****矿区采矿区治理可行性报告********矿业有限公司二〇一六年十一月二十一日建设单位：****矿业有限公司编制单位：*****矿业有限公司法人代表：*项目负责：*项目审核：*报告编写：*目录1 项目概况项目名称：*建设地点：**项目性质：采空区治理工程建设年限：2017年2月——2018年3月建设内容及规模：范围内矿体采场顶板加固2620m2；（1）位于断层破碎带F107（2）位于断层破碎带F范围内的矿柱加固1890m3（32个）；24充填量50000m3（3）二中段采矿区充填46000m3；（4）三中段采矿区充填39000m3。

投资估算：总投资500万元。

（1）项目建成后，断层破碎带F107范围内的矿体可全部采出，相当多采7万吨汞矿，按开采期限2.5年计，每年多产矿石3万吨，矿石价格以1000元/吨计，年销售收入在现有基础上增加350万元。

（2）采场及运输巷注浆后，可减小涌水量150m3/h，每日可节约32400度用电，每年可节约抽水费用60多万元。

（3）主运输巷注浆加固后，可继续安全使用，无需重开凿新运输巷，运输巷按照500m总量，每米运输巷施工费2800元计算，可节约投资140万元。

（4）采空区充填后，地下水位有可能逐步上升，解决矿区周边村寨多年来饮用水困难的问题，产生良好的社会效益。

（5）降低地面塌陷几率，减少地质灾害治理费用。

报告编制依据：（1）《中华人民共和国矿产资源法》；（2）《中华人民共和国矿山安全法》；（3）《中华人民共和国安全生产法》；（4）《冶金矿山采矿设计规范》；（5）《金属非金属地下矿山安全规程》（GB16424－2006）；（6）《爆破安全规程》（GB6722－2003）；（7）《安全生产条例》；（8）《****矿区资源储量核实报告》；（9）《****开采设计方案》及图纸。

2 项目建设背景及必要性2.1矿山概况(1)矿山基本情况贵州省铜仁地区****矿业有限公司于2004年成立，前期开发铜仁汞矿乱岩塘汞矿体内的矿床，2005年动工， 2007年4月竣工，经铜仁地区安全生产监督管理局验收后投产。

****可分为三个块段，即乱岩塘块段(F107断裂北盘)，大坪块段(F107断裂南盘～Fl05断裂附近)及油房喇－－阴山朗块段(F105断裂附近～F24断北盘)。

2010年底，****矿区乱岩塘汞矿F107断裂以北的矿体基本全部采完，为了有效的开采F107断裂南盘～Fl05断裂之间的矿体，2008年~2009年先后请长沙矿山研究院对F107断裂进行不良地质体的研究，并提出相应的治理方案，但因F107断裂含水量大，进行帷幕注浆存在一定的安全隐患，决定放弃通过F107断裂回收乱岩塘矿床F107断裂以南的矿体。

2011年4月，委托贵州创新矿冶工程开发有限责任公司对附近对****乱岩塘汞矿F107断裂南盘～Fl05断裂之间的矿体开采方案进行设计，充分利用****现有的工程设施，进行了《贵州省****开采方案设计(变更)》设计。

矿山采矿方法采用房柱法，后退式回采；轻型风动凿岩机爆破落矿；局部木料支护；机械排水；机械抽出式通风方式；矿车运输。

矿山所采矿石直接运至距离矿山1.5km的黄土坡选冶厂深加工。

矿山设计损失率15%；贫化率5%。

（2）交通位置****矿床位于贵州省铜仁市北东17.5公里的湘黔边境上，其绝大部分属该市滑石乡管辖，仅南段东侧跨入湖南省凤凰县阿拉区黄合营乡所辖亭子关境内。

矿床长1.5公里，宽0.7公里，面积1.05平方公里。

地理坐标为东经：109°19′33″～109°20′16″，北纬：27°49′04″～27°50′13″。

怀渝铁路已建成，通过铜仁市，往东经凤凰到枝柳铁路吉首站，里程100公里，往南经铜仁到湘黔铁路大龙站，里程85公里。

矿区交通较为方便（见图1）。

图1 贵州省****交通位置图（3）矿权设置及相邻矿界关系该矿山地处湘黔两省交界地带，东边与湖南省凤凰县金山矿业有限责任公司头坡脑汞锌矿接壤，东北方向于凤凰县矿业有限公司相连，无矿界纠纷。

（4）储量利用情况贵州省地质矿产局103地质大队1988年12月提交的《贵州省铜仁县滑石汞矿田初查及乱岩塘汞矿详终地质报告》，按D级的计算方式，乱岩塘矿区普查圈定的矿块分为6个小块段，求得汞矿金属储量2321t，汞矿的矿石资源量为609393.3t。

目前F107断层以南的Ⅴ、Ⅵ的矿体尚未进行开采，汞金属储量为45.1t。

湖南省地质矿产局405地质大队1977年12月提交的《湖南省凤凰县茶田矿田白岩壁矿段汞矿地质初勘报告》，白岩壁矿段普查圈定的矿块分为10个小块段，求得汞矿金属储量1596.67t，后经生产探矿，获得C级储量1952.695t。

****矿区储量见表1-11994年因矿坑涌水量大，开采成本高于销售价格故停采至今，F10729附近的Ⅶ1、Ⅶ2、Ⅷ、Ⅵ尚未进行开采，汞金属储量为698.95t。

累计****矿区尚未开采的矿石量480942.9t，金属量744.05t，综合品位0.1547%。

2016年储量核实报告提交****矿区地质储量25万吨。

2.2项目建设的背景及必要性2.2.1矿床开采技术条件(1)水文地质条件矿床为深埋在地下的隐伏盲矿，其不仅低于当地的侵蚀基准面，而且由于F24断层的切割结果，比南部白岩壁矿床低约200m。

区内虽有地表水流通过，但鉴于上部含水层富水性弱，隔水层(122-∈h)层厚度大，对地表水体和上部含水层的沟通可能性不大，由于矿床内断层构造多具隔水性和阻水性，其断裂构造及其伴生的微裂隙具导水性，因此，矿床开拓时，地下水进入坑道的主要形式是直接的，本次拟采矿区均位于F107断层北（下）盘，在矿山开采过程中，要特别提防导水断层引起的矿坑涌水。

由于矿床埋深大，排水条件较差，在局部地段水文地质条件较复杂，在矿山采掘过程中，还应预防坛子水涌出对井下作业人员的危害。

(2)工程地质条件矿层顶底板岩性，裂隙节理发育程度，破碎软弱层的厚度和分布情况：矿层及顶底板主要由碳酸盐沉积岩组成，为层状结构，岩层的厚度比较稳定。

经测试：顶板有机质粉晶白云岩的平均抗压强度垂直层面为369公斤／厘米2、平行层面为810公斤／厘米2；矿层层纹状细晶白云岩平均抗压强度垂直层面为322～729公斤／厘米2、平行层面为383～786公斤／厘米2；底板砾屑白云岩平均抗压强度垂直层面为503公斤／厘米2、平行层面为531公斤／厘米2。

据此，乱岩塘矿床应属于坚硬半坚硬岩石为主的层状矿床。

矿床范围内断裂构造发育，但破碎带尤其是Ⅰ级构造破碎带一般胶结良好，矿层及顶底板岩层是比较完整、稳固的。

裂隙以矿层及其顶底板接触面附近尤为发育，均属受断裂构造影响的微裂隙和闭合节理，多数产状比较陡，有的近乎直立。

由此，其垂直层面的抗压强度一般均低于平行层面的抗压强度。

风化和岩溶作用鉴于埋深大，地下水循环缓慢已基本消失，一般不存在软弱层和不良工程地质现象，工程地质条件简单。

2.2.2矿场及矿柱稳定性差****矿区汞矿矿层埋藏深，大都在300m~400m之间，属缓倾斜矿体，矿体倾角在10~25度之间，矿体厚度在3~7m之间不等。

F107断裂为一条近东西向成矿后构造，沿70°～85°方向横跨此矿区中部，区内长1.5公里，断层倾向向北，倾角57°～71°；垂直断距约1.5米，为正断层。

并有南盘相对北盘向东移动，水平断距10~15米。

断裂两侧5米范围内岩石挤压破碎厉害。

构造角砾岩发育，其宽度一般为1～5米，角砾直径0.3～2厘米，岩层结构较为松散。

采用房柱法采矿，矿体顶为了确保安全，在采矿过程中预留了很多不规则矿柱，矿柱的间排距约为15m×15m，矿柱近似园形，矿柱直径约为3m。

由于受断层破碎带F107的影响，采场顶板围岩破碎，采矿过程中，多次发生冒顶事故，幸好没有人员伤亡。

参见图3、图4所示。

图3 采场顶板围岩破碎开裂此外，矿柱在采动地压的长期作用下，开始受压变形，开裂，甚至垮落如图5、图6所示。

不但造成大量矿量流失，而且无法保障井下生产安全。

为此，2012年在垮坍较为严重的采区用钢筋砼砖构筑人工矿柱（参见图5、图6），但由于采场围岩过于破碎，围岩压力大，人工矿柱多处出现变形和片帮（参见图7、图8）采场矿量损失和作业人员安全隐患仍未消除。

图4 采场顶板冒落图5 矿柱出现开裂图6 矿柱出现片帮图7 人工矿柱出现片帮图8 人工矿柱出现开裂2.2.3采空区顶板、矿柱均出现不同程度垮塌老采空区属于上个世纪六七十年代由贵州省司法局大洞喇监狱遗留，尽力了四五十年的地压沉降，大部分支承空区顶板的矿柱已受压变形，为了安全起见，矿山恢复生产后不得不加大投资力度重新设计安全通道，避开采、采空区。

从上所述可知，****矿区汞矿F107断层破碎带附近的采场顶板冒落和矿柱的垮坍造成约7万吨矿体难以开采回收，且开采贫化损失大，采场作业安全隐患严重。

由于我国汞矿资源缺乏，为安全开采F107断层破碎带附近的矿体，采用新技术和新工艺对其采场顶板及矿柱进行加固，充填采空区势在必然。

3 技改工程内容规模根据****矿区汞矿F107断层破碎带附近的采场顶板冒落和矿柱的垮坍、主运输巷出现严重开裂的情况，结合贵州省地质矿产勘查开发局103地质队提供的《****矿区汞矿开采设计方案》、《****矿区汞矿开拓系统平面图》以及目前的生产实际，本技改工程的内容及规模如下：（1）位于断层破碎带F107范围内矿体采场顶板加固2620m2，设计施工钻孔81个，累计钻孔240m；充填尾沙量32000 m3。

（2）位于断层破碎带F107范围内的矿柱加固1890m3（32个）：注浆钻孔128个，钻孔量384m，注浆量460 m3。

（3）距离主运输巷口910米开叉处沿主巷道走向60米范围内全断面帷幕注浆，加固长度60m：帷幕注浆钻孔120个，钻孔600m；帷幕注浆390 m3。

4 已有工程技术条件及技术路线4.1已有工程技术条件****矿区汞矿是一个开采多年的老矿山，采用房柱法采矿，自2005年恢复生产以来，采场顶板冒落问题一直是制约采矿作业能否顺利进行的一个关键因素,随着矿山开采范围的扩大，采空区的规模增加，冒落现象时有发生，给采场作业带来较大危害,直接危及到采场作业人员的安全。

通过长期的实践摸索，系统地掌握了矿体顶板围岩的工程力学性能，在研究和分析采场顶板的冒落原因的基础上,提出预防顶板冒落的措施,对防止采场顶板冒落和保障采矿生产的安全取得过一些效果。

实践表明,****矿区汞矿致力于采空区稳定性的治理工作，已形成了一套具有矿山自有特色的应急处理系统，培养了一支实践经验丰富、能解决实际问题干部技术队伍，为下一步矿山采顶板与主运输巷帷幕注浆综合治理技术改造奠定了基础。