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中国铝业股份有限公司巩义智恩铝土矿 矿产资源开采与生态修复方案 报告提交单位 中铝矿业有限公司 报告编写单位 河南地矿华晟地质工程有限公司 报告提交时间 二〇二二年四月 目 录 第一章 概述 1 一、编制目的、范围及矿山概况 1 二、矿山自然概况 6 三、区域地质背景 10 四、土地资源 20 五、矿山开采历史及现状 24 六、编制依据 27 七、矿产品需求现状和预测 32 第二章 矿产资源概况 36 一、矿区总体概况 36 二、项目资源概况 37 第三章 主要建设方案的确定 53 一、开采方案 53 二、防治水方案 68 第四章 矿床开采 71 一、矿区开采顺序及首采段的确定 71 二、露天开采 71 三、地下开采 73 四、主要基建工程及工程量 78 五、共伴生资源及综合利用措施 79 六、利用潜在矿产资源扩大生产能力或延长矿山服务年限的可能性 79 第五章 矿山安全设施及措施 80 一、主要安全因素分析 80 二、配套的安全设施及措施 87 第六章 矿山地质环境影响与土地损毁评估 106 一、矿山地质环境与土地资源调查概述 106 二、评估范围与级别 107 三、矿山地质环境保护与土地复垦现状 112 四、预测评估 128 I 五、综合评估 144 六、矿山地质环境治理与土地复垦责任范围 148 七、复垦区、复垦责任区土地利用类型及权属情况 151 第七章 矿山地质环境治理与土地复垦可行性分析 155 一、矿山地质环境治理可行性分析 155 二、土地复垦适宜性评价 156 三、矿区土地复垦可行性分析 169 第八章 矿山地质环境保护与土地复垦工程 177 一、矿山地质环境保护与土地复垦目标任务 177 二、矿山地质环境保护 178 三、地质灾害防治 179 四、含水层破坏防治 185 五、地形地貌景观修复 185 六、水土环境污染防治 187 七、矿区土地复垦 188 八、地质环境与土地监测 196 九、管理维护 200 第九章 矿山地质环境保护与土地复垦工程总体部署 203 一、总体部署 203 二、分期、分区实施方案 203 三、近期年度工作安排 208 第十章 矿山地质环境保护与土地复垦工程量及投资估算 214 一、投资估算编制说明 214 二、工程量测算结果 226 三、投资估算结果 228 四、经济可行性分析 240 五、经费预提方案与年度使用计划 251 第十一章 矿山地质环境保护与土地复垦方案实施的保障措施 255 一、组织保障措施 255 二、技术保障措施 255 三、资金保障措施 256 II 四、监管保障措施 257 五、公众参与 257 六、土地权属调整方案 261 第十二章 矿山经济可行性分析 263 一、投资估算 263 第十三章 结论与建议 267 一、结论 267 二、建议 270 III 附表 1、综合技术经济指标表 2、矿山地质环境现状调查表 3 、复垦区拐点坐标表 附件 1 、总部授权委托书、 矿山企业委托书、建设单位承诺书、编制单位承诺书 2、采矿许可证及营业执照 3、编制人员身份证复印件 4、生产勘探报告备案证明 5、需要的安全互保协议、矿山救护协议、供销协议等 6、矿区土地利用现状图 已盖县局章 7、原开发利用方案备案表及变更备案表 8 、2021 年动检备案表 9、原二合一方案评审表 10 、智恩铝土矿环评批复 11、村委意见及公众参与调查意见表 12、矿山地质环境治理恢复基金缴存凭证 13、主要材料及人工价格信息 14 、外购土方承诺书 IV 附图 序号 图 名 图 号 比例尺 一、 开发方案附图 1 地形地质及总平面布置图 01 12000 2 露采终了平面图 02 11000 3 露采剖面图 03 11000 4 地采开拓系统水平投影图 04 11000 5 三采区开拓系统垂直纵投影图 05 11000 6 四采区开拓系统垂直纵投影图 06 11000 7 露天采矿方法图 07 示意 8 房柱采矿法标准图 08 示意 9 铝土矿储量估算图 09 12000 10 粘土矿储量估算图 10 12000 二、 矿山地质环境保护与土地复垦附图 11 矿山地质环境问题现状图 11 12000 12 矿区土地利用现状图 12 12000 13 矿山地质环境问题预测图 13 12000 14 矿区土地损毁预测图 14 12000 15 矿区土地复垦规划图 15 12000 16 矿山地质环境保护与土地复垦工程布置图 16 12000 V 第一章 概述 一、编制目的、范围及矿山概况 一 任务由来 中国铝业股份有限公司巩义智恩铝土矿现持采矿许可证证号为 ***,开采矿种 铝 土矿、耐火粘土矿, 开采方式 露天/地下开采, 生产规模 10 万吨/年, 矿区面积 0.4 323km2 ,有效期限 自 2021 年 12 月 1 日至 2025 年 12 月 1 日。开采深度由 540 米至 4 05 米。 根据河南省自然资源厅关于开展矿产资源开采与生态修复方案编制评审有关工作 的通知豫自然资发〔2020〕61 号文件要求,从 2021 年 1 月 1 日起,在矿山地质 环境保护与治理恢复方案、矿山土地复垦方案合并编制的基础上, 对全省矿山的矿产资 源开发利用方案、矿山地质环境保护与治理恢复方案及土地复垦方案等三个方案进行合 并。在办理采矿权延续、变更手续时,矿山原有地质环境保护与治理恢复方案、土地复 垦方案中有一个超过适用期的,应当重新编制“三合一”方案。采矿权变更时,涉及扩大 开采规模、扩大矿区范围、变更开采方式、变更 含增列 开采矿种的,应当重新编制 “三合一”方案。中国铝业股份有限公司巩义智恩铝土矿因避让永久基本农田采矿许可证 矿区范围变更导致采区现状与原开发利用方案备案信息不吻合,需重新修编开发方案。 中国铝业股份有限公司委托河南地矿华晟地质工程有限公司承担了中国铝业股份 有限公司巩义智恩铝土矿矿产资源开采与生态修复方案以下简称方案 的编制 工作。 二 编制目的 方案编制的主要目的是通过实地调查, 结合项目区矿山地质背景等, 编制技术上可 行、经济上合理的矿产资源开采方案, 同时通过矿山地质环境现状调查与土地损毁评估, 制定矿山在建设、开采、闭坑各阶段的矿产资源开采与生态修复方案, 最大限度地减轻 矿业活动对地质环境的影响, 实现矿山的绿色生产、矿山环境的有效保护, 节约利用土 地,作为采矿权登记、矿产资源开发、矿山地质环境治理恢复与土地复垦工作的依据。 落实采矿权人矿山地质环境保护与土地复垦义务, 为政府行政主管部门对矿山地质环境 1 保护和土地复垦执行情况的监督管理提供依据。为办理采矿许可证变更及延续手续提供 技术资料。具体内容如下 1、落实中华人民共和国土地管理法和土地复垦条例、矿山地质环境保护 规定、中国矿产资源法关于矿产资源开采、土地复垦及地质环境保护治理的规定; 2、科学地规划、合理地开发利用矿产资源, 以实现矿产资源的充分利用, 促进矿山 企业规模化、规范化开采,规范矿山的开采行为; 3、最大限度地减轻矿业活动对地质环境的影响,实现矿山地质环境的有效保护与 恢复治理, 落实矿山企业对矿山地质环境保护与恢复治理义务, 为矿山企业实施矿山地 质环境保护和治理提供技术支撑, 并且为政府行政主管部门对矿山地质环境的有效监督 管理提供依据; 4、按照“谁损毁、谁复垦”的原则,明确矿权人在获得开发权利的同时,必须承担对 损毁土地进行复垦的义务,最大限度实现土地的集约节约利用,有效缓解人、地矛盾; 5、为矿山土地复垦工作实施提供依据 通过对现场的细致调查, 结合项目周边的实 际情况,提出切实可行的复垦设计,在合理用地的前提下尽可能保护耕地; 6、提出有效防治矿区水土流失与生态退化措施, 保护、恢复和重建生态环境, 保护 生物多样性,保障周边地区水土资源的持续利用,尤其是保持土地的可持续利用; 7、为矿山地质环境治理和土地复垦资金落实提供依据; 8、为做好临时用地复垦管理和监督检查提供依据方案的编制有利于相关部门监 督检查责任单位复垦义务的履行情况,确保方案确定的目标、任务落到实处。 主要任务是 1、通过实地调查, 选用科学的采矿工艺, 运输方案, 实现资源利用高效化、矿区环 境生态化。 2、通过矿山地质环境和土地资源调查, 查明矿区地质环境条件复杂程度, 确定矿山 地质环境影响评估级别与评估范围。 3、根据矿山地质环境现状,进行矿山地质环境影响现状评估;在现状评估的基础 上,根据矿山开发利用方案、采矿地质环境条件,进行矿山地质环境影响预测评估。 4、根据现状评估和预测评估, 进行矿山地质环境保护与恢复治理分区; 提出矿山地 质环境保护、预防和恢复治理技术措施, 明确恢复治理的目标任务。安排矿山地质环境 保护与恢复治理工程,制定矿山地质环境监测方案。 2 5、通过资料收集、矿山开采情况调查, 分析矿山建设和开采过程中对土地资源的损 毁区域、损毁时序、损毁方式、损毁地类、损毁程度和损毁面积。 6、明确土地复垦的范围、复垦利用方向、治理措施、质量标准, 指导矿山土地复垦 工作,促使土地复垦工作质量达到要求。 7、根据工程设计和监测方案, 进行矿山地质环境保护治理工程、土地复垦工程、监 测工程的经费估算。 三 矿山概况 项目名称中国铝业股份有限公司巩义智恩铝土矿 地理位置巩义市鲁庄镇张庄村和关帝庙村,行政区划隶属于鲁庄镇 隶属关系该矿山隶属于中国铝业股份有限公司 企业性质有限责任公司 项目类型铝土矿/粘土矿开采 生产开采方式露天开采地下开采 生产规模 10 万 t/a 生产服务年限 2.18 年不含基建期 四 矿区范围 1、地理位置 中国铝业股份有限公司巩义智恩铝土矿以下简称智恩铝土矿 位于河南省巩义市 区南西直距约 23. 1km 处, 行政属鲁庄镇管辖。巩义市西距洛阳市60km,东距郑州市上 街区 60km ,均和陇海铁路、连霍高速公路、 310 国道、 207 国道相通。从矿区向北经张 沟、西村镇至芝田镇 21km,有柏油路相通并在芝田镇与 G310 国道相接, 交通便利, 见 交通位置图 1- 1。 图 1- 1 交通位置图 2、矿区范围 中国铝业股份有限公司巩义智恩铝土矿现持最新采矿许可证证号 *** ,矿区面 积为 0.4323km2 ,矿区范围由 4 个区域组成67 个拐点坐标圈定 ,批准开采铝土矿、 耐火粘土矿,开采标高+540m 至+405m 表 1- 1、图 1-2。 3 表 1- 1 矿区范围拐点坐标一览表 4 续表 1- 1 矿区范围拐点坐标一览表 5 图 1-2 矿区范围示意图 五 方案适用年限 本矿山生产服务年限 3.18 年含基建期 1 年,塌陷沉稳期 0.7 年,治理复垦 期 1 年, 土地复垦监测管护期 3 年。因此, 确定智恩铝土矿矿产资源开采与生态修复方 案服务年限为 7.88 年,自2022 年 7 月至 2030 年 5 月。 本方案适用年限为 5a,即 2022 年 7 月至 2027 年 6 月。 本方案严格依据国家法律法规和政策要求, 5 年适用期结束矿山企业应对本方 案进行修编, 当矿山企业变更矿区范围和开采方式、扩大开采规模, 或变更开采矿种 等, 应重新编制矿山矿产资源开采与生态修复方案。若在本方案服务期限内矿 业权发生变更,则土地复垦与地质环境治理的责任与义务将随之转移。 二、矿山自然概况 一 气象 本区属温暖带大陆性季风型气候, 四季分明, 春季干燥, 多风少雨, 夏季炎热多雨。 根据巩义市气象站资料, 年降水量 309.1924.2mm,年平均 604.7mm , 雨季多集中在 7 、8 、9 三个月; 汛期日平均降雨量约 82mm;本地区日最大降雨量 219mm;年蒸发量 1254.61964.4mm,年平均蒸发量 1621.1mm。多年日最高气温 43.4℃,最低气温- 16.5℃, 年平均气温 14.5℃;年平均无霜期 242 天,12 月至次年 2 月为冰冻期,最大积雪厚 20cm 1974 年 12 月,最大冻土深 22cm 1977 年元月。每年 2 月10 月盛行东北风, 11 月至次年元月盛行西北风,一般风速 2.9m/s,最大风速 18.3m/s。 二 水文 巩义市域内河流分属黄河流域和淮河流域, 主要河流有黄河、伊洛河, 其余均为季 节性河流。黄河自西向东从市北流经巩义市,境内全长 34km 。河道纵比降 1/5000 ,河 道宽度 7 10km。伊洛河是黄河三门峡以下最大的支流,属黄河十大支流之一,境内全 长 33km。坞罗水库是巩义市饮用水源,距市区 13km,总库容 2100 万 m3。 矿区属黄河流域, 地表迳流条件良好, 无大的地表水体, 冲沟中常年无水, 仅在暴 雨后有短暂水流,对矿床开采影响很小。矿区主要含水层为寒武奥陶系灰岩岩溶裂隙 6 含水层组,其富水性属中强型。当地最低侵蚀基准面 400m 。区域水系图见图 1-3。 图 1-3 区域水系图 三 地形地貌 矿区位于嵩山西延部分,西有猪娃岭,东南部有南岭环绕,北部为低山丘陵区, 最低463m,最高海拔标高746m,相对高差 283m 左右。区内大面积被第四系黄土和 砂砾石层覆盖,地貌单元为低山丘陵区,地形坡度 30左右。黄土冲沟发育,多呈陡峻 的“V”字形,在矿区西北部近东西向分布。区域地貌图见图 1-4。 照片 地形地貌 1 照片 地形地貌 2 照片 1- 1 矿区地形地貌 图 1-4 区域地貌图 四 植被 项目区地处低山丘陵区,耕地呈斑块状分布,主要为农田,农作物有小麦、玉米、 豆类、蔬菜等。乔木以落叶阔叶林为主。现有的落叶阔叶林以人工种植杨、柳、榆、槐、 松、柏等为主, 以村旁、宅旁、路旁及农田林网的形式分布于评估区内。落叶阔叶林的 群落结构比较简单, 由乔木层、灌木层和草本层组成。灌木分布在沟壑区, 主要类型有 酸枣、牧荆等灌丛群落,各群落主要特如下 ①酸枣群落 该群落为山坡、沟谷两侧常见的群落, 群落所在地比较干燥, 土层薄, 地表常有岩石裸露, 碎石较多, 总覆盖度 5080。灌木层覆盖度 30左右, 株高 1 2m伴生植物包括牧荆、柘树, 有时杂有桑树。草本层主要是黄背草、白羊草、狗尾草 等。 ②牧荆群落 该群落是区域常见的一种次生植被, 覆盖度 3060,株高一般 0.5 7 1.5m,不同地形其伴生植被也不一样。常见的有酸枣、胡枝子、榆树, 草本层植物较多, 主要是禾本科植物, 如芒草、白羊草、鹅见草、荩草和蒿。牧荆群落目前仍处演替阶段, 可能演变为草甸,如白羊草群落等。 ③牧荆酸枣 白羊草群落该群落广布于丘陵岗地、山坡及沟谷两侧,其尘境条 件较差, 常有水土流失现象。土壤干旱贫窭, 主要是山地褐土, 群落结构简单。山白羊 草、黄背草构成明显的高草层片,覆盖度 3050,株高 0.5lm而低草层株高仅有 3050cm,种类较多, 如狗牙根、狗尾草、荩草、莎草和委陵菜等。灌木主要有牧荆和 酸枣,伴生有桑和枸杞等。该群落也是一个处于演替阶段的次生植被。 ④酸枣 白羊草群落该群落分布较广,其群落外貌、结构、组成、演替与牧荆酸 枣 白羊草群落相似,但尘境条件较差,土壤中石块、石砾较多,其持水性差、干旱。 草地植被主要分布于沟坡、沟底及北侧的荒地等处。草地植被的主要类型有狗牙根、白 羊草、白茅和蒿类群落。伴生种有狗尾草和蒲公英等。 1乔木 2乔灌木 3灌草 4农田旱地 照片 1-2 区内植被现状 8 五 土壤 矿区地处黄河流域, 黄土广布, 植物生长条件良好。区内土壤类型为褐土, 土体深 厚、上虚下实, 表土层质地多为中壤土, 粘化层多为重壤土, 土层深度 40-60cm 处开始 出现粘化层, 其厚度 30-50cm。全剖面以黄橙色为主, 粘化层以棕色为主。见照片 1-3。 1 、表土层即耕作层 耕作层厚约 20cm。根据土样化验结果,区内土壤耕作层平均有机质含量为 1. 102 , 全氮 0.092,全磷P2O5 0. 130,全钾K2O 2. 134,pH 值 7.0-8.0,容重 1.20g/cm3 。 表土层质地为中壤土, 多为粒状到细核状结构, 疏松, 植物或作物根系较多, 向下逐渐 过渡。土壤肥力状况中等, 宜耕作,适合多种植物生长。项目区农业以种植小麦、玉米、 大豆等作物为主,多为旱作农业。 2 、心土层 心土层厚度约 4060cm,颜色棕褐色, 为粘化层。一般中壤-重壤, 核状结构, 较紧 实,结构体外间或有胶膜。有时有假菌丝状的石灰沉淀。因此,有可能分为几个亚层。 3 、底土层 为成土母质, 主要为黄土状母质, 疏松而深厚。 因此, 本项目矿区有效土层厚 1.5m 以上。 1耕地土壤剖面 2林地土壤剖面 照片 1-3 典型土壤剖面 六 矿区社会经济概况 巩义是河南省首批赋予省辖市经济和部分社会管理权限的扩权县市。巩义工业基础 较好, 是全国乡镇企业发祥地之一。巩义市地处中原, 交通便利, 矿产资源丰富。巩义 市政府网站公布的 2021 年主要经济数据显示 生产总值 2021 年, 巩义市地区生产总值 901.9 亿元,按可比价计算,同比增长 7.0。其中,第一产业增加值 13.6 亿元, 同比增长 2. 1;第二产业增加值 535.5 亿元, 增长 8.5;第三产业增加值 352.8 亿元,增长 5.0。 规模工业增加值 2021 年, 全市规模工业增加值增速为 15.5,增速高于去年同期 8.3 个百分点。其中市属规模工业同比增长 28.0;镇办规模工业同比增长 13. 1。 9 固定资产投资 2021 年, 我市固定资产投资增速为 2.5,增速低于去年同期 3.8 个 百分点。其中工业投资同比下降 9.3;房地产开发投资同比增长 32. 1。 社会消费品零售总额 2021 年, 社会消费品零售额完成 302.2 亿元, 增速为 8.3, 增速高于去年同期 11.2 个百分点。 财政收入 2021 年,全市公共财政预算收入累计完成 51.6 亿元,同比增长 2.4。 其中税收收入完成 29.7 亿元,同比下降 16.8;非税收入完成 21.9 亿元,同比增长 49.0。 矿区位于巩义市鲁庄镇张庄村和关帝庙村一带。鲁庄镇位于河南省巩义市西南, 地 处省会郑州与古都洛阳之间, 南依中岳嵩山, 北望洛水邙岭。南北长 25 公里, 东西宽 8 公里, 总面积 93 平方公里, 下辖 29 个行政村, 51 个自然村, 242 个村民小组, 总人口 6.38 万,耕地 65790 亩耕地, 28000 多亩宜林荒山。鲁庄镇矿产资源丰富,主要有煤、 铁、铝、 矾土、硫磺、 紫砂陶土、黄砂陶土、石灰石等多种资源。当地经济以工业为主, 采矿业较发达。建有煤矿、铝粘 土矿及硫铁矿等矿山, 矿业开发带动了当地的经济 发展,当地村民生活已基本达到“小康”水平。区内农业主要种植小麦、玉米、大豆、红 薯等农作物。鲁庄镇农业经济发展情况见表 1-2。 表 1-2 巩义市鲁庄镇近三年主要经济数据统计表 年度 总人口 人 耕地面积 亩 人均耕地 亩/人 农业总产值 万元 人均收入 元 2019 63798 65790 1.03 82637 23533 2020 64308 65790 1.02 89340 25298 2021 65510 65790 1.00 99266 26605 巩义市区至矿区附近有 10kV 供电线路,电力充沛,可满足矿山用电需求。周围关 帝庙村和张沟村人口较多,劳动力资源充足。矿区地势高,水位低,为缺水区,居 民、企业生产生活用水多需外购。 三、区域地质背景 一 地层岩性、岩浆岩 1、地层岩性 本区位于中朝准地台嵩箕中台隆的西北缘,为秦岭东西复杂构造带东段,并有北 东向华夏系、北北东向新华夏系复合。 10 区内地层属华北地层区豫西分区, 主体构造线呈北西向展布, 地层走向以北东向为 主。区域上自下而上,由镁质碳酸盐岩建造→ 陆屑→碳酸盐岩建造→含铝、煤复陆屑→ 红色复陆屑建造,组成完整准地台型沉积建造系列。地层南老北新,从嵩山的古老岩系 到北坡的寒武奥陶系,至石炭系、二叠系、三叠系、第四系均有出露。区域地层由老 至新依次为 1、太古宇登封群ArD 出露于登封附近和嵩山南麓一带,岩性为黑云角闪斜长片麻岩,顶部为含砾绿泥 绢云石英片岩,局部混合岩化。 2、古元古界嵩山群Pt1 分布于区域南侧,嵩山北麓三官庙一带。下部主要为石英砂岩;上部为灰色千枚 岩、淡褐色木纹状千枚岩、薄片状云母片岩、灰绿色绿泥石片岩及白色石英岩等。 3、震旦系Z 分布于区域南侧,佛光峪少林寺张沟王峪一带。岩性主要为白、灰褐及淡 红色石英砂岩。 4、寒武系 ∈ 沿嵩山北麓大致呈东西向分布于少室、太室山北麓及五指岭一带,出露很广。下 部为杂色灰岩;中上部为薄层鲕状灰岩夹页岩及泥灰岩、厚层鲕状灰岩。 5、奥陶系O 为奥陶系中统马家沟组O2m,分布于少室、太室山北麓及五指岭一带,为铝土 矿的下伏地层。上部为厚层状灰色灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩;下部为薄层状泥 质灰岩;底部为黄绿色页岩。 6、石炭系C 主要分布于张庄-涉村一带,呈北东-南西向延伸数十公里,倾向北北西北。 在张庄西和五指岭南侧,断续分布。本区仅发育上统本溪组C2b和太原组C2t。 本溪组C2b为本区铝土矿层,其上部为铝-炭质页岩;中部为铝土矿、粘土 矿;下部为含铁粘土岩,局部含铁矿层。 太原组C2t岩性为生物灰岩、含燧石灰岩、砂质页岩、砂岩互层,中夹炭质 页岩及煤层。 7、二叠系P 11 本系地层与石炭系为连续沉积,岩性以砂质页岩、页岩及细砂岩为主,易剥蚀, 多出露在低洼地带,一般仅能在较陡崖坡及河谷的边岸见到。是豫西地区主要含煤地 层。 8、三叠系T 为红、紫红及杂色砂岩、砂质页岩。 9、第四系Q 黄土、棕红色粉砂质亚粘土及近代冲积砂砾层。 图 1-5 区域地质图 2、岩浆岩 嵩箕地区岩浆活动较弱,其岩石类型为变质基性岩、辉绿岩、花岗岩、花岗斑 岩、长英岩、细晶岩、伟晶岩、石英斑岩及石英脉等。时代主要为五台期及吕梁期。 本区岩浆活动较弱,时代较早,对区内铝粘土矿床无影响。 3、区域矿产 嵩箕地区区域矿产丰富,已知矿产及矿化有 20 余种,如煤、铝土矿、耐火粘 土、陶瓷粘土、水泥灰岩、熔剂灰岩、白云岩、硅石矿石英岩黄铁矿、铁矿、石 膏、水晶、钾长石、建筑石料、以及铝土矿中伴生的有益组份镓、钒、钛等。其中以 煤、铝土矿、石灰岩为本区优势资源。 二 地质构造与地震 1、构造特征 区域构造线方向近东西向, 地层呈单斜产出, 向北西倾斜。断裂构造发育, 区域性 大断层嵩山断层从矿区南部外围通过, 其产状走向北西, 倾向南西, 为陡倾斜走滑正断 层。 嵩山断层F25 为区域性大断层, 从矿区南西部外侧张庄隐伏通过, 走向约北西 320 ,倾向南西,为高角度走滑正断层。 2、区域稳定性 根据河南省地震资料记载,巩义一带曾发生过 40 次地震,其中破坏性较大的为公 元 119 年 3 月 10 日的汜水地震,震中烈度为八度,震中在洛阳附近。距今最近一次是 1973 年 12 月 14 日发生在巩义的 3 级有感地震。上述地震均波及本区。根据国家质量技 术监督局发布的中华人民共和国国家标准 GB183062015中国地震动参数区划图河 12 南省部分, 本矿区基本地震动峰值加速度值为 0. 1g,地震基本烈度Ⅶ度区 表 1-3。 表 1-3 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 地震动峰值加速度分区 g <0.05g 0.05g 0. 1g 0. 15g 0.2g 0.3g ≥0.4g 地震基本烈度值 <Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅷ ≥Ⅸ 根据中国区域地壳稳定性研究成果, 参照原地质矿产部工程地质调查规范110 万- 1 20 万ZDB14002-89第 8.5.2 条规定, 本区地壳稳定性属较稳定区表 1- 4。 表 1-4 区域地壳稳定性评价表 地震基本烈度 ≤Ⅵ Ⅶ Ⅷ ≥Ⅸ 区域地壳稳定性 稳定 较稳定 较不稳定 不稳定 三 水文地质条件 1、区域水文地质概况 依据 1/10 万巩义市地质灾害调查与区划报告, 根据地下水埋藏条件、水理性质和水 力特征, 将区内地下水划分为松散层孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水 3 种 类型图 1-6。 1、松散层孔隙水 区内地下水根据埋藏条件、富水性、分布特征可划分为新近系下更新统含水层组、 中上更新统含水层组和全新统含水层组。根据埋藏深度和开采技术条件, 又将其分为浅 层水埋藏深度在 60 m 以浅,相当于全新统和上更新统含水层组和中深层水相当 于新近系下更新统含水层组。本方案主要叙述浅层水。 浅层含水层组是由第四纪冲积、洪积、冲洪积成因的一套上细下粗或粗细相间的砂、 砂卵砾石和泥质松散堆积物组成。丘陵区的黄土中也含有地下水, 但含水极弱。浅层地 下水按其富水程度分区如下 1富水区单井涌水量 10003000 m3/d 分布在黄河滩区、伊洛河河谷、氾水河河谷等地段。黄河滩区含水层岩性以中、粗 砂层为主, 局部含卵砾石, 砾石厚度 3060 m,水位埋深 24 m,单井涌水量可达 2000 3000m3/d;伊洛河河谷含水层岩性主要为砂卵砾石层,厚度 830 m,水位埋深 415 m,导水系数 10002500 m2/d。 2中等富水区单井涌水量 1001000 m3/d 13 分布在伊洛河一级阶地后缘。含水层岩性为砂及泥质砂卵砾石, 厚 1015 m,水位 埋深 812 m。据钻孔资料,降深 5.63 m 时,单井出水量 425 m3/d。 3贫水区单井涌水量<100 m3/d 分布在邙山、山前倾斜平原及山前黄土丘陵地区的康店、沙鱼沟北山口芝田 鲁庄一带。地形起伏不平, 冲沟发育, 但黄土厚度较大, 通过大气降水渗入的地下水主 要储存于中更新统黄土及钙质结核层的孔隙孔洞中, 其富水性较差, 多无开采价值, 且 此区域中深层地下水与浅层地下水常混合开采,该层水多被疏干。 浅层地下水化学类型主要为 HCO3-Ca 和 HCO3-Ca Mg 型水, 山前岗丘地带及山间 洼地地区, 地下水化学类型主要为 HCO3-Ca Mg 型水。地下水补给以大气降水为主, 消 耗于人开开采和迳流排泄。 2、碳酸盐岩类裂隙岩溶水 主要分布在区内的东南部和南部的米河、新中、小关、大峪沟、涉村、夹津口、西 村等镇。含水层岩性主要为寒武、奥陶、石炭系灰岩、白云岩等, 导水性及富水性受岩 溶、裂隙发育程度和构造控制明显, 常以泉的形式溢出, 最大泉流量 10 l/s,地下水化学 类型为 HCO3-CaMg 型。 3、基岩裂隙水 基岩裂隙水可分为变质裂隙水和碎屑岩裂隙水, 前者分布在嵩山主峰和五指岭主峰 北侧, 后者分布在米河小关大峪沟以北及涉村关帝庙以北。岩性主要为元古界嵩 山群的石英岩、石英片岩及二叠系、三叠系砂岩、砾岩等。导水性及富水程度受构造和 地貌部位控制,水量较小,泉流量 1.0 l/s 左右,水化学类型主要为 HCO3-CaMg 型。 图 1-6 巩义市水文地质略图 2、矿区水文地质概况 1、地形与水文 本区地处巩义市、偃师市及登封市交界处的低山丘陵区, 总地势是南东高, 北西低, 最高是 746m,最低是 463m,高差 283m。 该区属伊洛河水系。伊洛河在矿区北侧自西向东注入黄河。伊洛河流经矿区附近的 河床标高约 150m。矿区内无大的地表水,但冲沟发育,沟中常年无水,仅在大雨后有 暂时水流。矿区附近沟谷最低标高为 400m ,可视为“当地最低侵蚀基准面”。 14 2、矿区含水层 区内发育的地层有第四系松散物质堆积层Q 、二叠系砂岩、页岩层P1s、石 炭系上统灰岩、页岩、铝质粘土岩层 C2t 、C2b 及奥陶寒武系灰岩层 O- ∈ 。 其 中第四系Q地层较发育,钻孔见最大厚度 103.55m,一般 50m 左右。主要岩性是黄 土状粉质粘土, 中下部夹砾、卵石数层, 为弱透水不含水层; 二叠系地层主要岩性是砂 岩与页岩互层, 中夹数层煤, 裂隙较发育, 但多为半张开型及闭合型, 钻进中有时漏水, 但在矿区内该层为弱透水不含水层;石炭系地层的岩性较复杂,有灰岩、砂岩、粘土岩、 铝土矿等,其中的灰岩 23 层,单层厚 0.92 14.5m,总厚一般 15m 左右,钻进中常漏 水,但就本矿区而言,在标高400m 以上一般不含水,为透水不含水层。 本矿区具有实际意义的含水层是奥陶寒武系灰岩层,现概述如下。 奥陶、寒武系灰岩岩溶裂隙含水层O- ∈ 该层主要岩性是角砾状白云质灰岩、 鲕状灰岩、含燧石团块白云岩及白云质灰岩等。主要出露于矿区东部, 分布广、厚度大, 是本区主要含水层。 在矿区东部约 7.5km 处,有进行过详细勘探工作的“凌沟矿区” 。据凌沟矿区资料, 奥陶寒武系灰岩岩溶裂隙较发育,地表有几个著名泉水,如凌沟泉出露标高 426.6m , 流量 2.566300 L/S;申沟泉出露标高 361.4m,流量 5.177353.866 L/S;蒜沟泉出 露标高约 400m,流量 40.8 L/S 左右。这些泉常年不干,流量大小随季节变化。 在矿区西部相距约 8km 处有个夹沟矿区。据夹沟矿区资料,O- ∈ 灰岩含水层的 水位标高一般 230250m ,最高 274. 11m ,最低 217.45m ,水位年变幅 23.029.9m ,经 抽水试验,单位涌水量 q0.8762.112L/Sm ,渗透系数 K0.6073.25m/d。 上述资料表明,奥陶寒武系灰岩含水层的富水性属中强型,是本区具供水意义 的含水层。结合本矿区民采坚井调查资料及少量钻孔资料,该含水层在本矿区的地下水 位标高≤400m ,地下水流向北西。 3、矿区构造 矿区位于嵩山背斜的北翼,具单斜构造。岩层总体倾向 350 10 ,倾角 15左右。 矿区内主要断层是嵩山正断层, 它南起中岳庙, 北延至鲁庄曹山坡, 走向 320左右, 倾 向 SW,倾角 75左右, 落差 500m 左右。由于该断层的影响, 在其东北方发育大致平行 的 F1 正断层。由于断层的影响, 横 43 和 44 勘探线地段, 缺失石岩系太原组C2t灰 岩。另在矿区外围X3825107.0 Y38403327.0 近嵩山断层旁有个天然洞穴, 洞穴出 15 现在二叠系地层中, 深度不详>50m ,雨季洞穴内有水, 可供灌溉用, 但旱季无水, 成干涸状。 4、生产井与老窑 矿区及附近民采盛行。据调查, 有民采竖井 9 眼已被封闭 ,矿坑 7 处。竖井采 深一般在 100m 左右, 个别深达 140m。竖井内绝大多数无水,不需排水设备,仅 SJ07 竖井在开采中, 据说有井底涌水现象, 但水量很小, 不影响生产。 SJ07 竖井井口标高为 506.48m,井深 126m,据此证明,地下水位埋深近 126m,水位标高为 380.48m 左右。 另外,民采矿坑大小不等,深浅不一,最深者可达 50m 之多,坑中无水。 3、矿区水文地质勘查类型 矿区内地形变化大, 冲沟发育, 地表迳流条件良好; 区内无大的地表水体, 冲沟中 常年无水,仅在暴雨后有短暂水流,对矿床开采影响有限;矿区内地下水位埋深较大, 地下水位标高小于 400m;矿区附近沟谷较深,最低标高 400m ,可视为“当地最低侵蚀 基准面”;本矿区铝土矿底板标高 405550m ,区内所有铝土矿体底板标高均在地下水 位及当地最低侵蚀基准面以上,不会造成矿坑充水。矿区水文地质条件应属简单类型。 四 工程地质条件 1、矿区工程地质概况 据本区岩体特征,可分为如下岩组 1第四第Q松软岩组 本岩组较发育, 厚一般 50m 左右, 钻孔见最大厚度 103.55m。主要岩性是黄土状粉 质粘土, 上部呈褐黄色, 中下部为棕红色, 且夹数层砾、卵石、碎石层。此层应属松软 结构的土体,稳固性差,稳定性不好。 2砂、页岩互层岩组P1s 主要以砂岩和页岩为主, 夹不稳定的煤层。其中页岩所占比例较大, 页岩又可分为 砂质页岩、炭质页岩等, 有明显的页理, 有时含较多的云母。这些页岩较软弱, 在钻探 中易缩径,遇水易软化,裸露地表易风化,一般有 3 组结构面,强度较低。 砂岩以长石石英砂岩为主,一般为细粒结构,胶结物以钙质为主。砂岩中一般有 2 3 组结构面,强度较页岩高,属半坚硬岩石。 3灰岩、砂岩、页岩互层岩组C2t 主要由灰岩、砂岩、页岩夹煤组成。灰岩 13 层,单层厚 0.43 14.5m ,总厚一般 16 15m 左右, 岩溶裂隙较发育, 大多被粘土类物质充填, 钻进中常漏水。岩石较坚硬, 应 属坚硬岩石。 灰岩之间夹厚度不等页岩,中细粒石英砂岩及煤层。这些夹层厚度变化大,且不 稳定, 裂隙发育, 岩石较软弱或破碎, 是稳固性不良的岩层。由此可见, 该岩组软硬相 间, 岩石质量差异较大, 有大的结构面软弱夹层 存在, 其稳定性因岩性而别。一般 属稳定性不好的岩组。 4粘土岩、铝土矿岩组C2b 本岩组属含矿铝 岩系, 一般可分为上、中
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