又一鐵礦項目啟動!大水礦山的開發利用向前再進一步!

2018年9月12日,馬鋼礦業公司姑山礦業公司採、選礦規模為200萬噸/年鍾九鐵礦項目啟動,礦山基建期4年,服務年限30年(不含基建期),設計利用礦石量5540萬噸,產品為單一鐵精粉,年產量77.08萬噸。

又一鐵礦項目啟動!大水礦山的開發利用向前再進一步!

鍾九鐵礦是國內地下湧水量最大的礦山,每天湧水量達到 10950立方米,由於地下湧水極大,曾一直無法開採利用,該礦山的開發建設,也預示著我國大水礦山的開發利用水平達到了較高的水平。

複雜大水礦床是指水文地質條件複雜,含水層異常發育,礦坑日湧水量超過萬噸,嚴重影響礦體正常開採的礦床。複雜大水礦床以鐵礦居多,兼有其他金屬礦。

依據充水水源的類型,將複雜大水礦床分為四個充水類型,即降水,地表水,地下水和老空水。

一、大水礦床的充水類型

1、降水

一般說來降水是礦床充水的根本來源。這些水源通過對地表水、地下水的補給對採礦生產造成威脅,引發水患。由於強降水直接引發礦坑突水的事故,可以提前預警,減少或避免損失。

2、地表水

地表水即賦存於地表的水源,如濱海、河流、湖泊、池塘等。地表水對礦床充水影響的強弱取決於地表水對礦坑的補給方式:①滲透補給。這種補給方式無大水礦床。②灌入式補給。大多數發生於大水礦床中。

位於地表水下的礦山,我國較為常見。如位於康家溪下的湖南康家灣鉛鋅金銀礦、位於馬河下的河北西石門鐵礦、位於聖衝河和新西河下的安徽新橋硫鐵礦、位於青山河附近的安徽姑山鐵礦、位於青山河下的安徽白象山鐵礦、位於水巖河下的湖南冷水江錫礦山南礦、位於賽城湖下的江西省城門山銅礦、位於渤海邊的山東三山島金礦等。

3、地下水

地下水是礦坑湧水的直接來源,造成礦坑湧水的含水層稱為充水含水層(或充水圍巖)。按照充水條件將複雜大水礦床分為:以孔隙含水層充水為主的礦床和以岩溶含水層充水為主的礦床。

以岩溶含水層沖水為主的礦床在我國分佈較廣。

我國南方這類大水礦床岩溶特別發育。岩溶形態的溶洞、暗河為主,礦坑湧水量受降雨影響大,滯後期短。地下水流以管道形式為主。

而北方大水礦床岩溶形態的溶隙、溶洞為主,礦坑湧水量相對較穩定,降雨影響滯後期相對較長。如凡口鉛鋅礦、城門山銅礦、萊蕪鐵礦區、程潮鐵礦、康家灣鉛鋅金礦、泗頂鉛鋅礦以及山東淄博黑旺鐵礦和湘東南的七一一礦均屬於岩溶充水礦山。

4、老空水

老空水是存在於廢棄礦坑或巷道中的積水。老空湧水一般酸性大,含有毒害氣體,攜帶礦石,破壞性大;巷道空區湧水還可成為其他水源的湧水通道。老空水因年代久遠,分佈不清,調查困難,危害巨大。

如廣西省南丹某礦,由於上部空區被打通,老空水一湧而下,造成了重大安全事故。

近年來國內礦山在複雜水文地質條件下安全回採方面已積累豐富的生產實踐經驗,如安徽金安礦業有限公司草樓鐵礦、河北省礬山磷礦、濟鋼張馬屯鐵礦、萊鋼谷家臺鐵礦、馬莊鐵礦、以及姑山白象山鐵礦均為大水礦山。

二、我國的大水礦山開發實例

1、西石門鐵礦

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大水礦山西石門鐵礦位於河北邯鄲市武安市境內,建設規模為鐵礦石220萬t/a,鐵精礦100萬t/a 。

地質條件湧水量:在1980年最大涌水量達到80724 t/d,正常湧水量為28055 t/d。而2009年最大涌水量降為22893 t/d ,正常湧水量為16643 t/d。

該礦山採用傳統的開採方法崩落採礦法進行開採。在不含水的地層內進入深部,建設排水系統,掘進疏幹巷道、鑽疏幹孔、放水、形成疏幹漏斗,在疏幹漏斗中作業,實現安全開採。

2、白象山鐵礦

白象山鐵礦是一座水文地質條件極其複雜的大水礦山,由於井下水倉未形成,副井的排水系統是以井底水窩為水倉,在副井-495馬頭門位置,排水能力在250m3/h左右的臨時排水系統,副井-495水平北車場出項裂隙大流量出水,致使排水系統癱瘓,導致湧水事故。

複雜大水礦床在我國分佈廣泛,礦石種類多、儲量大,在經濟迅速發展的今天,礦產資源日益緊缺,複雜大水礦床開採的重要性日益明顯。如何能夠有機的將探水、治水、採礦以及地壓檢測有機的結合起來,創新安全高效的採礦方法,仍然是一個需要研究的技術難題。

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注:文章部分來源於《我國複雜大水金屬礦床的開採現狀與發展趨勢》


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