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1、2007NO.31科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald资源与环境谷家台铁矿灰岩水害及其防治措施毕永涛(新汶矿业集团公司职工大学山东莱芜271100)摘要:较全面地分析了谷家台铁矿灰岩的水文地质条件,并对灰岩突水的机理进行了探讨,提出水源、水压导致突水的观点,在此基础上讨论了谷家台铁矿灰岩水害的防治措施。关键词:铁矿灰岩水害防治措施中图分类号:X5文献标识码:A文章编号:1673-0534(2007)11(a)-0042-02谷家台铁矿属莱芜矿业公司所属的一个隔水层。床的水文地质条件变得更加复杂。矿区,该矿为大型夕卡岩磁铁矿床,矿区设
2、计(4)燕山期闪长岩:是矿区灰岩(大理岩)的2.2矿区“天窗”的水文地质特征年产量100万吨。该矿地质储量7902.3万吨。良好隔水底板,尤其在矿体范围内分布稳定。矿区内共有四个“天窗”,即赵庄“天矿产品位最高为68.87%,铁平均为47.98%,闪长岩含水微弱,仅在其表面风化带中和构造窗”、主孔“天窗”、牛王泉“天窗”和杜官庄矿石中伴有铜、钴等多种有益元素,可综合回裂隙中含裂隙水。q=0.1～0.8L/s·m,“天窗”。收利用,矿石含硫、磷等有害元素较底,矿区k=0.05～0.1m/d。其深部构造裂隙中含有裂赵庄“天窗”:位于耿公清村东,至嘶马河总涌水量7.5万立方米/天,属地
3、下大水矿隙水,但含水性微弱。河床,赵庄断层北侧,张公清断层东侧,距离谷床。1999年7月12日,谷家台铁矿在－100m1.2矿区灰岩地下水的补给、迳流、排泄家台矿床1.2km，两断层交汇形成中奥陶系水平28A穿脉发生透水事故导致淹井事故。1.2.1地下水的补给来源灰岩断块凸起。第四系水位高于灰岩水位3～严重危及矿井的安全生产。因此深入研究矿矿区灰岩地下水的补给来源有二,侧向补8m，对灰岩水产生补给。通过电算等多种方区水文地质条件,寻求科学合理的防治措施,给和垂向补给。侧向补给主要来自西南部边法计算,其最大渗漏量为1.5万m3/d。对解放受威胁的矿床资源,保证矿井安全生产界,补给范
4、围较大。其次在矿区内地下水位大主孔“天窗”:位于矿体之上,“天窗”范围和提高经济效益都具有十分重要的意义。幅度下降时,西北边界内外水位差加大,地下内第四系厚度7～10m,为双层结构,上部为轻水将通过这一边界补给矿区。垂向补给来自亚粘土、亚砂土类粉细砂层,下部为砂砾石1矿区水文地质条件矿区内四个“天窗”补给下伏灰岩。尤其赵庄层。第四系砂砾石层接受大气降水及地表水1.1矿区地层及其含水性“天窗”和主孔“天窗”,自然状态和抽水状态补给,含水丰富,透水性强,水位埋深1～3m。矿区地层的分布自上而下分为四层,即第下,第四系水位均高于灰岩水位,长期下渗补通过电算等多种方法计算,其最大渗漏量为
5、给。1.13万m3/d。四系、第三系、中奥陶系和燕山期闪长岩。(1)第四系潜水含水层:第四系厚度一般1.2.2地下水的迳流、排泄牛王泉“天窗”:位于牛王泉村东侧。10～15m,最厚24.16m,一般具双层结构,上矿区灰岩地下水,自然状态下,西南和东该处第四系厚度约10m左右,上部为4～6m部1～3m为砂质粘土;下部为粉细砂及粗砂砾北部地下水都向牛王泉汇流排出。通过历次砂质粘土层,下部为4～5m砂层,第三系缺抽水试验,在矿坑涌水量超过4000m3/d时,地失,第四系与灰岩直接接触。1973年大抽水期石。沿河床一般为粗砂、砾石,底部砾石直径较大,可达20～30cm。下水流向就变为自西
6、南及东北向矿坑汇流。间灰岩地下水已下降至第四系底板之下,牛王第四系砂砾石层含水丰富,接受大气降水对整个矿区来说,其水文地质特征是静储泉干涸,转化为垂直补给源,但地面未见塌陷,和地表水补给,水位埋深1～3m,透水性强,量大,动储量补给也较大,地下水迳流条件好,预测其渗漏量不大。k=50～300m/d,q=4～25L/s·m。为矿区但灰岩的岩溶裂隙的发育分布极不均匀,灰岩杜官庄“天窗”:位于杜官庄北、矿区西南主要含水层。的富水性不均匀。2.5km以外的汶河中。灰岩在河床中出露,部(2)中奥陶系灰岩(大理岩)岩溶裂隙含水分埋于砂层之下。1973年抽水试验时,“天窗”层:矿区内分布的灰岩
7、(大理岩)为奥陶系四、2矿井突水机理分析的灰岩水位已脱离河床第四系底板,达到最大五、六段,岩性一般为质纯的深灰色厚层的大2.1矿床构造极其控水作用渗漏条件,两岸灰岩水位差2.22m,但未见塌陷。经电算预测,其渗漏量为0.37万m3/d。理岩及灰岩,伏于第三系红色砂石之下,沿矿在矿床范围内,已探明或揭露的断裂构造山背斜西翼呈NE～SW带状分布,由接触带有三条,即矿床东区的-3～19线之间的F1断但是,杜官庄“天窗”位于汶河河床下,灰向外逐渐加厚,最大厚度680m,一般顶板埋深层、2
