富达矿业有限公司铭德铁矿

安徽省富达矿业有限公司铭德铁矿水文地质工程地质详查报告院二O一一年四月报告名称：安徽省县富达矿业有限公司铭德铁矿水文地质工程地质详查报告-4-目 录第一章 前言1第一节 目的任务1第二节 交通位置和自然地理概况3第三节 以往地质及水工环地质工作研究程度5第四节 工作方法及完成工作量9第二章 区域地质及水文地质特征9第一节 区域地质特征9第二节 区域水文地质特征11第三节 区域工程地质特征13 第三章 矿区地质特征18第一节 矿区地层18第二节 矿区构造及岩浆岩20第三节 矿体特征21第四章 矿区水文地质22 第一节 矿区水文地质条件22 第二节 矿坑涌水量预测26第五章 矿区工程地质32 第一节 矿区工程地质条件32第二节 井巷围岩稳固性评价33第六章 矿区环境地质37第一节 矿区环境地质现状37第二节 矿山环境地质问题预测39第三节 采矿产生的环境地质问题防治措施40第七章 结论和建议40第一节 结论40第二节 建议41 附图： 安徽省县铭德铁矿矿区水文地质图（1：1000）安徽省县铭德铁矿矿区工程地质图（1：1000）第一章 前言第一节 目的任务一、任务的由来安徽省县富达矿业有限公司为开发矿业，委托院在矿山采矿权范围内进行水文地质、工程地质详查；第二水文工程地质勘查院接受委托后，双方于2011年4月13日签订“安徽省县富达矿业有限公司铭德铁矿矿山水文地质工程地质详查工作协议”，第二水文工程地质勘查院随即开展了矿区详查工作。二、工作任务及提交成果工作任务初步查明矿区的水文地质、工程地质条件；对矿区的水文地质、工程地质、环境地质条件进行评价，并对矿坑涌水量进行初步估算。提交成果提交安徽省县富达矿业有限公司铭德矿矿区水文地质工程地质报告一份；提交安徽省县铭德铁矿矿区水文地质图（1：1000）提交安徽省县铭德铁矿矿区工程地质图（1：1000）三、勘查范围县铭德铁矿采矿权范围整合后面积为0.1263km2，开采深度为+20m至-145m。具体见整合范围内矿权分布图，其拐点坐标见表1。四、项目完成时间：2011年4月底。 比例尺：1：2000图1 整 合 后 矿 区 范 围 图 表1 整 合 后 矿 区范 围 坐 标 表 第二节 交通位置和自然地理概况一、交通位置矿区位于县繁阳镇329方向，直距10km，行政区划现隶属芜湖市县新港镇。矿区中心地理座标：东经1180740，北纬310946。矿区有简易公路与繁昌新港公路相接，可分别通至繁昌火车站和新港、荻港长江货运码头，区内交通方便，见图2。二、自然地理概况气象县繁阳镇属北亚热带湿润性季风气候区，气候温和，四季分明，雨量适中光照充足。多年平均气温在15.8，年际变化2左右；极端最低气温-14.3（1969年2月2日），极端最高气温41.2（1966年8月7日）。据繁昌站多年（19592002年）降水资料：矿区一带多年平均降水量为1388.6mm（1.3886m），最大年降水量为2010.6 mm，最大月降雨量为900.9 mm；最大日降水量为180.4 mm；多年平均无霜期为231天；多年平均相对湿度80%。水文矿区的南侧分布一水塘，面积为400m2，水深13m。北侧分布一近东西向展布的水系，流向为北东向，水位标高为16m，地表水对采坑存在一定的补给关系。地形矿山位于沿江丘陵平原区的岗丘区，矿区地势南部、西部高，北东部、东部低，分布标高为17.023.9m，最高处位于矿区南部，标高为23.9m，最低点位于北西侧，标高17.0m，坡度较缓，为510。地貌矿区位于岗丘区，分布标高为17.023.9m，岗丘顶部圆滑、较平坦，地形坡度一般在38，矿区发育1条北东向冲沟，沟谷呈“U”字型，矿区位于北东向冲沟的西侧。岗丘顶部被第四系上更新统粘土及粉质粘土覆盖。三、经济地理概况矿区及其周边人口稠密，物产丰富，经济以农业为主；农作物主要有水稻、小麦，另外、矿产资源也较丰富，矿业经济较发达。第三节 以往地质及水工环地质工作研究程度一、地质工作概况及研究程度1953年南京大学地质系曾进行1:20万路线地质找矿；1955年1973年322地质队、煤田二队曾先后对本区煤矿进行普查和勘探；1974年省区调队曾开展1:20万宣城幅区域地质矿产调查；1963年1983年321地质队先后在区内普查寻找有色金属矿产资源；1968年1998年803地质队在本区开展寻找铁、硫等矿产资源；1985年1989年321地质队开展1:5万县、黄墓渡东、横山桥南、芜湖市西南等四幅联测区域地质调查。1960年，安徽省冶金物探队在本区燕山头带，开展1/5000磁法扫面9km2，发现了大、小异常12个，资料整理分析，认为部分异常为矿致异常。19601962年，803地质队对上述异常进行钻探验证工作，计施工钻孔10个，总进尺1074.76米，获D级储量11.08万吨。1964年省重工业厅物探队又在本区及外围开展了1/2000磁法详查工作，发现和圈定了20个磁异常。经推断认为C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C11、C12、C13、C14、C15等12个异常属矿致异常，其它异常则与岩浆岩有关。后对其中稍具规模的异常进行验证，证实上述推断基本正确。地质简测工作1999年，华东冶金地质勘查局812队地质勘查研究分院分别对该二矿进行地质简测，提交了安徽省县马坝乡艺农村铁矿简测计算占用矿产储量说明书（即现在的铭德铁矿），求得C+D级矿石量3.92万吨，全铁平均品位60.5%；提交了安徽省县马坝谷村铁矿简测计算占用矿产储量说明书（即现在的谷村铁矿），估算资源量（D级）3.62万吨，TFe品位60.02%。审批情况不清。 储量复核、检测及核实工作2005年至2008年，铭德和谷村二铁矿先后进行了复核和核实工作，现按时间顺序分别叙述如下：铭德铁矿：2005年1月初，安徽省地质矿产勘查局第二水文地质工程地质队提交了安徽省县马坝乡铭德铁矿资源储量复核地质报告, 1月17日芜湖市国土资源局组织专家对该报告进行了评审,经芜国土资储备字20056号文认定：矿山累计查明磁铁矿矿石量29.20万吨，全铁平均品位54.265%。2006年12月，芜湖市长江矿业工程技术咨询有限公司对该矿山开展首次矿山储量动态检测工作，提交了安徽省县铭德铁矿矿山储量年度报告（2006年度。芜湖市银湖矿产资源评估有限公司对该报告进行了评审，并经芜国土资储备字200663号文备案。评审通过的资源储量如下：累计查明磁铁矿矿石量43.83万吨，全铁平均品位52.52%。其中矿权界内矿石量7.74万吨，全铁平均品位57.50%。 2008年6月芜湖市长江矿业工程技术咨询有限公司对该矿山进行了资源储量核实，提交了安徽省县铭德铁矿资源储量核实报告，芜湖市银湖矿产资源评估有限公司对该报告进行了评审，并经芜国土资储备字2008046号文备案。评审通过的资源储量：累计查明磁铁矿矿石量45.08万吨，全铁平均品位51.49%。其中矿权界内矿石量8.64万吨，全铁平均品位51.52%。谷村铁矿：2005年4月，321地质队对该矿进行矿产资源储量复核，提交安徽省县谷村铁矿资源储量复核地质报告，估算资源储量总矿石量20.42万吨，TFe品位 53.18%。2006年7月，芜湖市长江矿业工程技术咨询有限公司受委托对该矿进行首次动态检测，于2006年8月提交了安徽省县谷村铁矿2005年度首次矿产资源储量年度报告。2008年8月芜湖市长江矿业工程技术咨询有限公司对该矿进行了资源储量核实工作，并提交了安徽省县马坝谷村铁矿资源储量核实报告，评审通过的资源储量如下：累计查明的资源储量磁铁矿矿石量18.98万吨，TFe平均品位46.52%，其中界内16.71万吨，TFe平均品位46.50%。累计查明的资源储量矿石量64.06万吨，平均品位50.02%。其中：采矿权范围内累计查明的资源储量矿石量25.35万吨，平均品位48.21%。芜湖市长江矿业工程技术咨询有限公司于2010年4月安徽省县铭德铁矿资源储量核实(整合)报告。上述这些地质工作对区内的地层、构造及矿产等方面进行了较为深入的研究，积累了丰富的基础资料，为本次调查奠定了地质基础二、水工环地质工作概况及研究程度1984年安徽省地矿局第二水文地质工程地质队在矿区及周边进行了1/20万宣城幅水文地质普查，提交了1/20万宣城幅区域水文地质普查报告；2006年由安徽省地勘局第一水文工程地质队承担并完成的1/10万县地质灾害调查与区划；2008年7月，安徽省水文地质工程地质公司完成安徽省县铭德铁矿矿山地质环境保护与综合治理方案；2008年6月，院编制完成安徽省县谷村铁矿水文地质评价报告；完成的这些水工环地质工作，为在本矿区进行水文地质和工程地质勘查提供了基础资料。第四节 工作方法及完成的工作量一、工作方法在充分收集矿区的气象、水文、地质和矿山开采等资料的基础上，通过地面水文地质和工程地质调查、抽水试验、样品采集，然后进行综合研究和报告编制；地面调查精度控制在1：1000，抽水试验选在民井中进行，并通过访问当地居民，了解民井的动态变化。二、完成的主要实物工作量主要实物工作量见表2。表2 实物工作量汇总表工作内容工作量水文地质及工程地质调查（面积） 2.6km2调查路线 （长度）15km调查点地质点5民井4试验民井抽水（井、次）2采样水质分析样（个）2岩石力学样（个）2第二章 区域地质及水文地质特征第一节 区域地质特征一、地层前第四系地层矿区地层区划属杨子地层区下扬子地层分区的的芜湖安庆地层小区。矿区分布三叠系下统南陵湖组（T1n），主要岩性：下部为灰色薄层微晶灰岩、生物碎屑灰岩，底部为瘤状灰岩夹薄层微昌灰岩；上部为浅灰灰色中层、中厚层微晶灰岩，厚度160.0645m。围岩已大理岩化。第四系地层 区域内多见上更新统戚家矶组（Q3xedl），成因为残坡积型；分布于岗丘区，岩性为褐黄色粉质粘土，硬塑，含铁锰薄膜，柱状节理发育，密实，厚度1020m。二、构造褶皱构造区域内主体褶皱构造是寨山背斜。寨山背斜轴向近东西，长约12千米，核部地层为志留系坟头组和茅山组，两翼为泥盆系到三叠系地层。该背斜南翼地层正常，北翼地层倒转。矿区即位于该背斜东部倾没端附近，区内被第四系覆盖，构造形迹不清。断裂构造区域内断裂构造主要有繁昌新港断裂，地表被第四纪覆盖；该断裂系根据航磁及重力异常资料推断，沿断裂带航磁T等值线呈串珠状、带状分布。断裂带走向北西，沿断裂带有许多小型铁矿体或岩脉侵入。三、岩浆岩燕山晚期的石英闪长玢岩（）、花岗闪长岩（）、闪长斑岩（）、正长斑岩（）及花岗岩（），以小岩体或岩脉形式产出，浅灰灰白色，斑状结构，基质为半自形粒状结构，块状构造。第二节 区域水文地质特征一、区域地下水类型区域地下水有松散岩类孔隙水，碳酸盐岩类裂隙溶洞水和基岩裂隙水个类型。松散岩类孔隙水水量极贫乏（单井涌水量10m3d）一般分布于丘陵坡麓、岗丘和坳谷内，含水层为上更新统残坡积物（Q3edl）岩性为粘土，含碎石亚粘土，厚1020.0m之间，含弱孔隙水，水量极贫泛，单井涌水量均10m3d，一般民井出水量68.0 m3d，水化学类型为HCO3Ca型，矿化度0.50gl左右，PH值7.5。碳酸盐岩类溶蚀裂隙水根据岩性和富水性，可分两个含水岩组。1.碳酸盐岩类溶蚀裂隙水分裸露型和覆盖型两种。裸露型（泉流量1.0Q10.0Ls）含水层为二叠系栖霞组（P1q）、三叠系下统南陵湖组（T1n），组成丘陵地形，岩性为微晶灰岩、砾屑灰岩、白云质微晶灰岩及大理岩，中厚层，厚度160.0645m；发育溶沟、溶槽和溶蚀裂隙，富水性中等，泉流量一般为1.010Ls，富水性不均匀，动态变化大，雨后和干旱季节流量有明显差异，水化学类型HCO3Ca，矿化度0.5gL。覆盖型（单井涌水量1001000m3d）含水层为三叠系下统南陵湖组（T1n），分布于坡麓沟谷或岗丘地带，岩性为中厚层微晶灰岩、砾屑灰岩、白云质微晶灰岩及大理岩，上覆1020m厚的上更新统或全新统的粘土、亚粘土；岩溶较发育，从钻孔岩芯中见沿节理裂隙发育的孔洞和溶蚀裂隙，发育深度可至-144m，孔洞直径23cm，裂隙长0.520cm不等，宽25cm，深23 cm，无充填。根据小磕山西麓的原“小磕山轴承厂”找水资料，该厂的供水井施工在三叠系下统南陵湖组（T1n），水位埋深28.92m，当降深7.05m时，单井涌水量达到1162.1m3d。基岩裂隙水 分层状岩类和块状岩类两个类型。1.层状岩类裂隙水（泉流量0.11.0Ls，单井涌水量10100m3d）区域内泥盆系五通组（D3w），石碳系高骊山组（C1g），二叠系下统孤峰组（P1g）、上统龙潭组（P2l）、大隆组（P2d）及变质矽卡岩等，组成丘陵地形；含水层岩性为石英砂岩、粉砂岩、硅质页岩及页岩，主要发育层间裂隙，局部发育构造裂隙，区域上泉流量一般0.11.0Ls，常见单井涌水量一般10100m3d，前人在小磕山西部煤矿的矿井调查中得知，矿井排水量仅为42.27m3d；动态受大气降水影响明显，泉水多呈季节性，旱季易干枯。2.块状岩类裂隙水（泉流量0.050.1Ls，单井涌水量10m3d）燕山晚期的石英闪长玢岩（）、花岗闪长岩（）、闪长斑岩（）、正长斑岩（）及花岗岩（），以小岩体或岩脉形式产出；发育构造裂隙和风化裂隙，风化带厚度一般1040m，其中强风化带厚度1020m，裂隙率约为2；含风化带网状裂隙水，富水性极贫乏，区域泉流量多为0.050.1Ls；闪长岩分布的矿区，在深10m、直径20m的大井中，排水量仅为10m3d；出露的泉水、受季节影响明显，枯季易干枯；水化学类型HCO3Ca，矿化度0.10.3gl，PH值6.08.0。二、区域地下水补迳排条件区域地下水的补给主要是来自大气降水，通过孔隙、裂隙或溶蚀裂隙入渗，总体趋势由北西和南东方向迳流，迳流途径短，并在当地侵蚀基准面附近的沟谷以泉的形式排泄；其补给区和迳流区在同一区域，地下水获得补给后，经短距离迳流就会迅速排泄；因此，地下水动态变化大。第三节 区域工程地质特征区域属于沿江丘陵工程地质区，江南碳酸盐岩与侵入岩相间的工程地质亚区，主要工程地质岩组是岩体，其次为土体；岩体有碳酸盐岩建造、碎屑岩建造及侵入岩建造，土体则为上更新统及全新统的粘性土。一、岩体侵入岩建造（）1.坚硬-较坚硬块状石英闪长玢岩、花岗岩、闪长斑岩岩组（1）该岩组在沿江地区分布较广，以燕山晚期形成的岩体为主，多为小型侵入体及脉岩，岩性为石英闪长玢岩、花岗岩、闪长岩、正长斑岩等；块状结构；新鲜的花岗岩干抗压强度一般在80200MPa之间，最大可达214MPa，而处于风化状态的岩石，干抗压强度明显降低，据统计最小值约为12MPa；闪长岩干抗压强度一般为93188MPa，见表3；由于岩石坚硬，抗压强度高，岩体较完整，裂隙不发育，且结构面延展性差，是最好的建筑场基和建筑材料，在一般情况下，此类岩体对于边坡、地基、地下工程都是坚固的。但岩石强风化带等部位，一般结构松散，透水性强，其抗压强度明显下降，易引起塌方、崩落等不良工程地质现象，特别是在断层和裂隙发育带及接触带等处，更易发生这类地质灾害。表3 岩石物理力学性质简表 名 称天然容重(g/cm3)干抗压强度R(Mpa)软化系数Kd抗剪强度(Mpa)内聚力C(Mpa)摩擦系数f(tg)花岗岩2.472.7080.7200.00.780.89闪长岩2.562.7393.1188.30.750.856.970.01.030.00.915.9碳酸盐岩建造（）1.坚硬较坚硬中等岩溶化白云质灰岩、大理岩岩组（1）区域上多组成丘陵地形，为三叠系下统南陵湖组灰岩，中厚层状结构，坚硬较坚硬，天然容重2.642.72gcm3，干抗压强度一般达到47.1150.9Mpa，软化系数0.630.92，抗剪强度11.188.8 Mpa，见表4；岩溶中等发育，地表见石芽，溶孔、溶沟和溶槽，含溶蚀裂隙水，工程地质性质较好。表4 部分碳酸盐岩物理力学性质指标 名 称天然容重(g/cm3)干抗压强度R(Mpa)软化系数Kd抗剪强度(Mpa)内聚力C(Mpa)摩擦系数f(tg)灰岩、白云岩2.642.7247.1150.90.630.9211.188.87.022.0泥质灰岩、条带灰岩2.392.7231.8182.00.730.850.916.9灰岩夹砂、页岩2.512.7026.088.00.50.684.513.82.坚硬-较坚硬弱岩溶化灰岩、泥质灰岩夹砂、页岩岩组（2）组成丘陵地形，岩组由三叠系岩性为灰岩、条带状灰岩、泥质灰岩、硅质碎屑灰岩，夹页岩组成，中厚至薄层状。其中灰岩的抗压强度、软化系数较高，砂岩、页岩较低，见表4；灰岩中一般沿层理、节理发育岩溶，溶洞少见、洞径一般1m以下，而相间的砂、页岩则易风化。由此类岩层组成的边坡，沿砂、页岩的层面易产生滑坡和崩塌。碎屑岩建造（）1.坚硬-较坚硬砂岩、页岩岩组（1）区域中泥盆系五通组（D3w），石炭系高骊山组（C1g），二叠系下统孤峰组（P1g）、上统龙潭组（P2l）、大隆组（P2d）及另星分布的矽卡岩类（SK）等，组成丘陵地形，岩性主要为页岩、硅质页岩、砂岩等，中薄层状结构，主要物理力学指标见表5。 表5 砂岩、页岩类物理力学性质简明表名 称天然容重(g/cm3)干抗压强度R(Mpa)软化系数Kd抗剪强度(Mpa)内聚力C(Mpa)摩擦系数f(tg)页岩2.192.6920.561.40.3510.327.61.910.4砂岩2.512.7251.6138.516.723.8二、土体（）低压缩性粘性土（1）主要为第四系上更新统坡积、洪积层，多分布在丘陵坡麓地带，岩性为棕褐色粘土、亚粘土，均一结构，含铁锰结核，中密，具中低压缩性，厚210.0m不等，一般直接覆盖于下伏基岩之上；其物理力学性质为：r=1.82.08g/m3，e=0.580.73，=1530%， WL=3239%， Ip=9.617. 2，Il=0.050.36， a1-2=0.0820.204MPa-1，c=23.5126.5KPa，=12.525.5。此类土具低压缩性，承载力特征值一般300350KPa，可作为良好的天然地基。中等压缩性粘性土（2） 区域内全新统坡洪积堆积层，多分布在支谷及坳谷内，主要为亚粘土，底部往往有薄层呈透镜体状的含泥、砾粉砂；厚度7.010m，中密-稍密，具中-高压缩性，承载力特征值150180Kpa，其主要物理力学指标见表6。表6 粘性土主要物理力学指标简表天然容量(g/cm3)天然含水量w(%)孔隙比e液性指数 IL塑性指数Ip压缩系数a1-2(MPa-)凝聚力C(KPa)内摩擦擦角(度)承载力特征值R(KPa)1.792.0719.941.00.680.890.180.7410.118.90.3160.663 34.32 98.0713.029.0150180三、区域地壳稳定性新构造运动及其特征区域内新构造运动表现为间歇性上升特征，具体为山体切割和山麓堆积并存，上升阶段产生侵蚀下切、切割深度50-100m；间歇阶段、剥蚀作用使坡麓及沟谷内堆积的松散堆积层，最厚可达10m以上。地震区域地震活动的强度、频度相对比较低，属中弱发震区，根据多年地震资料记载，矿区周围地区自公元1507年至今，共发生12次地震（表7），最大震级五级，破坏性较小，主要是受邻近地区地震的波及影响。表7 矿区及周围有感地震统计表序号发震时间地 点震级及震情11507.3芜湖附近地震有声，屋舍皆震。21636.5.21 南陵东北4级，地震。31654.2.17铜陵西5级，地震、坐者几扑4169411南陵3级，地震。51696.4.16南陵3级，地震。61696.5.17南陵35级，地震。71740.6南陵大水地震。 81765.11南陵2.75级，地震。 91769.1南陵2.75级，地震。 101924芜湖3级，地震玻璃窗及悬挂物均已动摇。 111909.12.27南陵北4级，地震。 122005.12.20铜陵4.2级,地震。图3 地震动峰值加速度分区图表8 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表地震动峰值加速度分区（g）0.050.050.100.150.200.300.40地震基本烈度值根据2001年8月1日实施的中国地震动参数区划图（GB183062001），本区属地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度分区为0.05g（相当于地震烈度度区）（图3、表8）。 第三章 矿区地质特征第一节 矿区地层矿区内基本被第四系覆盖，根据坑道揭露情况，结合矿区周边出露的基岩特征，矿区内所见地层主要为三叠系下统南陵湖组 (T1n)，见图4；现分述如下：一、三叠系下统南陵湖组（T1n）由于岩体侵入，呈孤岛状自南西向北东延伸。下部灰色薄层微晶灰岩、生物碎屑灰岩，底部瘤状灰岩夹薄层微晶灰岩；上部浅灰灰色中层中厚层微晶灰岩，厚度不详。二、第四系上更新统（Q3edl）：分布于矿区南部及西南部，为褐黄色粘土、亚粘土夹砾石组成，砾石约占10%，砾石直径一般15cm，成份主要为矽卡岩、闪长玢岩、磁铁矿、灰岩等，厚1015m；成因类型为残坡积。全新统（Q4pdl）：分布于矿区及北东部，为灰黄色亚粘土，底部有0.5m左右的含泥中细砂层，一、三叠系下统南陵湖组 (T1n)第二节 矿区构造及岩浆岩一、褶皱矿区主体褶皱构造是寨山背斜。寨山背斜轴向近东西，长约12km，核部地层为志留系中上统，两翼为泥盆系三叠系。背斜南翼地层正常，北翼地层倒转。矿区即位于该背斜东部倾没端附近，区内为第四系覆盖，褶皱形迹不清。二、断裂断裂根据航磁及重力异常资料推断，矿区内断裂主要为繁昌新港断裂，沿断裂带航磁T等值线呈现串珠状、带状，断裂带走向NW，沿断裂带有多个小型铁矿体或岩脉侵入。裂隙通过谷村矿段-80m井巷调查：矿区共发育三组裂隙。组产状34040，裂隙面平直，长5m，闭合；组产状22035，裂隙长3cm，宽0.51.0mm。组产状12543，长度大于3m，裂隙率14条/m。矽卡岩带（SK）位于三叠系南陵湖组（T1n）与石英闪长玢岩（）接触带上，为接触交代变质的矽卡岩，倾向NE，倾角60左右，厚度35m ，II号矿体即在此矽卡带上。三、岩浆岩矿区岩浆岩主要为石英闪长玢岩，是燕山晚期侵入体，沿早期张性裂隙充填侵入，见图4。石英闪长玢岩呈浅灰灰白色，斑状结构，基质为半自形粒状结构，块状构造，属浅成相岩体。第三节 矿体特征一、矿体分布整合后区内共有二个矿体，分别为I号和II号矿体，见表9；I号矿体为原铭德铁矿体，位于矿区西北部，II号矿体为原谷村铁矿体，位于 表9 矿 体 地 质 特 征 一 览 表 矿体编号矿体形态矿 体 产 状矿 体 规 模空 间 分 布走向倾向倾角长度(m)厚 度（m）斜 深（m）标高（m）最大最小平均最大最小平均自至I透镜状SE北东707314027918100-28-128II透镜状NNE南东60171123796-31-143矿区南部，二矿体相距约200m，由于原矿权界限的限制，二矿体的相互关系尚不明确。I号矿体成因类型为与次火山侵入活动有关的中高温热液充填矿床，号矿体为接触交代矽卡岩型矿床。二、矿体形态、产状和规模I号矿体产于闪长玢岩体中，其产状受岩体中的南东向裂隙构造控制。矿体形态呈透镜状，矿体赋存标高-28-128m，长140m，延深100m, 厚927m；走向SE，倾向NE，倾角7073。II号矿体赋存于岩体与灰岩接触带内，矿体走向NNE，倾向SE，倾角60左右，平面上呈带状，剖面上呈板状、透镜状，矿体赋存标高-31-143m；矿体长171m，实际控制长度86m；最大厚度12.26m，最小3.18m，平均7.22m；斜深96m。三、矿床开采方案铭德铁矿开拓方式为竖井斜井联合开拓，采矿方法为浅孔留矿法。矿山早期开拓的-26m、-32m两个探矿中段均未见矿，现开拓的-75至-79m实为一层平巷即一个中段。2007年矿山进行技改，在矿区南部界外施工新竖井至-80m水平，并从新竖井施工平巷与老竖井-75m贯通，矿山开拓平巷总长达730余米。谷村铁矿开采方式为地下开采，为竖井加斜井联合开拓方式，工程布置有主竖井，通风竖井和人行斜井，主要开采-79m中段矿体。开采最高标高-71.32-72.17m，最低标高-78.21-79.21m，开采净空7.89m,并有溜矿井、天井。北部采矿巷道长约74m，宽约5m，高约1.5m；东部采场长约30m，宽约32m，高约56m第四章 矿区水文地质第一节 矿区水文地质条件一、矿区水文地质边界条件县铭德铁矿位于沿江丘陵平原水文地质区，地表水体仅为一些小水塘，当地侵蚀基准面12 m左右。根据矿区附近调查的民井，水位埋深2.5m左右，矿山为地下坑道开采，矿体围岩为石英闪长玢岩，岩体富水性贫乏，可视为隔水边界。矿体位于矽卡岩带上，此矽卡岩带厚度35m，仅发育几组构造裂隙，岩体本身富水性贫乏；矿体东侧的围岩也为石英闪长玢岩，岩体富水性也属贫乏；但矿体西侧分布有透镜体状三叠系下统南陵湖组碳酸盐岩，虽有矽卡岩阻隔，但矽卡岩厚度有限，南陵湖组碳酸盐岩裂隙溶洞水能通过矽卡岩裂隙渗入至坑道，与矿体有间接水力联系，但补给有限。综上所述，矿区水文地质边界条件属简单。二、矿区地表水矿区及周边一带除了一些小水塘外，无其它地表水体。三、矿区地下水矿区地下水类型矿区地下水有松散岩类孔隙水、碳酸岩盐类溶蚀裂隙水及基岩裂隙水，见图5。1.松散岩类孔隙水（单井涌水量10m3）覆盖于全矿区的上更新统及全新统的含碎石亚粘土、亚粘土，局部亚粘土底部有0.5m厚含泥粉细砂，较松散，厚度10.015.0m之间，通过简易抽水，水位埋深2.50m，单井涌水量为8.6m3d，水化学类型为HCO3Ca型，矿化度0.56gL，PH值=7.2；动态变化大，旱季水位较雨季要降低1.0m左右。2.碳酸岩盐类溶蚀裂隙水（单井涌水量1001000m3d）矿区为覆盖型。分布于谷村矿段，呈孤岛状自南西向北东延伸，含水层岩性：下部灰色薄层微晶灰岩、生物碎屑灰岩，底部瘤状灰岩夹薄层微晶灰岩；上部浅灰灰色中层中厚层微晶灰岩，根据邻区钻孔资料，单井涌水量一般1001000m3d左右；矿段内碳酸盐岩为透境体状，周边为富水性弱的闪长岩类，补给条件差，使其富水性变弱。水化学类型HCO3Ca，矿化度0.5gL，PH值7.5左右。44 2.基岩裂隙水 矿区主要为块状岩类裂隙水块状岩类裂隙水（单井涌水量10100m3d）燕山晚期的石英闪长玢岩（），为两个矿体的围岩，岩石发育构造裂隙，含弱裂隙水，根据铭德铁矿矿坑道排水资料：坑道长120m，高、宽各2m，坑道排水量为180m3d ；水化学类型HCO3Ca，矿化度0.3gl，PH值6.8。二、矿区地下水补迳排条件矿区地下水的补给主要是来自大气降水，通过裂隙或溶蚀裂隙入渗，总体由南西向北东方向迳流，迳流途径短、缓慢，一般为隐伏排泄；但矿山开采后，以人为排水方式向地表排泄。三、矿区水文地质勘探类型根据矿床主要充水含水层的容水空间特征，县铭德铁矿是以基岩裂隙含水层充水的的矿床，其勘探类型属第二类裂隙充水矿床（）。矿体与含水层的空间关系，为充水含水层直接与矿体接触，地下水直接进入矿坑，属第1亚类（1）。再根据主要矿体与当地侵蚀基准面关系，地下水的补给条件，地表水与主要充水含水层水力联系密切程度，主要充水含水层的富水性、导水性、第四系覆盖情况以及水文地质边界的复杂程度，铭德铁矿主要矿体虽位于当地侵蚀基准面以下，附近除了一些小水沟外，无大的地表水体；矿床主要充水含水层的富水性弱，地下水补给条件差；第四系履盖层厚度薄，水文地质边界简单；因此、该矿水文地质勘探属第一型。综前述，铭德铁矿水文地质勘探类型属第二类第一亚类第一型（1-1）。第二节 矿坑涌水量预测一、矿坑充水因素前己述及，县铭德铁矿位于当地侵蚀基准面以下，附近基本无地表水体。矿体有两个，开采方式均为地下开采。矿体围岩为石英闪长玢岩，发育构造裂隙，岩石富水性贫乏；矿体围岩西侧为矽卡岩，其余也为石英闪长玢岩。石英闪长玢岩和矽卡岩富水性均为贫乏，其中矽卡岩阻隔了相邻南陵湖组碳酸盐岩溶蚀裂隙水。矿山在开采过程中，未见断裂构造和破碎带。因此，铭德铁矿矿坑充水为基岩裂隙水。二、坑道涌水量预测I号矿体矿体赋存标高-28-128m，长140m，延深100m, 厚927m，走向SE，倾向NE，倾角7073；II号矿体赋存标高-31-143m，矿体长171m，倾角60。由于矿体和矿体互不相连，两个均有各自的坑道系统，因此，坑道涌水量分两个矿体预测。预测方法两种，一是水文地质比拟法，二是分析计算法水文地质比拟法1.号矿体（铭德）因矿体产状较陡，分竖井和水平坑道预测。竖井涌水量预测号矿体赋存标高最低至-128m，竖井深度设为138m。运用井径不同的二比拟竖井，竖井涌水量根据一般比拟垂直钻孔涌水量确定，此时钻孔直径（D）用实际抽水半径代替，竖井直径（D）用实际竖井井径。竖井涌水量计算选用如下公式： 式中： Q竖井涌水量（m）Q钻孔实际涌水量（m），选用区域同类岩层的钻孔涌水量，为24.19m3dD竖井直径（m），矿山竖井直径2m S竖井水位降低深度（m），设矿区地下水位标高10m（当地侵蚀基准面标高12m），则竖井水位降低高度为138m S钻孔水位降深（m），根据区域同类岩层的钻孔涌水量24.19m3d时的降深值，为33.83m D钻孔直径（m），取值0.20m将上述参数代入公式，计算得Q= 513.0 m3d 水平坑道涌水量预测 根据目前矿山水平坑道排水资料：坑道长120m，排水量为180m3d。用比拟法选用公式： Q平=qLs式中： Q平预测坑道涌水量mdq=Q1L1 q己有生产水平坑道单位长度涌水量m3m.d，为180m3d 120m=1.5m3m.d L矿体巷道长度，按-80m中段接斜坡道-76.50m中段，总长约300m将上述参数代入，计算得设计坑道地下涌水量为：Q平=450.0md。用比拟法预测矿体矿坑涌水量合计 以竖井和水平坑道合计为：Q比=513.0 m3d+450.0m3d=963.0 m3d2.号矿体（谷衬）同矿体，分竖井和水平坑道预测。竖井涌水量预测矿体赋存标高-31-143m，竖井深度设为153m。计算方法和计算公式同矿体。 式中： 除 S竖井水位降低深度（m）为153m外，其余各项参数同矿段竖井的各项参数。将上述参数代入公式，计算得Q= 540.20 m3d 水平坑道涌水量预测 计算公式及单位长度涌水量同矿段水平坑道，其中矿体巷道长度（L），取-80m中段长度约250m。将上述参数代入，计算得设计坑道地下涌水量为：Q平=375.0md。用比拟法预测矿体矿坑涌水量合计 以竖井和水平坑道合计为：Q比=540.20 m3d+375.0m3d=915.20 m3d3.水文地质比拟法综合矿体矿坑涌水量合计：963.0m3d矿体矿坑涌水量合计：915.20m3d分析计算法1.号矿体（铭德）分竖井和水平坑道计箅。竖井涌水量计算选用断面法，计算选用达尔西公式：Q竖=K.I.式中：Q竖竖井涌水量.m3d K 计算断面渗透系数.md，根据区域同类含水层抽水试验资料，渗透系数K=0.016md I 计算断面水力坡度，根据矿体（谷村矿）实测结果，地下水位降落漏斗中心水位至-80m时，降落漏斗范围则为70650m2，影响半径为150m；如水位降至-128m时，则范围更大，取此标高影响200m，由此推算得水力坡度I=0.69 计箅断面面积.m2，竖井降至-128m时，影响半径取200m，过水断面面积则为55200m2计算得竖井涌水量Q竖=609.41m3d水平坑道涌水量计算水平坑道在石英闪长玢岩中，为非完整坑道，周边进水，选用以下公式计算： （2Sm0）m0 （2Sm）m0 SQ平=KB 2R1 2R2 2T R1R2Ln（ ） b T（R1R2）式中Q平坑道涌水量（m3d） B坑道长度（m），-80m坑道长度为300m S坑道之水位降低（m），坑道标高-80.00m，地下水位标高为10m，因此水位降底设为90.0m K含水层渗透系数（md），根据1：20万宣城幅水文地质普查报告在矿区附近同类地层的抽水试验资料，渗透系数K=0.016md m承压含水层厚度（m），取80m（含矿层） R1、R2矿坑在补给方向和排泄方向影响宽度（m），矿坑在当地侵蚀基准面之下，根据1：20万宣城幅水文地质普查报告在矿区附近同类地层的抽水试验资料，取值均为150.0m， m0矿坑底至隔水顶板之距离（m），根据矿区资料，为90.0m；T矿坑底至隔水底板之距离（m），根据矿区竖井资料，为80.0m；H坑道处水位高度（m），从当地地下水位算起至坑道底部，取值90. 0m；b坑底宽度（m），取值2.0m；将上述各项参数代入，计算得矿体水平坑道涌水量：Q平=815.23m3d。用分析计算法估算得矿体矿坑涌水量： Q分=Q竖Q平=609.41m3d815.23m3d=1424.64 m3d1.号矿体（谷村）分竖井和水平坑道计算。竖井涌水量计算K 计算断面渗透系数.同矿体竖井，取0.016md I 计算断面水力坡度，同矿体竖井，取I=0.69 计箅断面面积.m2，影响半径取200m，竖井水位降深至-143m时，过水断面面积则为61200m2由此计算得竖井涌水量Q竖=675.65m3d水平坑道涌水量计算坑道也为非完整四周进水坑道，选用的计算公式同坑道，坑道-80m的长度按250m计，其它计算参数同前述的坑道。由此计算得Q平=679.36m3d用分析计算法估算得矿体矿坑涌水量： Q分=Q竖Q平=675.65m3d679.36m3d=1355.01 m3d3.分析计算法综合矿体矿坑涌水量合计：1424.64m3d矿体矿坑涌水量合计：1355.01m3d铭德铁矿矿坑涌水量确定通过上述水文地质比拟法和分析计算法两种方法估算，矿体（铭德）矿坑涌水量估算963.0m3d1424.64m3d；矿体（谷村）矿坑涌水量915.20m3d1355.01m3d；两种计算方法估算结果相差约48。为确保矿山开采安全，未来矿坑涌水量选用最高值，即：矿体（铭德）矿坑涌水量：1425.0m3d矿体（谷村）矿坑涌水量：1355.0m3d第五章 矿区工程地质第一节 矿区工程地质条件根据岩土体的岩性、结构、物理力学性质等因素，矿区可分土体、岩体两种类。一、岩土体类型土体（）1.中压缩性粘性土（1）分布于矿区的东部及北部坳谷内，为第四系全新统冲洪积的粘土、粉质粘土，稍湿，可塑，天然含水量较高，中压缩性，厚度5.010.0m，承载力特征值为150kPa左右。2.低压缩性粘性土（2）分布于矿区大部分地区，为第四系上更新统粘土、粉质粘土，含Fe、Mn质结核，稍湿，硬塑坚硬，天然含水量低，孔隙比小，低压缩性，厚度20.030.0m，承载力特征值土为250kPa左右。岩体（）根据岩体成因、物理力学性质等因素，矿区范围内主要为碳酸盐岩建造、岩浆岩建造两个建造类型，两个工程地质岩组。侵入岩建造（1）坚硬较坚硬块状石英闪长玢岩岩组分布于全矿区，其中矿体产于其中，构成矿体围岩，中粗中细粒结构，块状构造，岩石坚硬，强度高，天然容重2.762.90 g/cm3，干抗压强度93.7180.0MPa。碳酸盐岩建造（2）坚硬较坚硬中厚层状中、弱岩溶化灰岩岩组三叠系下统南陵湖组灰岩，分布于矿体西侧，呈透镜体状，中厚层状结构，天然容重2.632.74g/cm3，岩石坚硬，发育溶蚀裂隙，干抗压强度82.2133.5MPa。该岩组与石英闪长玢岩接触带，有一厚约5m的矽卡岩带，号矿体即产于此带中。一、矿区工程地质勘探类型的划分根据矿体及围岩的工程地质特征，矿区主要工程地质层位为块状岩类为主的火成岩类，因而其勘探类型属第二类（）；矿区地形地貌简单，地形有利于自然排水，地层岩性单一，地质构造简单，岩层结构以中厚层状为主，岩石强度较高，稳定性较好，不易发发生矿山工程问题，因此、矿区工程地质勘探的复杂程度属简单型（1）。如前所述，本矿区工程地质勘探类型属第二类简单型（1）。第二节 井巷围岩稳固性评价一、矿山井巷围岩井巷围岩主要为侵入岩建造的石英闪长玢岩，局部为矽卡岩。二、井巷围岩的岩体结构分类岩体结构面矿区内未见区域性断裂及主要断裂，、级结构面不发育，但碳酸盐岩与石英闪长玢岩之间的矽卡岩带，为矿区内次一级断裂，可视为级结构面，该结构面走向北北东，倾向北东，影响岩体稳定。碳酸盐岩建造的灰岩，呈透镜体状，发育层理、节理裂隙等级结构面，无明显深度