，交通极为便利〔见交通位置图1-1〕。

图1-1交通位置图

矿区位于莲花山山脉山前盆地，盆地北部为莲花山山脉，呈北东走向，山顶多为尖刀状山峰，海拔标高500～700m，东部及东南部为丘陵地形，海拔标高300～500m，山峦起伏不大，南西部为大片平原。

盆地内为平坦开阔平原，海拔标高40～50m，盆地东西宽10km，南北长15km。

矿区处在东西宽约10km，南北长约15km的岩溶平原，西北为海拔500～600m的中低山所环绕，东面位于中低山之前缘那么为低山丘陵所盘据。

地貌特征大体上由山前盆地岩溶平原组成，盆地内地表水发育，季节性沼泽池塘星罗棋布，在地形上形成一个完整的地表水域。

矿区属亚热带气侯，雨量充分，年平均降雨量1407mm，降雨多集中在5～8月份，年平均气温21.4℃。

区内农业兴旺，农作物以水稻为主，经济作物有果树、甘蔗等，乡镇企业有矿粉厂、水泥厂等，水、人力、物力资源充分。

第二章矿区地质环境现状

2.1矿区地质

本矿区为平原区，基岩出露不好，绝大局部为第四系覆盖，只有在北东部、北西角、南西角及采坑有零星基岩露头。

现根据钻孔及个别采坑资料综合表达如下：

一、地层

〔一〕泥盆系〔D〕

分布地层为中泥盆统东岗岭组〔D2d〕。

根据该组岩性特征分为上、下二个岩性段，即下段〔D2d1〕白云岩、上段〔D2d2〕灰岩。

1、中泥盆统东岗岭组下段白云岩〔D2d1〕

该段主要分布于锡基坑背斜轴部及南东翼的9～23线间。

岩石呈灰色、浅灰色、灰黑色等，细粒—微细粒结构、中粒结构及不等粒结构，中—厚层状构造，以中层状为主。

岩石主要由白云石组成，其次为少量方解石、泥质、炭质、铁质等，局部见有细粒状黄铁矿分布。

岩石中裂隙普遍发育，裂隙中充填有白云石细脉及含铅绊、重晶石脉等。

在17线CK363、CK361、23线CK353、0线CK411、19线CK33、9线CK301等该段白云岩中发育溶洞，溶洞高一般20m左右，个别40m，多分布于矿层底板。

其充填物为角砾状岩石或细砂状岩石碎屑等。

本段为本区的含矿层，所有铅锌矿体均赋存于其中。

据0线CK4揭露，该段地层厚度大于200m。

2、中泥盆统东岗岭组上段灰岩〔D2d2〕

该段主要分布于锡基坑背斜轴部、北西翼0～23线及东南翼10～9线间。

岩石呈灰色，浅灰色或灰黑色。

致密、微粒结构及生物碎屑结构，薄层至中厚层状构造。

岩石主要矿物成份为方解石，其次为少量泥质及微量铁质、炭质等。

局部见有细粒状黄铁矿呈星点状分布，并有圆形、弧形及不规那么状的方解石质生物碎片零星分布。

岩石中还见不规那么状的方解石细脉穿插。

本段地层厚度不详，据0线CK412揭露，厚度大于175m。

〔二〕第四系〔Q〕

矿区中绝大局部为第四系掩盖。

由于基岩起伏不平，因而浮土厚度变化也较大，其中东部较薄，一般在1m左右，西部较厚，多达5m以上。

浮土层上部为厚约0.2Om植物生长层，中部为褐色砂质粘土或砂土层，并分布有浑圆度较好铁锤质结核，下部接近基岩附近或地势低洼处为黄色粘土。

二、构造

矿区中自然露头极少，基岩绝大局部被浮土掩盖。

因此，对了解矿区构造特征极为困难。

现从矿区中施工的钻孔和探槽资料综合分析，认为矿区内存在北东向背斜及其相配套的次一级小背斜和小向斜。

同时在0线和9线至11线之间推测有断层分布。

现将其根本特征分述于下。

〔一〕褶皱〔锡基坑背斜〕

该背斜分布于矿区中部，贯穿全区。

呈北东～南西向舒缓波状延伸，走向北东30°左右，长度大于1.8km，南西段岩层倾角稍陡〔30～40°〕，北东段倾角较缓〔10～15°〕，背斜北西翼出露较宽，东南翼较窄，两翼均出现小褶曲，构成小的背、向斜。

背斜轴部岩性为白云岩，两翼为灰岩及白云岩。

北西翼岩层倾向290°左右，南东翼岩层倾向120°左右。

在锡基坑背斜两翼均分布有小向斜和小背斜，轴部走向与锡基坑背斜斜走向大致一致，轴部岩性为灰岩或白云岩。

〔二〕断层

根据钻孔资料分析，在0线东端CK4与CK412之间有一条北东向推测断层〔F1〕和9线与11线之间有横推断层〔F2〕。

现将其根本特点简述如下：

1、F1断层：

分布于0线CK4与CK412之间〔两孔间距10m〕，断层两侧岩性变化大，而且矿层突然缺失。

在CK4中见到多层铅锌矿体，而在CK412没有揭露到矿体；CK4上部岩性为灰岩，中下部为白云岩，而CK412全部为灰岩。

推测断层倾角近直立，断层北西盘上升，南东盘下降，切割深度大于225m。

2、F2断层：

在9线与11线东部之间。

从K21-1、K20-2和K20探槽与9线东面钻孔资料分析，认为在9线与11线东部之间存在一条横推断层，将①号矿体向东平推140m左右。

〔探槽揭露，因浮土太厚以及水大，施工没有到达地质目的。

因而该断层属推断性质〕。

〔三〕节理

矿区内节理较发育，主要分布在白云岩之中，多数节理被白云石脉及重晶石脉充填。

其中一组节理走向与锡基坑背斜走向大致相同，倾角近似直立。

含矿重晶石脉多充填在该组节理中。

其它组节理多成不规那么状相互穿插。

2.2工程地质条件

一、矿体顶底板岩石及其稳固性

本区矿体呈层状、似层状产于中泥盆统东岗岭组下段白云岩中，故矿层顶底板均为白云岩。

顶板岩石节理裂隙较发育，且常分布有大小不一的溶洞。

所以岩石的稳固性比拟差，一般会出现坍塌。

底板岩石裂隙、溶洞比顶板少，其稳固性较顶板好。

矿体围岩〔白云岩〕硬度为6～7级。

体重3，孔隙度15%，岩石节理裂隙较发育并有溶洞分布，因此认为矿体围岩顶板稳固性较差，属于不稳定性岩层，底板岩石裂隙、溶洞比顶板少，其稳固性较顶板好。

二、矿体及围岩机械物理性质

矿区共采取27块样品进行耐压强度测试，试样采自钻孔中，分别采自矿层顶板、矿层本身及矿层底板，试样由区地质局实验室测试，其中20块作垂直岩层层理方向耐压试验，7块为平行岩层层面方向耐压试验，现将试验结果证明，矿石和围岩的抗压强度为650～1100kg/cm2之间，说明矿体围岩〔白云岩〕普氏系数为6～9左右，为中等巩固岩石。

三、环境地质

环境地质的优劣与地质构造，岩石性质以及水文地质，工程地质条件密切相关。

锡基坑铅锌矿区环境地质条件良好。

1、矿区附近没有新构造运动的形迹。

矿区远离浅震源的灵山—防城断裂带、合浦—陆川断裂带。

这两条北东向活动断裂带造成的构造地震，震源在20km以内，一般为5～10km，两条活动构造带即使发生地震，涉及矿区影响也微弱，矿区不会因此而造成自然灾害。

2、矿区地层为中泥盆统东岗岭组，岩层呈单斜层状展布，岩层倾角平缓，岩石质地坚硬，一般不会因工程地质因素造成负重崩塌自然灾害，但在裂隙发育地段，容易发生崩塌现象。

3、矿区矿体埋藏于当地最低侵蚀基准面以下，水文地质条件较为复杂，可能因水文地质因素造成透水淹没矿坑的隐患。

2.3水文地质条件

〔一〕工作概况

矿区水文地质工作是为满足矿区铅锌矿详查阶段而进行的。

主要任务是：

①了解第四系含水层对矿床充水的影响；②中泥盆统东岗岭组岩溶发育程度及分布规律；③大气降水对矿床充水的影响；④矿区供水条件；⑤矿区工程地质评价。

根据上述任务开展了1︰5万水文地质测量，编制矿区1︰2千水文地质图，进行钻孔简易水文地质观测，钻孔抽水试验，地下水及地表水动态观测、水质分析、气象资料收集等工作，完成实物工作量见表2－1。

表2-1完成实物工作量一览表

工作工程

单位

工作量

1：

50000水文地质测量

km2

410

钻孔抽水试验

个

3

矿石、岩石物理力学性质测试样

块

27

水化学样全分析

个

9〔其中细菌样8个〉

地下水、地表水动态长期观测点

个

3

〔二〕区域地形地貌、气象水文及含水层概况

1、地形与地貌

本区位于莲花山山脉山前盆地。

盆地北部为莲花山山脉，呈北东走向，山顶多为尖刀状山峰，海拔标高500～700m，东部及东南部为丘陵地形，海拔标高300～500m，山峦起伏不大，南西部为大片平原。

盆地内为平坦开阔平原，海拔标高40～50m，盆地东西宽10km，南北长15km。

2、气象水文

本区属亚热带气候，雨量充分。

据石排农场气象站资料，1957～1958年年平均降雨量1407mm，降雨多集中在5～8月份，年平均气温℃，最高气温℃，最低气温℃，年均蒸发量。

本区属郁江水系，地表水体主要呈树技状溪流。

由木安，林桥等山区溪流集合于盆地中心白马河，向东流出盆地经蒙圩永安注入郁江，地表水系大都依靠大气降雨补给，雨季暴雨后洪水泄入盆地内，造成大范围的淹没。

3、含水层概述

本区第四系不发育，分布不广，地下水主要为基岩裂隙溶洞水，裂隙水，现将本区区域岩层含水性分述如下：

〔1〕第四系松散堆积物孔隙水

分布于北部山前的冲积洪积扇，由砾石、石英砂及粘土所组成，厚度不大，位置略高，不利于地下水的积存，水位埋藏深度0.5～15m，由于砾石层上覆有不厚的粘土层而形成流量不大的上升泉，流量0.39L/s，水质为HC03-Cl-Ca-Mg型，矿化度。

〔2〕榴江组裂隙水

第一层硅质页岩及第三层石英硅质岩裂隙水，二者厚度分别为150m及10Om，裂隙较发育，风化深度30～40m，为含水最弱的风化裂隙水，地下水露头稀少，流量一般为0.3L/s，水质为HC03-Cl-Ca-Na型，矿化度。

第二层扁豆状灰岩及第四层灰黑色烧石薄层灰岩，岩溶不甚发育。

地表无泉水出露，其富水性弱。

〔3〕东岗岭组裂隙溶洞水

本层厚约300余米，分布广，构成盆地中心平原地带。

为本区主要的含水层，岩性主要为灰岩和白云岩。

其富水性与岩溶发育、节理裂隙发育程度