鐵礦采空區對水庫工程安全運行影響評估的技術實踐

袁宏利 于文龍 柴鳳濤 趙芳萍

1 概 況

潘家口水庫是灤河流域控制性水利工程，為大（Ⅰ）型工程，作為天津及周邊地區工農業用水備用水源地，具有重要的水資源、水生態地位及戰略意義。脖子梁副壩位于潘家口水庫主壩右岸上游約8 km 處，為Ⅰ級水工建筑物，按1 000 年一遇洪水設計，投入運行后一直未擋水運用。2018 年11 月13 日，脖子梁副壩附近發生鐵礦采空區山體塌陷事故，塌坑邊緣距副壩頭最近水平距離26 m。為科學論證脖子梁副壩及水庫工程的安全狀況，依據國家法律法規和水利工程建設管理、礦山開發建設、工程地質勘察等相關規范標準，通過制定科學技術路線，開展了論證評估工作。

馬道子鐵礦礦區位于潘家口水庫庫尾西南側，礦區規劃范圍包含了脖子梁副壩、庫尾幾條岔溝，且礦渣部分堆積在了庫邊沖溝中。東采區礦脈和巷道已位于庫區范圍內（224.7 m 最高蓄水位），如圖1 所示。巷道與脖子梁副壩和庫區的最近距離關系見表1。

圖1 馬道子鐵礦與潘家口水庫及副壩相對關系圖

馬道子鐵礦分為東采區和西采區，礦區面積為0.22 km2，開采深度290～80 m。結合礦山設計、儲量及開采復核、對礦脈分布地質規律的分析、開采工藝等資料的挖掘分析，通過三維空間分析計算手段，對現狀和最終采空區空間體積進行估算，累計開采已形成采空區空間約180 萬m3；未來大部分儲量開采完畢，將形成采空區空間約300 萬 m3。

馬道子鐵礦礦區內共有4 條礦體，分別是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、M1 號，總體走向近東西向，傾向北，傾角70°～80°。……