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1礦山地質環境問題

凡口鉛鋅礦地下水動、靜儲量大，水文地質條件極復雜。在礦山建設早期，曾多次發生突水、涌泥、淹井、地面塌陷、河水倒灌等水害，一度使礦山基建工作停滯。1958—1984年完成淺部截流疏干治水工程，使得礦區形成了一個降深120m、半徑約2900m、影響范圍達7．75km2的穩定疏干漏斗，有效地消除了地下水對采礦的威脅，保證了礦產資源的開發，但由于礦山長期疏干排水，主要導致以下地質環境問題:(1)在疏干漏斗范圍內，地面塌陷活動頻繁，從建礦以來，共產生塌陷3616個(不包括老塌陷復活)，個別區域塌陷規模大，復活率高，由此毀壞水田、旱地、宅地共80.6萬m2。同時塌陷也影響到礦區主要生產設施的安全運行，如加壓站、風井、壓風機站、充填站等，危及礦山安全生產。(2)塌陷使得局部土層喪失隔水性，成為溝通地表水和地下水的直接通道。在塌陷高發期，礦坑涌水量上升明顯，平均每天增加5000～10000m3。2011年5月凡口河發生塌陷，河水全部導入井下，瞬時涌水量超過了50000m3，比正常涌水量增加了1倍。地面水通過塌陷向地下水轉化的同時，其沖刷、搬運作用一方面將塌陷擴大，增加通道的過水能力，另一方面帶走了大量的泥沙，使得礦井涌水的含沙量增加，井下水倉每年沉積泥沙達9390m3。從以上分析可以看出，礦區的主要地質環境矛盾為疏干排水引發的大范圍地面塌陷，而地面塌陷又導致井下涌水量和泥沙量增加，從而引發塌陷擴大或者發生新的塌陷，在周而復始的惡性循環影響下，礦區的環境地質問題越來越惡化。

2礦山地質環境綜合治理方案

2．1局部治理通過對塌陷的分布規模、活動規律及成因進行研究，發現礦區的塌陷頻發區主要集中在4種地方:第一種是金星嶺背斜軸部和F3、F4等斷層局部破碎帶附近，由于下覆地層完整性差，地下水活動頻繁，導致塌陷相對密集;第二種是淺部礦體附近，由于受到硫化礦體氧化影響，地下水呈酸性，導致巖溶特別發育，該地段塌陷相對密集;第三種是地下水主要徑流通道，巖溶含水層原排泄方向上(金星嶺至鐵石嶺)塌陷特別發育;第四種是河床地段及附近，巖性以松散的砂卵石為主，塌陷最容易發生。從以上塌陷密集區的特點分析，發生塌陷必須具備2個條件:地下水活動頻繁和下覆地層巖溶發育。針對以上2個特點，制定如下措施:①對已經發生的塌陷和未暴露洞口的塌陷，先用塊石、碎石回填，接近地表時用黏土回填，并夯實高出地面0．5m，防止周邊水流向塌陷區;對暴露巖溶洞口的塌陷，先清除塌陷松散土層，然后在洞底打10～15cm厚的混凝土底板，徹底封堵基巖洞口后，分層回填;②礦區主要河床進行塊石護坡，混凝土鋪底加固防滲，局部取直改道，對流經塌陷區內地表水系進行截流改道。

2．2整體治理礦區水文地質條件平面特點:西部和北部為隔水層，東部和南部為含水層，是主要進水通道，西部、北部隔水層對巖溶含水層構成“┌”型的隔水邊界。礦區水文地質條件在垂直面上特點:上部為10～20m的黏土層，其下為灰巖，是礦區的主要巖溶含水層，巖溶發育標高為－20～－40m，灰巖以下為隔水層。利用礦區有利的水文地質條件，橫切礦區南部和東部的主要進水通道，實施帷幕注漿截流，從根本上解決礦床充水的問題，最大限度地減少礦坑排水量，消除巖溶塌陷的誘發因素。但是凡口鉛鋅礦地下動水強烈，且為生產礦山，要求帷幕工程施工時不能影響礦山的正常生產，而且必須有成熟的帷幕設計及施工經驗。礦山地面帷幕在我國經過近30多a的實踐發展，工藝技術已日趨完善，目前已完成了近40多條礦區截流帷幕，如濟南張馬屯鐵礦帷幕長480m，堵水率達到了53%;水口山鉛鋅礦帷幕長560m，堵水率達到了55%;新橋硫鐵礦帷幕長690m，堵水率達到了78%;大紅山礦帷幕長530m，堵水率達到了60%。在借鑒以往成功經驗的基礎上，經過多年的現場調查，2007年8月在凡口鉛鋅礦進行工業試驗，2009年下半年開始大規模建設，于2012年底竣工，累計完成地面帷幕軸線1560m，施工鉆孔240個，注漿量18．6×104m3，耗用水泥6×104t，黏土6．5×104t，水玻璃3800t。

3綜合治理效果

3．1塌陷防治效果可以看出，2006—2010年累計塌陷個數為850個，年平均塌陷170個，2011年的塌陷個數就下降到118個，2012年帷幕工程竣工，2013年礦區全年的塌陷僅為14個，說明帷幕注漿效果明顯，塌陷得到了有效控制。結合礦區地下水位觀測，凡口鉛鋅礦帷幕注漿施工后，疏干漏斗回縮到帷幕線范圍內，涌水量及含泥量大幅降低，水質較清，幕外水位基本恢復到疏干前的狀態，雨、旱季涌水量和地下水位相對穩定，有效地消除了地面塌陷產生和活動的因素，進而從根本上解決地質環境恢復治理的難題。

3．2礦區地下水資源保護1997—2007年凡口鉛鋅礦－40m截流巷道(礦區的主要疏干巷道)平均排水量為928×104m3/a。2012年底礦區地面帷幕工程竣工后，－40m截流巷的水量明顯減少，現在排水量約為7801m3/d，地下水涌水量減少70%，估計年平均減少在66%以上，每年減少排水量612．5×104m3。同時按照礦區的實測涌水含水率的平均值反算，每年減少地下水沖刷搬運泥沙量6490m3，所以該技術從根本上解決了因疏干地下水導致水位下降和地面沉降等問題，同時為保護區域地下水資源起到積極作用。

4礦坑水資源綜合利用

地下水是一種量大、質優的水資源，但由于采礦活動使得區域的地下水資源受到了污染和破壞，極大的浪費了水資源。對礦坑水資源充分利用，一方面可以減少排水及礦坑排水對地表、地下水的污染，另一方面可以減少生產對地表水的需求。結合礦山實際情況對礦區的礦坑涌水進行綜合利用。0m中段水質清澈，流量穩定，約3000m3/d，在井下沉淀后用于生產;－160m中段有一裂隙水，水質清澈，流量穩定，約800m3/d，直接用于井下生產;帷幕施工完后，擬對－40m中段地下水管路進行改造，約2000m3/d地下水用于生產，井下生產全部利用地下水。

5結論

凡口鉛鋅礦因地下水疏干引發地面塌陷等地質災害，長期以來投入大量的人力、物力恢復治理地質環境。2007年開始采用以帷幕注漿為主的技術方法，從根本上解決了地面塌陷等地質環境問題，同時對礦坑涌水進行統籌安排、綜合利用，進一步節約了水資源，取得了顯著的社會效益和經濟效益，值得同類礦山借鑒。

作者：熊萬勝單位：深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦