桂平市锡基坑铅锌矿区采空区充填治理方案修改11.docx

1、桂平市锡基坑铅锌矿区采空区充填治理方案修改11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有限公司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 项目概况1.1.1 项目来源“桂平市锡基坑矿区023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3040m之间的铅锌矿体，开采秩序十分混乱。由

2、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，现存在较大安全隐患，广西泰宝矿业有限公司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。1.1.2 项目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；避免露天采空区边坡崩塌灾害的发生；为社会谋福利，为矿山的正常安全生产和周边居民的生命财产安全提供保障。1.1.3 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

3、层回填表土，再进行绿化。1.1.4 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499676m，回填表土量18445 m。1.1.5 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，避免边坡崩塌、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，达到采充平衡。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10950301095115，北纬231600231645，行政区划分隶属广西桂平市。锡基坑矿区面积1.77km2

4、，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500700m，东部及东南部为丘陵地形，海拔标高300500m，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4050m，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500600m的中低山所环绕，东面位于中低山之前缘则为低山丘陵所盘据。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

5、，在地形上形成一个完整的地表水域。矿区属亚热带气侯，雨量充沛，年平均降雨量1407mm，降雨多集中在58月份，年平均气温21.4。区内农业发达，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、物力资源充沛。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，绝大部分为第四系覆盖，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叙述如下：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（

6、D2d1）该段主要分布于锡基坑背斜轴部及南东翼的 923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

7、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 023 线及东南翼 109 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、弧形及不规则状的方解石质生物碎片零星分布。岩石中还见不规则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）矿区中绝大部分为第四系掩盖。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

8、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，基岩绝大部分被浮土掩盖。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。现将其基本特征分述于下。（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（3040），北东段倾角较缓（1015），背斜北西翼出露较宽，东南翼较窄，

9、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）。现将其基本特点简述如下：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

10、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，施工没有达到地质目的。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则状相互穿插。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

11、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较差，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67级。体重2.80t/m3，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

12、试验，现将试验结果证明，矿石和围岩的抗压强度为6501100kg/cm2之间，说明矿体围岩（白云岩）普氏系数为69左右，为中等坚固岩石。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510km，两条活动构造带即使发生地震，波及矿区影响也微弱，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

13、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：了解第四系含水层对矿床充水的影响；中泥盆统东岗岭组岩溶发 育程度及分布规律；大气降水对矿床充水的影响；矿区供水条件；矿区工程地质评价。根据上述任务开展了15万水文地质测量，编制矿区12千水文地质图，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21。表2-1 完成实物工作量一览表工

14、作项目单位工作量1：50000水文地质测量km2410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500700m，东部及东南部为丘陵地形，海拔标高300500m，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 4050m，盆地东西宽10km，南北长15km。2、气象水文本区属亚热带气候，雨量充沛。据石排农场气象站资料，19571958年年平均降雨量1407mm，降

15、雨多集中在58月份，年平均气温21.4，最高气温38.7，最低气温4.4，年均蒸发量1313.2mm。本区属郁江水系，地表水体主要呈树技状溪流。由木安，林桥等山区溪流汇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 0.515m，由于砾石层上覆有不厚的粘土层而形成流量不大

16、的上升泉，流量0.39L/s，水质为HC03-Cl-Ca-Mg型，矿化度0.056g/L。（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3040m，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0.030.19g/L。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、节理裂隙发育程度有关。而岩

17、溶的发育与岩性有关，一般在厚层状灰岩中普遍分布有溶 洞，而在白云岩中溶洞较少，但在节理裂隙发育的地段溶洞极为发育，因此岩层的富水性强。水质类型为HC03-Cl-Ca-Mg 型，矿化度0.11M0.33g/L。（4）郁江组隔水层以泥质页岩为主，次为钙质页岩，质地致密，裂隙不发育，地面无泉水出露，在本区内可作为隔水岩层。（5）四排组裂隙水下部为中厚层细粒红色砂岩与黄绿色砂岩互层，厚200300m，上部由砂岩、粉砂质页岩组成，厚150200m，主要裂隙为北北东及北北西二组，在山间流水切割处多为裂隙下降泉出露，流量一般为0.2L/s，为弱含水岩层，其所处地形为起伏较大的低山丘陵地带，沟谷发育，降雨易于

18、流失，补给条件不良。水质为HC03-CI-Ca -Na型，矿化度0.030.05g/L。（6）莲花山组裂隙水该组在本区分布极少，仅限于北部高山地区，岩性为石英砂岩，主要裂隙为北北东及北北西二组，次为层面裂隙，谷底常有下降泉出露，流量一般为0.2L/s，其所处地形高峻，降雨大都流失，下渗机会极少，其补给条件不良，水质为HC03-Cl-Ca-Na型，矿化度0.300.50g/L。（三）矿床水文地质矿床位于中泥盆统东岗岭组，主要岩性为灰岩、白云岩。矿体埋藏于当地侵蚀基准面以下，地下水面以下。东岗岭组在矿区内厚度大于350m，其间无隔水层存在，矿体围岩岩溶裂隙比较发育。因此，矿体与围岩同为一含水层。矿

19、体充水有以下四个因素：1、东岗岭组溶洞裂隙水锡基坑背斜分布于矿区中部，并延伸出矿区外围。背斜轴部岩石节理裂隙较发育，并常发育形成溶洞，现将溶洞特征叙述于下：平面上溶洞主要沿锡基坑背斜轴部分布，走向与轴向基本一致，垂直方向上，主要发育在地表至海拔标高-20m之间。溶洞高一般20m左右，个别40m。在地表至海拔标高-20m范围内，90% 钻孔都揭穿到溶洞，钻孔溶洞直线率一般为6%，最多达36.98%，海拔标高-20m-110m，还有高120m左右的溶洞分布。溶洞内常被角砾状岩石碎块或细砂、岩石碎屑及黄色粘土充填。通过对3个钻孔进行抽水试验其结果如下：CK355 Kcp=8.41097m/d， Qe

20、p=4.6378L/sCK64 Kcp=9.7313m/d， Qep=8.54497L/sCK262 Kcp=4.9392m/d， Qep=12.42416 L/s矿区内多数矿体主要分布在地表至海拔标高 -20m 范围，这段范围内溶洞较为发育，且溶洞多分布在矿层顶底板范围内。因此，本组岩性是矿区内富水性强的岩层。2、大气降雨对矿床的充水矿区地势低洼，每逢暴雨后矿区外围的地表水大量流入矿区，整个矿区被水淹没。3、锡基坑小溪锡基坑小溪自南东向北西流经矿区，在19972000年个体老板对小溪进行修缮，用水泥三面（底、两壁）固结，对矿床充水影响不大。4、老窿道及未封孔矿区自明朝至今断续开采，老窿沿矿体

21、露头分布，开采深度1030m，个别达40m。同时矿区所施工的钻孔均未封孔，这些老窿及钻孔的充水给 今后开采有一定影响。（四）预测矿坑涌水量矿区矿体产状较平缓，呈似层状或透镜状。绝大部分矿体埋藏于海拔 标高-80m以上，溶洞主要分布在海拔标高-20m以上。计算矿坑预测涌水量，含水层厚度为 6Om，渗透系数取三个抽水孔算术平均值。选择矿区47线进行竖井及坑道预测涌水量计算（见插图），现将原勘探报告计算结果分述如下：1、竖井涌水量47线一带矿体埋深120m以上，设竖井深为120m（见插图）。计算结果为14540.45m3/d。2、斜井涌水量设斜井在17线号矿体露头掘进，矿体倾角小于45，埋深60m以

22、上（见插图）。计算结果为848.454m3/d。3、坑道涌水量坑道涌水量面积为47线矿体分布的面积，计算结果为56002.48m3/d。（五）供水条件矿区内可供利用的水源有东岗岭组裂隙溶洞水、锡基坑小溪和矿区外围的白马河。现将其水量水质分述如下：1、东岗岭组裂隙溶洞水为矿区内水量最丰富的水源，据三个孔的抽水试验水量很大（4007.06m3/d10734.45m3/d），可作为大型厂矿供水水源地，水质良好，硬度8.5度，矿化度150mg/L，水位埋藏浅，是开采时较理想的供水源地。2、锡基坑小溪自南东向北西流经矿区，其补给面积小，雨季时水流量较大，旱季时，水量小，而接近干涸，且受人畜活动影响，污染

23、严重，不宜饮用。3、白马河位于矿区北侧4km，水流长年不断，冬季水量较小，据1961年8月22日测量流量为453m3/s，河流流经地段多为农民引作农田灌溉，石排农场用河水加工淀粉及饮用。（六）本次水文地质调查概况本次调查从2003年1012月间断续进行。023线共有民采坑道8个，由于采矿个体老板不允许进入坑道调查，只能在地面向民工了解情况。现将调查情况简述如下：8月30日前矿区全部被水淹没，9月5日左右矿老板进入矿区安装水泵进行抽水。有四个坑口，每个坑口有23台水泵，每台水泵抽水量为150t/h，连续抽水20 天左右，到9月底，水位下降至海拔标高0m左右，10月上旬开始采矿。在采矿过程中，每个

24、坑口保持有一台水泵正常抽水，每天总抽水量在1.2万t左右。在0线附近地表采坑，坑深约20m，通过观察，坑壁岩性为白云岩，节理裂隙较发育，偶见有高0.801.00m，宽0.30.50m的溶洞分布。岩层层理清楚，质地坚硬。据个体矿老板反映，水主要是沿锡基坑背斜轴部自矿区外围南西向北 东流入矿区。在1998年2000 年间个体老板在矿区南西端10线附近（背斜轴部）施工钻孔灌水泥堵水，约灌入300余t水泥，500余t沙石，另在矿区北东23线西段也施工钻孔灌注水泥，注入200余吨水泥和300余吨沙石。通过以上措施，矿区坑道涌水量明显减少。2.4 环境地质条件自然地理与经济概况：矿区处在东西宽约10 km

25、，南北长约15km的岩溶平原，西北为海拔500600m的中低山所环绕，东面及于中低山之前缘则为低山丘陵所盘据。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。区内农业发达，农作物以水稻为主，经济作物有果树、甘蒸等，乡镇企业有矿粉厂、水泥厂等。水、人力、物力充沛。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

26、带即使发生地震，波及矿区影响也微弱，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，容易发生现塌现象。3、矿区矿体埋藏于当地最低侵蚀基准面以下，可能因水文地质因素造成透水淹没矿坑的隐患。4、矿区可能出现的灾害矿区采矿历史悠久，企业在获得采矿许可证以前民采较盛，一度乱采滥挖，矿体中留下许多老窿，部份用废石回填，部份有积水，无法调查了解。现在企业获得采矿许可证后，通过巷道勘探，虽然已经基本查清了民窿采空区和地下水情况，但今后开采时仍要注意局部溶洞及少量涌水，以防出现涌水或地面沉

27、降、塌陷等地质灾害。第三章 矿区治理现状与治理条件3.1 治理现状3.1.1 矿区露天采空区现状矿区内现有露天采空区34个，按134编号（见附图1），面积累计达13万，约195亩（13公顷），容积达81.7万m，采空区个别深达35m，但大部分采空区深210m。露天采空区含废弃采空区和生产使用采空区。其中废弃露天采空区32个，3号采空区最大，其次为23号采空区，其他如1、2、32等多个采空区容积也达数万立方米，矿区内累计废弃采空区面积约110941，容积约622451m。另外2个露天采空区为矿山在生产使用采空区，33号为5号斜坡道入口，该空区较夹长，主要布置矿山公路，面积约8298，容积约622

28、35m；34号采空区开采即将结束，待结束后也可进行充填，面积约11390，容积约133000m。表3-1 露天采空区参数表采空区编号面积容积m平均高度m备注15036205974.09首期治理26850226033.30首期治理3252751754056.94首期治理42696195457.25首期治理5117225892.21首期治理6238834861.46首期治理72282181447.95首期治理842525055.89首期治理95609411.68首期治理101122928020.25首期治理112604146585.6312137788256.41132832175566.2014

29、3814368059.65154199352748.40首期治理16151237802.50首期治理1782716542.00首期治理18141532562.30首期治理19160880415.00首期治理202126166057.81216655520.83首期治理2295451895.4423910911049712.1324198086324.36253024471.48263591137543.8327130841453.17281092171.99296766420.95首期治理30182545642.50首期治理31148049723.36首期治理328715537696.17首期

30、治理338298622354.0934113901330003.30首期治理合计130629817686首期治理922255181213.1.2 废弃露天采空区安全隐患废弃采空区原来未按规范开采，多年的乱采滥挖，现形成较多的陡峭边坡，边坡上部存在松散岩石及浮土，且该地区每年58月为雨季，降雨较集中，因此废弃采空区有边坡崩塌、滑坡和泥石流的安全隐患。矿区内废弃采空区大部分位于矿山公路或农田旁边，对矿山生产运输及附近农民耕种也存在一定安全隐患。3.1.3 首期治理范围矿区内采空区较多，个别情况较复杂，以治理消除废弃采空区安全隐患为前提，首期治理的露天采空区根据以下几点进行选择确定：1、露天开采已经结束或即将结束。2、不属于在生产使用采空区。3、不对地表径流造成影响。4、治理的露天采空区下部不存在地下采空区或在开采的地下采场，防止产生二次安全隐患。根据以上几个原则，可选定首期治理采空区为110号采空区、1519号采空区、21号采空区、2932号采空区和34号采空区。而111