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阳春硫铁矿疏干及地表塌陷 技术经验fMamp;P纯I矿物与加II999年第12期 阳春硫铁矿疏干及地表塌陷 蒋家煦 — —————一 (广东省化肥化学矿业公司广州510034) 0争?|. / 础釜薹秽躲雌摊词.祆绚勿 1矿区水文地质概况 矿区位于阳春复式向斜构造盆地的北西端. 矿体产于次一级背斜西翼的下石炭统石磴子组灰 岩,其中Ⅱ号矿体是主要开采对象,占总储量的 80%以上,背斜轴部的石英闪长岩组成相对隔水 的矿体地板.矿区的北西,南东两侧分别为下石 炭统测水组及上泥盘统帽子峰砂岩,北西侧的上 泥盘统天子岭灰岩构成矿区相对隔水边界.顶板 岩层为石磴子灰岩,富含岩溶裂隙水,隐伏在2～ 50m的第四系松散表层之下.矿区的三大充水 素为灌八塌陷的地表水,黑石岗河床砂层水及石 磴子灰岩的岩溶水,大都通过6线测水组与矿体 的窄口汇入矿坑.矿体顶板有15~30al厚的粘性 土充填溶洞的隔水体,但经回采崩落变成为地下 水的良好通道. 2疏干放水措施及对采矿的影响 1971年确定的一20m疏千方案为在一20m中段 采用钻孔疏干.可在主斜井20m中段脉外运输大 巷中掘进,但先后发生两次突水事故,事实证明 采用这种疏干方法无法排除强岩溶突水 此后又在70m中段采用了超前疏干方案,在 脉外大巷开凿放水硐室,硐室内打仰角至顶板灰 岩含水层的放水钻孔.共布置5个硐室,每个硐 室打7个钻孔,分别布置在85,8,6,2,零线 (勘探线)上,钻入灰岩1Om,孔口安装闸阀和 图1黑石岗矿区水文地质图 1一下石炭统剽水组砂页岩,2一下石炭统石磴子组灰岩:3一上 泥盏统冒子峰组砂顶岩:4一上泥盏统无子峙组泥质灰岩,5一中 泥盘统桂头组砂岩:6一藕山二期石英闶长岩,7一下石炭组公坳 组灰岩8--地下水天然流向 压力表.1976年5月完成了3,4号硐室,放水 2500m3td和6200m3Jd其他3个硐室因围岩风化, 硐室淤泥厚,巷道经常冒顶难以掘进.又困水位 高巷道随时都有突水危险,没有放出水来.致 使70m中段西段采场水位降不下来致使矿区水位 极不平衡.给西段采场带来不安全因素. 针对以上情况又决定选择岩性较好的地段, 时间定在旱季在一20m中段8线顶板布置疏干放水 工程.由底版向顶板掘进巷道,穿过22m溶洞充 填层,直达灰岩放水硐室和钻孔,放水4000m3M. ? 25 综合信息Mamp;P4-gI矿榜与加I1999年第l2期 水位下降到-20m水平,基本满足当时采矿的要 求并未改变全矿水位平衡状况. 水位下降到-60m水平时,西段有明显的降 水漏斗陡坡,形成西陡北缓中问低的状况为改 变这种状况,又根据-20m中段放水经验决定 在l0线-45m附近中段进行疏干放水.放水成功, 但主井两次险被淹没.此时零线水位下降到 - 70m,为一70m水平以上零线左右采场开采提供 了有利条件.而西线和北线水位降落较少,这两 地采矿的紧张状况没有得到缓和.因此需进一步 加强西线的放水疏干工作 1989年着手-12Om中段零线和6线疏干工 程.首先在坚硬地段零线的硐室施工,打了3个 放水钻孔,放水10895m3/d,稳定后出水4200m3/d, 水位下降到-86m.而在6线,困该段是粉矿,-70m 中段施工均未达到设计要求.针对孔口粉矿有崩 塌的情况采用了带壁管钻进法,逐级变径,由 大变小,解决了塌孔问题,共打了3个钻孔,放 水2000m3/d,西线水位开始下降. 1993年2月随扩建延伸工程的施工,再次需 要降低西线地下水位,决定在-120m中段副井车 场附近l2线位置施工.当掘到预定硐室位置时, 含水层比原计划提前22m,在左上角碰上突水,被 迫停止施工放水巷道,关闭放水闸门.初时涌水 量达28000Ja,稳定后仍有3000m3Jd.此时.120m 中段放水量为9914m3/d.由于水位急剧下降,出 现一系列问题,首先是距矿体70Or~的4号矿湖 的水渗流坑下,继而出现西山坡灌渠塌陷和渠两 旁的民房倒塌. 3地表塌陷及其危害 3l地表塌陷规律 由于坑下采矿进行大量疏干放水,破坏了地 下水流动的平衡状态,水带走了岩溶通道的粘性 充填物,溶洞不断扩大,破坏了岩土的平衡状 态,使地表塌陷.塌陷多发生在旱季,地下水位 ? 26? 降在可溶岩面以下是地面塌陷出现晟多的时期. 地表塌陷与地势有关,绝大多数分布在地势低平 的稻田中.这些地层为第四系冲洪积层渗透 性好,地表与地下水交替循环强烈,加上浅部岩 溶发育,故塌陷较多.而对于低山丘,由于地势 相对较高,大气降水易于排泄,岩性为粘性残坡 积层,透水性差,岩溶面位于地下水之上.塌陷 点主要分布在透水性强的砂砾层,黑石岗古河 道. 32塌陷的发展及危害 塌陷均分布在疏干范围内,与疏干漏斗中 心,覆盖岩性及放水规律有关.自1976~-坑下