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