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刚果(金)SICOMINES铜钴矿勘探项目
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背景

刚果(金)Sicomines铜钴矿位于刚果(金)加丹加(Katangien)省科尔维兹(Kolwezi)市西南约7km,矿区地质条件复杂多变,风化强烈,地下水活动强烈,且前人在矿区工作程度低,开采20年后停产15年,矿坑涌水量大又无适当的防治水措施是矿山停采的原因之一。该矿山的开发是中国与刚果(金)“资源、资金与经济增长一揽子合作模式”的一部分,为了合理开发矿产资源,2008年4月甲方委托华勘院编制了该矿区的水文地质工程地质勘探工作总体设计,并到现场踏勘。

二、工程概况

2009年6月-2011年3月,华勘院完成的刚果(金)SICOMINES矿区总费用造价超3.6亿元的工程,是集地质探矿、水文地质勘探、工程地质勘探、岩土工程勘察、大口径选冶试验取心于一体的特大型工程施工项目,涵盖了地质勘探、钻探、水文、工程、测量、物探、岩土试验等综合专业技术领域。分别完成了本矿区的一期补充地质勘探、二期补充地质勘探、水文地质工程地质勘探、工业厂区及尾矿库岩土工程勘察、选冶试验大口径取心项目等工程。其中:完成补充了地质勘探209个钻孔,共计58574延米,探明了特大型矿山的金属储量和资源量及矿石品位;矿山保有金属铜储量854.49万吨,平均品位3.36%,金属钴储量57.1万吨,平均品位0.22%;水文地质工程地质勘探共完成69孔,计18928延米(其中含7个大口径抽水试验孔,2183m),分别进行了单孔及群孔抽水试验,获取了一定的水文地质参数,掌握了这一复杂矿区的补径排水力联系,并估测了矿坑涌水量;取得了岩土样试验数据,对开采边坡进行了稳定性评价。

主要技术创新

一是对矿区水文地质条件认识的突破。通过研究,发现罗安群R1组砂岩透水性、富水性中等至强,不能作为隔水边界;矿区地下含水系统自上而下划分为R2.3强含水层、R2.2弱含水层、R2.1强含水层、R1相对隔水层,不但研究各个含水层属性,而且研究各个含水层之间组合关系和水力联系,对矿区水文地质条件取得了比较符合客观实际的认识。二是深大边坡稳定性研究突破:以往几十年来,欧美学者笼统地将圆弧形状滑移作为边坡破坏模式研究,笼统地采用极限平衡计算,脱离客观实际的计算无法解决矿山面临的工程地质问题。本次勘探,采用工程类比法、赤平极射投影法、极限平衡法、数值模拟法,分别按土质边坡、岩质边坡进行边坡稳定性评价,对影响边坡稳定的诸多影响因子进行敏感性分析,防止边坡失稳、优化边坡设计,有针对性地采取相应的整治措施,使边坡治理达到安全、经济和有效的目的,指导矿山建设。三是常规钻探与孔内电视影象测试取代定向钻探:本次勘探采用常规钻探与孔内电视影象测试取代定向钻探,效果良好,为边坡稳定性评价取得了丰富的基础资料。四是矿山防治水方案的突破:通过研究,制定了矿山防治水系统工程:采矿初期以地表疏干井为主,使地下水位降深300m左右,采矿后期以竖井、巷道放水孔疏干为主,将地下水位预先疏干至矿体底板以下,该方案使矿山恢复开采。