中关铁矿矿坑水回灌试验研究.pdf

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1、矿业工程第14卷第2期46MiningEngineering2016年4月中关铁矿矿坑水回灌试验研究于兴社韩贵雷赵晓明(1．河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司，河北邢台054000；2．华北有色工程勘察院有限公司，河北石家庄050000)摘要：拟采用回灌技术对中关铁矿进行地下水治理，并进行回灌试验研究。根据回灌试验试验结果，通过地层吸水能力分析、回灌区域回灌能力分析等手段，最终回灌区域选择注浆帷幕以东200m处地下水强径流带区域，标高一179．o～300m地层裂隙岩溶发育，透水性强，具有很强的回灌能力，可作为后期回灌工程的主回灌层。关键词：中关铁矿；矿坑水回灌试验；吸水指数中图分类号：TD745

2、文献标识码：A文章编号：l671—8550(2016)02—0046—03大标高+1898．7m。丘陵区呈北北东向的条带状0引言分布，标高+100～+300rn。东部为平原区地形中关铁矿处于邢台百泉泉域地下水强迳流带平缓，标高+55～+100m，地面坡度1‰。中，矿区中奥陶系石灰岩含水层裂隙岩溶发育，透矿区为丘陵地形，地势西高东低，起伏不平，水性强，富水性好，与区域含水层连通好，是矿区中关村附近标高+200～+280In，高差80m。第主要含水层。为保护区域地下水资源，合理开发矿四系地层广泛覆盖于矿区，局部有零星基岩裸露。产资源，中关铁矿采用全封闭型帷幕注浆方法堵截试验区位于中关铁矿东部。矿山

3、地下水口]。中关铁矿作为邢台地区大型优质铁1．2试验区地层矿矿山，依靠科技创新，转变生产模式，坚持绿色试验区揭露的地层从上到下可划分为第四系、发展、生态发展，提出“矿坑水不出地表，井下直石炭～二迭系和中奥陶系地层。接回灌”的设想_2]。——第四系地层。该地层以粘土砾石为主局部人工地下水回灌也称为有计划的回灌]，是指含少量中砂，厚度61．65～69．25m，平均厚度将地表水、洪水或再生水通过地表渗滤或回灌井注65．45m，层底平均标高+134．49rn。水方式，补充地下水的过程。目前，地下水回灌主——石炭～二迭系地层。地层岩性以泥岩和炭要应用于地下水资源调蓄、地面沉陷治理、水源热质页岩为主，厚度

4、变化范围较小，最大厚度46．24泵技术、基坑开挖排水回灌等方面，而对于矿山开ITI，平均厚度35．51ITI，底层平均标高+93．78m。采过程中的矿坑排水回灌仍缺少相关资料，许多相——中奥陶系地层。中奥陶系石灰岩为矿区主关的技术难题尚未解决。鉴于上述现状，为有效保要含水层，岩性以石灰岩为主。其中赋存有多层泥护矿山地下水环境，亟待进行水患矿山地下水回灌质灰岩和蚀变灰岩，主要分布在标高一88．27～～试验研究。178．18m，平均层厚为89．90m。1工程背景1．3试验区水文地质条件试验区位于整个矿区的强富水区，中关铁矿堵1．1试验区地貌水帷幕东侧。根据相关钻孔揭露地层条件和含水层中关铁矿位于太

5、行山中段东麓，西为山区，东性质，试验区在垂向上可以划分为3个含水层，即接平原。西部中低山区标高+300+1100m，最第四系松散岩类孔隙含水岩组、石炭二叠系裂隙含水岩组和中奥陶系灰岩裂隙岩溶含水岩组。中奥陶收稿日期：2015—12—05系灰岩为主要含水层，该含水层以岩溶裂隙为主，作者简介：于兴社(1981一)，男(汉族)，河北唐县人，河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司地测环保科地质工程工程师。裂隙岩溶发育，平均回次裂隙率0．07，裂隙表2016年第2期于兴社等中关铁矿矿坑水回灌试验研究47面水蚀严重，连通性较好。最大可见回次裂隙率～一79．00m处进行回灌试验。共进行4次试验，0．14。裂隙呈“

6、x”型，轴面夹角较缓，回灌量10～60m。／h，单位涌水量0．04～0．23一189．25～一249．25m段可见裂隙较发育，试验L／s·m。Ol、G2两井同时在标高一179．0～区地下水静水位标高+18．80m(2013年5月2一300．0m位置进行群井回灌试验。日)，呈潜水状态。3．2回试验处理——地层吸水指数分析。吸水指数指回灌井在2回灌试验设计单位注水压差下注水量，也是衡量回灌井吸水能力根据华北有色工程勘察院有限公司《中关铁矿的一个重要指标。水文地质勘探总结报告》(2004年)及《中关铁矿N一帷幕工程设计》(2007年)，中关铁矿帷幕注浆工式中N——吸水指数，m。／h·MPa；Q注——

7、回程实施后矿坑涌水量将减少8O。以此为依据，灌量，m。／h；P——回灌前井底压力，MPa；中关铁矿矿坑水回灌目标为3．00万m。／d，即P——回灌后井底压力，MPa。1250m。／h。该试验进行了不同回灌量不同层次的回灌试该回灌试验，回灌井利用正在施工的两个供水验，对所取得的数据进行整理分析，利用吸水指数井(Ol、G2)(以下称为回灌井)，观测系统包括判断不同位置的回灌能力。新施工的5个观测孔和原