个矿体组成。矿石开采方式为地下开采，竖井 提升。现已完成矿井的基建工作，总投资亿元。 目前影响矿区开采的环境因素主要是矿坑突水。由于围岩裂隙岩 溶发育，富水性强，并且分布多条导水断层，导致开采过程中巷道内 涌水量不断增大，排水成本成倍增加，并随时威胁着井下设备正常运 行和矿工的生命安全。在进步查明矿床充水因素及突水来源导水 通道的基础上，制定技术可行经济合理的综合治理方案，通过帷幕 注浆堵截地下水径流，减少向矿坑中的流入，降低排水成本，保障井 下生产安全。并同时解放出部分防水矿柱资源量，提高矿石回采率， 使有限的铁矿资源得到充分的开发利用。 可行性研究依据 本次可行性研究的主要依据有 省地质局第五地质大队年月提交的省利 国铁矿地质勘探报告 山东省鲁南地质工程勘察院年月提交的省 市铁矿集团铁矿水文地质物探成果总结报告 山东省鲁南地质工程勘察院年月提交的省 市铁矿集团铁矿矿区水文地质调查报告 铁矿集团有限公司铁矿井下巷道开采排水生产记 录等资料。 项目实施的必要性 铁矿集团铁矿目前采用井下巷道方式开采，由于矿体围岩裂隙岩溶发育富水性强，并且分布多条导水性的断层，致使在开 采过程中，巷道中地下水涌入量不断增大，并多次出现突水灾害。其 中在标高中段主溜井巷道左帮出现的突水点突水量， 在标高水平东二巷岩溶水顺灰岩层间裂隙突入水量，在 标高Ⅳ号矿体中施工外环水平探水孔时遇到溶洞发生突水，涌 水量。矿坑突水不但造成了矿层开采困难排水成本 成倍增加，而且也存在着巨大的安全隐患，大量的地下水白白排入河 道，也是种资源浪费。开展矿区水文地质灾害综合治理与地下水资 源保护可行性研究工作，进步查明矿区断层构造的控水特征及矿床 充水来源，制定合理的封堵水方案，通过工程措施减轻或消除安全隐 患，对于最大限度地开发利用地下铁矿资源保障矿区采掘工人的生 命安全实现企业可持续发展及有效保护地下水资源，均具有非常重 要的社会经济安全资源及环境效益。 矿区地质及水文地质条件 自然地理概况 地形地貌特征 铁矿位于徐淮剥蚀堆积平原。地表起伏不大，自郝家庄向北 经村至小楼子村，分布着条不太明显的近南北向垄岗，地面标 高，构成该区的地表分水岭分水岭以东地表水向尹家河方 向汇流，以西向微山湖方向汇流。 矿区南部的大成山带为低山丘陵区，由数十个山丘组成，走向 北东，绵延余，山体标高，由寒武纪奥陶纪 地层组成。 气候气候类型属于暖温带半湿润季风气候，四季分明，长年多东南风。 春季气温升高快，蒸发强，常出现春旱夏季降水集中，多出现暴雨， 造成夏涝秋季天气多晴，雨水偏少冬季雨水稀少，多西北风。多 年平均降水量，最大年降水量，最小年降水量 年内降水量多集中在月份，其间的降水量占全年的 最大月降水量，最大日降水量。 多年平均气温，历史最高气温，最低气温。 年平均风速左右，相对湿度左右，年平均无霜日， 全年日照时数约小时，历年土层最大冻结深度。年蒸发 量左右。 水文 微山湖 微山湖位于矿区西部，相距公里，是邻近区域最大的地表水 体。该湖与昭阳湖独山湖南阳湖相互连通，合称为南四湖，总流 域面积，总库容约亿。其中微山湖流域面积， 库容亿，正常湖水位标高，最高水位 年。目前微山湖与昭阳湖之间修筑了东西向大坝及两座节制闸，湖 水位受到了人工作用的控制。 微山湖与铁矿之间分布着条宽度的条带状奥 陶系灰岩，般隐伏于第四系亚粘土和钙质结核亚粘土之下，覆盖层 厚度在矿区西部，灰岩则直接延伸至湖底之下，湖水与岩 溶水之间存在着定程度的水力联系。 伊家河 西起韩庄，经矿区东北部流至台儿庄入运河，全长，河 床宽，正常水位标高左右。河床底部为不透水的二叠系砂 页岩，距矿体最近距离，与矿区地下水无直接的水力联系。此外，在矿区范围内，无大中型自然河流分布，但人工挖掘 的灌溉渠道较多，纵横交错，尤其是义和庄北侧开挖的灌溉渠道，常 年有水，且底部直接与奥陶系灰岩接触，水体对矿区地下水具有直接 的渗漏补给作用。 区域稳定性特征 地震活动概况及其影响 据有关资料统计，市及其周围地区历史上发生过有记录的地 震次，震中均位于周围地区其中级以上的地震次，对区内 造成不同程度震害的有次。次较大的地震主要是年发生在 山东兖州县的级地震年月发生在河南濮城的级地 震年月发生在山东郯城的级地震和年月发生在 山东菏泽的级地震。其中又以郯城发生的级地震造成的震害最 大，震中烈度度，地区为度。根据府志记载这次地震 造成了城垣官署民庐倾覆过，远近压死人不可数记的特大灾害。菏 泽发生的级地震亦造成了旧房坍塌间，死亡余人。 近期年发生在的仅有次，震级级发生 在邳县新沂市丰县沛县的地震次其余地震多发生在郯庐 断层带附近。 由此可知，邻区的地震波及对矿区的地壳稳定性存在着定 程度的影响，但该区地震活动较为微弱，属于地壳基本稳定区。 地震烈度区划 据市城市抗震防灾规划，利国地区地震条件不太复杂， 深部构造相对简单，地震活动强度和频率较低，为向斜两翼均为奥陶系背斜倾 伏端亦为石炭系环绕。该背斜在蔡山义和庄之间被断层分成东西二 部分，其中义和庄部分构成矿区背斜构造的主体。 矿区内断层主要为近向的张扭性正断层，使地层形成阶梯状 下落，旁侧岩石破碎，小错动发育。如断层及向 向的构造破碎带等，这些断层带及构造带为地下水的赋存和运移 提供了空间。 矿区地质构造及地层分布情况见图。 图矿区地质简图 矿区水文地质条件 矿区地下水类型及其赋存特征 根据含水介质的岩性特征及地下水的赋存条件，矿区地下水可划 分为松散岩类孔隙水，碎屑岩类孔隙裂隙水，岩浆岩类裂隙水和碳酸 盐岩类裂隙岩溶水四种主要类型。现分述如下 松散岩类孔隙水 赋存于第四系松散堆积物的孔隙中。矿区第四系分布广泛，岩性 主要由亚粘土和钙质结核亚粘土组成，厚度，由于无砂层发 育，富水性弱，水文地质意义不大。 碎屑岩类孔隙裂隙水 主要赋存于矿区北部和东部区段的二叠系砂岩砂质页岩的裂隙 中。在地表浅部岩石风化裂隙发育，易于接受补给，相对富水矿区 北侧的原红卫煤矿，在深度的风化带中采煤时，坑道长， 排水量。风化带以下的岩石相对完整新鲜致密，裂隙不 发育，富水性弱。 岩浆岩类裂隙水 主要分布在利国镇东垄子西垄子蔡山义和庄和等地段， 赋存于闪长玢岩闪长斑岩花岗斑岩及石英闪长斑岩等岩石的风化 与构造裂隙中。在裸露区以浅，岩石风化裂隙构造裂隙较发 育，易接受大气降水补给，形成裂隙潜水。在矿床范围内，地下水赋 存于矿床下部及石炭系中侵入岩体的构造裂隙中，赋水空间发育差， 富水性弱，钻孔单位涌水量小于。 碳酸盐岩类裂隙岩溶水主要赋存于碳酸盐岩类岩石的构造裂隙及溶蚀孔洞中，根据含水 介质的岩性特征组合关系以及地下水赋存环境的差异又可以将其大 致划分为以下两种类型。 碳酸盐岩类岩溶裂隙水 主要赋存在寒武系石灰岩白云岩及石炭系灰岩砂岩及页岩互 层介质的裂隙之中。分布区域主要在矿区南部的丘陵区，以及矿区的 北部东部地区，在矿区南部及西南部呈条带状分布，含水岩层宽度 在之间。 寒武系岩层分布在南部丘陵地带，并多裸露于地表，浅部裂隙岩 溶较为发育，易于接受降水入渗补给，富水性相对较好但随着深度 增加，岩石裂隙岩溶发育程度逐渐变差，富水性减弱。据以往勘察资 料张夏组灰岩分布区钻孔单位涌水量般在左右崮山 长山和凤山组灰岩白云岩分布区钻孔出水量相对较小，单位涌水量 般小于地下水类型以型或 型为主。 石炭系岩层分布范围较为广泛，在矿区北东南和西南部方向 均有分布，除局部地段出露以外，大多隐伏于第四系松散岩层之下。 受岩性组成及组合关系的影响，岩层裂隙岩溶发育程度差，富水性弱， 钻孔单位涌水量般小于。对区域地下水的循环运动来 说，石炭系岩层具有相对隔水作用。 碳酸盐岩类裂隙岩溶水 该类地下水是矿区地下水的最主要类型，含水介质由奥陶系晁所 组马家沟组大泉组贾汪组灰岩白云岩及白云质灰岩等岩性组 成，分布在矿区的南部西部及西南部的大部分区段，厚度较大。由 于受到褶皱岩浆岩侵入及多条断层构造影响，岩层裂隙岩溶发育程度较高，并分布有多条断层及构造破碎带，为地下水提供了良好的赋 存与运移空间，在矿区南部和西部形成岩溶水富集区，含水层富水性 中等强，局部地段富水性极强如矿区主井处的钻孔单位涌水量 ，号孔单位涌水量，风井处钻孔单位涌 水量，矿区东侧的号孔单位涌水量， 号断层西部东马山带的电电电等钻孔单位涌水量则在 之间。 碳酸盐岩类裂隙岩溶水水质优良，矿化度在之间， 水化学类型以型及型为主。 岩溶水径流带分布及发育规律 碳酸盐岩类地层岩溶裂隙发育具有显著的不均性，含水层中地 下水的渗流运动主要受裂隙岩溶发育程度及其连通性的影响，储存在 溶蚀孔洞及裂隙中的地下水沿着网络状溶隙运动逐渐往岩溶裂隙发 育程度较高的大的导水通道当中运移，而当其具备较强的输导能力 时，便形成地下水径流带。般情况下，碳酸盐岩地区的张性断层带 及不同类型地层岩性接触处的岩溶发育带往往会形成岩溶水的富集 区与径流通道，起着运移和排泄地下水的作用。就矿区来说，规 模稍大的岩溶水径流带主要存在两种类型，即断层型和接触型。分述 如下 断层型岩溶水径流带 断层型岩溶水径流带是岩层受到断层构造的影响而碎裂破坏， 为地下水的储存和运移提供了空间环