中关铁矿帷幕注浆工程科技成果获奖详情

（获得河北省设计与施工优秀成果一等奖）

帷幕注浆作为矿山治水的一种方法属于矿产资源勘察、规划、开发与保护领域。

中关铁矿帷幕注浆试验的施工是在具有良好可注性的中奥陶系石灰岩岩层中施工垂直钻孔揭露岩层中的岩溶裂隙，然后采用高压方式将水泥浆液注入岩溶裂隙，形成具有一定厚度的阻水帷幕（最小厚度不小于10m）以达到矿山开采时堵水的目的。

其主要特点是矿山的堵水帷幕形成后，隔离矿山和周围水环境，当帷幕内正常进行矿产开采时帷幕外的地下水位下降量很小，达到保护区域地下水环境的目的。

华勘院受邯郸钢铁集团（以下简称“邯钢集团”）的委托，承担了帷幕注浆试验的设计与施工任务。该试验工程的设计于2004年7月25日开始，2005年2月28日提交并通过专家的论证；试验工程的施工于2005年5月4日开工，2005年12月8日结束，并提交了《中关铁矿帷幕注浆试验工程总结报告》。2005年12月12日，河北省国土资源厅组织有关专家对试验项目实施过程和实施结果进行了审查并顺利通过。河北省国土资源厅强调：在采用“帷幕注浆堵水”条件下进行矿山开采时，可以解除中关铁矿的“限采”禁令。

中关铁矿采用帷幕注浆堵水技术，解除了“限采”禁令，意味着同处百泉岩溶水系统的王窑铁矿、凤凰山铁矿亦可以采用同样的方法进行矿山地下水治理，从而缓减区域地下水资源紧张的情况。

一、立项背景（依据、研究的起步基础及目的、意义）

中关铁矿为埋藏较深的大型隐伏富铁矿床，发现于20世纪60年代，总储量9　300万t，平均品位约48%，矿体最大埋深760m。

中关铁矿地处邢台百泉岩溶水系统的强径流带上，矿体顶板围岩为奥陶系中统石灰岩，其呈“X”形的岩溶裂隙非常发育，富水性很强，矿区地下水具有丰富的动、静储量。20世纪70年代，矿区水文地质勘探表明矿坑涌水量为450000t／d，致使矿山暂停开采。

随着国民经济的发展，工农业生产大量开采地下水，导致区域地下水位大幅度下降，2004年，中关矿区地下水位与1974年相比下降了150m，导致区域地下水资源十分紧张。为保护区域地下水资源，中关铁矿被河北省国土资源厅列为“限制开采”（即“限采”）矿山。

邯钢集团拟采用“帷幕注浆堵水”技术开采中关铁矿，以满足河北省国土资源厅“保护区域地下水资源”的要求，达到矿山“解限”、开采的目的。

帷幕注浆堵水在水利系统的可溶岩地区大坝建设中已经得到了广泛的应用，效果良好。近二十多年我国在石灰岩含水层地区进行金属、煤炭矿山开采过程中，在矿区局部地段采用帷幕注浆堵水的实践也很多，如冶金矿山中有山东张马屯、湖南铜山岭、水口山矿等，都有成功的经验。

中关铁矿相对于这些矿山有着一定的特殊性：①矿床四周没有可利用的隔水边界；②矿体埋藏深；③注浆帷幕线长。华勘院通过详细研究中关矿区的地质、水文地质及工程地质条件，认为中关铁矿在采矿过程中采用帷幕注浆堵水是可行的，在经济上也是合理的。

河北省国土资源厅冀国土资源厅［2004］204号文件批示：“采用帷幕注浆法的开采方案是可行的，但成功的关键是堵水效果要达到80%，难度是很大的，若堵水效果不好，将给矿坑带来较严重的水患，而且会影响区域地下水资源……因此，应先划定开采范围，在划定的范围内尽快开展工程地质、水文地质勘察和帷幕注浆试验工作，并对帷幕堵水的效果进行必要的检查。”

根据河北省国土资源厅的要求，邯钢集团委托华勘院作了《河北省沙河市中关铁矿帷幕灌浆试验设计》，并依据评审通过的设计文件进行了实地施工。

中关铁矿帷幕注浆试验的成功实施，解除了中关铁矿的“限制性开采”，使中关铁矿能为国民经济发展作出相应的贡献，解决了大水矿山开采与地下水资源保护两相矛盾的问题，消除了深层矿产资源开采过程中易突水的隐患。

二、详细科学技术内容

中关铁矿帷幕注浆试验在实施过程中主要有以下难点。

（1）注浆堵水帷幕规模大：中关铁矿堵水帷幕线的总长度为2　940m。

（2）注浆堵水帷幕深度大：①中关铁矿堵水帷幕钻孔平均深510m（最深760m）；②中关铁矿堵水帷幕起始注浆段埋深120～170m，而地下水位埋深180～230m，现有的注浆记录仪在地表无法准确监测起始注浆段的注浆压力。

（3）注浆堵水帷幕技术要求高：①为保护地下水资源，河北省国土资源厅要求中关铁矿注浆后的帷幕堵水率不小于80%；②为满足帷幕堵水率80%的要求，帷幕墙体必须是连续闭合的（由于中关铁矿矿床赋存于深层石灰岩层中，围岩均为岩溶裂隙发育的强富水灰岩，仅底板为弱透水性的蚀变闪长岩，四周没有任何“隔水边界”）；③为防止因开采时高水位差产生的渗透对帷幕造成破坏，要求注浆帷幕形成后最小厚度必须达到10m；④从经济上考虑，注浆帷幕为单排孔，要求钻孔必须垂直，经计算，钻孔任一段偏斜不能超过垂心点2m。

为解决以上施工难点，华勘院专门组织了工程技术人员进行技术攻关。在试验项目设计阶段（2004年7月25日—2005年2月28日），广泛听取了科研院所的意见，先后走访了国土资源部所属廊坊钻探、物探研究所、中国地质大学（武汉）钻探与注浆材料研究室、吉林大学建设工程学院、中国科学院物理研究所与电工研究所，考察了西北有色局延安石油钻井队定向造斜钻探施工现场、湖北大洪山铁矿帷幕注浆施工现场，也拜访了山东张马屯铁矿曾经从事过帷幕注浆施工的工程技术人员，在此基础上编写了《中关铁矿帷幕灌浆试验设计》。这样，从理论上为解决以上难题作了充分的技术准备。通过了河北省国土资源厅规划处组织有关专家对试验设计进行的评审，根据专家意见对试验设计进行了认真修改。

在试验过程中，不仅将在理论上所取得的解决问题的方法应用于实际工作中（2005年5月4日—2005年12月8日），而且聘请了吉林大学教授、中国科学院教授、张马屯铁矿注浆时的总工到现场共同进行攻关，使试验获得了成功，并且取得了较好的成果。

2005年12月8日，该项目顺利通过了河北省国土资源厅对试验项目实施过程和实施结果的审查，河北省国土资源厅强调：在采用“帷幕注浆堵水”条件下进行矿山开采时，可以解除中关铁矿的“限采”禁令。

2006年5月8日，河北省国土资源厅冀国土资函［2006］236号文件“……将邢台市矿产资源规划的中关铁矿由规划限采区调整为允许开采区……”。

三、发现、发明及创新点

本试验项目在施工过程中主要采用了以下新技术、新方法。

（1）用经纬仪对钻机底盘、立轴钻杆进行精确的水平与垂直定位，抛弃了用罗盘定位、校正的旧方法，起到了很好的预防钻孔偏斜的作用。

（2）采用中科院最新研制的JDT—6型高精度数显陀螺测斜仪进行跟踪侧斜（仪器精度为：顶角1′，方位角1°），为钻孔纠斜提供了准确的数据。

（3）采用高清晰度井下电视法直接观察钻孔岩溶裂隙的发育情况。

本试验项目在实施过程中的创新内容如下。

（1）利用石油定向造斜钻具——螺杆钻具的定向原理，研制并成功应用了用于小口径钻探的纠斜钻具——陀螺定向纠斜仪，使偏斜钻孔能及时采取纠斜措施，保证了钻孔偏斜距离不超过2m。

（2）与中科院物理所、电工所共同研制了以高能量电火花震源为能量源的物探跨孔测试仪，对注浆以后形成的帷幕墙体进行了整体检测，证明注浆效果良好。

（3）与吉林大学建设工程学院合作研制了一套金刚石单动双管冲击回转导正防斜减压式钻具及钻进方法，应用后使钻进效率从0.8～1.0m／h提高到了2.0～2.5m／h，提高了1～2倍。

（4）利用岩土工程勘察中静力触探工作原理研制并成功应用了压力传感仪，解决了起始注浆段注浆压力在地面检测的难题。

四、保密要点

本试验工程在施工过程中取得的各种试验成果均无保密要求，若能推广应用，则可产生更大的社会效益。

五、与当前（国内外）同类研究、同类技术的综合比较

1.注浆堵水帷幕规模大

目前，在全国范围内，有据可查的最长的堵水帷幕为山东张马屯铁矿堵水帷幕，只有1　100m，而中关铁矿堵水帷幕线的总长度2　940m，实施后将为全国之最。

2.注浆堵水帷幕深度大

（1）目前冶金矿山堵水帷幕钻孔平均深度一般为400m左右，而中关铁矿堵水帷幕钻孔平均深度510m（最深760m）——为全国之最。

（2）中关铁矿堵水帷幕起始注浆段埋深120～170m，而地下水位埋深180～230m（其他采用帷幕堵水矿山的地下水位埋深一般为10～30m），现有注浆记录仪在地表很难准确监测注浆压力。

3.注浆堵水帷幕技术要求高

（1）河北省国土资源厅要求中关铁矿注浆后的帷幕堵水率不小于80%，而国内已经施工完成的帷幕堵水率只有50%～70%。

（2）堵水帷幕是连续闭合的。目前在国内所有的冶金、煤炭等需采用帷幕堵水进行开采的矿山中，都利用矿山具有隔水边界的便利条件，采用直线型帷幕进行堵水，而中关铁矿恰似汪洋中的孤岛——四周没有任何隔水边界。

（3）堵水帷幕的最小厚度必须达到10m，钻孔任一段偏斜不能超过垂心点2m，这在国内所有帷幕注浆及钻探史上是绝无仅有的。

六、应用推广及论文引用情况（在国内外相关领域的作用、影响及预期前景）

（1）陀螺定向纠斜仪为小口径钻探纠斜难提供了一种先进的解决方法和纠斜仪器。

（2）以高能量电火花震源为能量源的物探跨孔测试仪对注浆以后形成的帷幕墙体连续性的整体检测效果更直接，数据更明确，且可大幅度减少检查孔的数量，降低工程造价。

（3）金刚石单动双管冲击回转导正防斜减压式钻具及钻进方法的研究与开发大大提高了现有钻探设备的钻探效率与能力。

（4）压力传感仪的研制和成功应用，解决了在注浆孔水位埋藏深时起始注浆段注浆压力在地面难以检测的难题。

七、经济效益

若采取传统疏干方案进行矿山开采，项目总投资为149　916万元；若采用帷幕注浆堵水方案进行矿山开采，总投资为94　377万元（表1－3－1）。(www.xing528.com)

表1－3－1中关铁矿帷幕注浆与传统疏干方案经济效益对比

八、社会效益（包括对应用技术的指导作用）

（1）由于采用了一系列先进的钻探技术、测斜与纠斜技术、对帷幕墙体的整体检测技术，并严格执行了ISO 9001：2000质量管理体系注重于过程管理的精髓，试验项目受到了验收专家组及邯钢集团矿山部的高度称赞，河北省国土资源厅顺利解除了对中关铁矿的开采限制。这样，沉睡了40多年的中关铁矿将在未来对国民经济建设作出它巨大的贡献。

（2）根据2004年华勘院提交的水文地质总结报告提供的数据，按帷幕注浆堵水率达到80%计算，进行帷幕防渗处理后，可大大降低矿坑的排水量，避免地下水位持续下降，能很好地保护邢台地区的地下水资源不受破坏，保护我们人类赖以生存的生态环境。帷幕防渗处理前后矿坑排水量与水位关系见表1－3－2。

表1－3－2　帷幕防渗处理前后矿坑涌水量与水位关系

（3）随着国民经济的发展，尤其是改革开放以后，工农业生产大量开采地下水，导致地下水位大幅度下降，地下水资源的保护迫在眉睫。同时国内矿产资源的开发已经开始向深部发展，采用传统疏干方式开发地下矿产资源必然对地下水资源产生极大的影响，同时也会带来更大的安全隐患。

采用帷幕注浆堵水方式进行矿山开采，不仅有利于对地下水资源的保护，降低矿山“突水”的安全隐患，而且在经济上也是合理的（从长远看）。

中关铁矿帷幕注浆试验的成功在论证了采用帷幕灌浆方法堵水技术可行、效果可靠和经济合理的同时，也为未来矿山治水提供了最典型的范例。

工程中所采用的技术参数、施工工艺、注浆材料和浆液配比将会为类似地质条件下的矿山治水提供最直接的参考数据。

（获得河北省国土资源厅优秀成果一等奖）

河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究项目通过对百泉岩溶水系统及其范围内分布铁矿山的条件研究，进一步查明了区域水文地质条件和矿区水文地质条件，指出了该区所面临的严峻环境问题和社会问题；运用数值模拟技术对矿山开采条件下地下水环境的演变进行了预测；提出了合理开发矿山和有效保护地下水环境的建议与措施；取得了显著的社会、环境效益，矿山企业收到明显的经济效益。

项目主要研究了以下几个课题。

（1）运用系统的观点，把百泉岩溶水系统作为一个整体进行了综合分析研究，进一步查明了泉域系统的水文地质条件，建立了泉域岩溶地下水系统的概念模型和数学模型，利用1992—2006年地下水开采量、水位动态，采用长时间系列的和30多个钻孔的地下水动态资料对数值模型进行了识别和调试，建立的地下水数值模型是较符合实际客体模型的。建立地下水数值模型是进一步核实百泉泉域岩溶地下水资源量和对岩溶大水矿山疏干排水进行地下水流场预报，从而更加可靠地论证泉域岩溶地下水开采量超采程度及岩溶大水矿山直接疏干排水对泉域地下水环境影响的严重性。

（2）运用均衡法计算了泉域岩溶水系统的地下水补给量、储存量，采用排泄量法计算地下水补给量。

（3）百泉泉域岩溶地下水现状调查和评价，对地下水开采与地下水环境的关系进行了研究。全面、系统地统计泉域范围内历年岩溶地下水开采量（包括矿山排水量），利用华勘院几十年数十个钻孔长期地下水动态观测资料和收集十多个近10～20年机井地下水动态观测资料。据此分析研究地下水环境演化规律和地下水环境现状。

（4）以王窑铁矿为重点，对其开采现状进行分析，提出目前开采条件下存在着大突水隐患。对王窑铁矿－230m、－300m开采中段矿坑涌水量和疏干流场进行预测，从而有力论证了王窑铁矿直接采用疏干排水将会加剧地下水环境恶化和造成地下水资源枯竭。论证科学，预测结果可靠，为政府有关部门决策提供了重要依据。

（5）为了遏制百泉泉域岩溶地下水进一步恶化，提出岩溶大水铁矿床（矿山）合理的防治水开采方案和地下水资源合理利用与保护措施。重点关注百泉泉域岩溶大水矿山采用直接疏干排水对地下水环境造成严重破坏。为了保护地下水环境，防止地下水资源枯竭，从全局出发和战略高度提出岩溶大水矿山采用帷幕注浆堵水开采方案的必要性和可行性。

一、立项背景

百泉泉域岩溶地下水系统位于河北省邯郸—邢台地区的武安市、沙河市和部分邢台市，总汇水面积4　043km2。该系统地下水以岩溶裂隙水为主，分布于泉域中部的奥陶系灰岩是区内的主要含水层，其具有透水性强、厚度大、分布面积广的特点，泉域中部奥陶系含水层地下水的强富水区汇集和控制了全泉域的地下水资源，形成库容较大的“地下水库”，赋存有丰富的地下水资源。天然条件下，泉域地下水接受大气降水补给后，通过中部的强富水区向百泉一带径流汇集，最终以泉水的形式集中排泄于地表而形成邢台泉群。20世纪80年代前期（同期人工开采量小）泉流量6～8m3／s，是本区生产、生活最主要的供水水源，同时因水大又严重地威胁着矿山开采。

河北省邯邢铁矿田，南起武安磁山，北至沙河綦村一带分布有几十个铁矿。其铁矿资源丰富，至2003年底，铁矿田内储量表的铁矿共有74处，累计探明资源储量8.2亿t，保有储量5.5亿t。铁矿田的绝大部分铁矿床分布于百泉泉域范围，泉域内上储量表的铁矿有56个，累计探明资源储量7.23亿t，保有储量4.99亿t，占整个邯邢铁矿田总储量的90%。其中矿体埋藏浅的、水文地质条件相对简单的矿床基本开采殆尽，而其中几个储量大的铁矿床都处于百泉泉域中部的强富水区，主要有王窑铁矿、中关铁矿、凤凰山铁矿、白涧铁矿和云驾岭铁矿等。这些铁矿都因水文地质条件复杂、埋藏深度大、水量大，目前尚未开采利用或正拟建开采或部分开采，它们的铁矿储量有2.5亿t左右。

20世纪80年代以后，随着区内工农业的发展，特别是矿山开采排水量的增加，泉域地下水开采量不断增加，90年代初泉域岩溶地下水平均开采量5.5m3／s左右，2001—2005年平均开采量8.9m3／s（其中矿山排水量约占整个泉域岩溶地下水开采量的50%），同期地下水补给量5.59m3／s（1992—2005年平均补给量），地下水开采量大于地下水补给量，地下水处于严重超采状态，地下水资源出现了严重的亏损，致使地下水位持续下降。从20世纪70年代末至今，泉域岩溶地下水系统径流区地下水位降低160m左右，邢台百泉、达活泉已于80年代断流，邢台泉群一带地下水位低于地面70多米，泉域内地下水环境已遭到了严重破坏，而且地下水环境恶化的态势仍在继续扩大、发展。

大量的工农业抽水和矿山排水，造成地下水位大幅度下降。尽管如此，由于分布于泉域强富水区的铁矿体埋深300～700m，矿体顶板以上灰岩含水层厚度还有200～300m，其透水性较强，与区域地下水有着很密切的水力联系，矿坑涌水量仍然较大，如王窑铁矿、云驾岭铁矿等大水矿区。在2006年地下水流场分布状态下，王窑铁矿预测－230m水平、－300m水平的丰水年最大矿坑涌水量分别为12.32×104　m3／d和17.42×104　m3／d；云驾岭铁矿床预测－200m水平的丰水年最大矿坑涌水量为12.30×104　m3／d。这些矿山矿坑地下水若不进行地下水预先疏干，顶着高水头压力开采，有可能会发生大流量突水，造成井毁人亡；若进行地下水预先排干，则地下水位将要大流量排水、大水位降深，除了昂贵的排水费用外，大降深结果将使泉域范围的地下水在现有的地下水流场基础上再降低百余米，使泉域岩溶地下水资源枯竭，地下水环境进一步恶化，严重损害整个地区的经济和社会可持续发展。

河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究项目就是针对百泉岩溶地下水大水铁矿开采与地下水环境保护之间出现的矛盾与问题，从全局出发，从战略性高度提出合理的、科学的开采铁矿资源方案，遏制地下水环境恶化，以达到保护地下水环境的目的，确保社会、经济可持续发展和地下水资源永续利用。

二、科学技术内容

1.总体思路

面对区域严峻的地下水环境问题和矿山急需开采现实形势，如何达到双赢的目的是本区面临的难题，如果处理不当就会引发一系列社会、环境和安全问题。河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究项目从水文地质角度出发，运用系统的观点，把整个百泉岩溶水系统作为一个完整的水文地质单元来研究，建立了系统地下水系统数学模型。通过矿山开采对环境的影响和区域地下水环境形势，选择矿山防治水方案。

2.技术方案与创新成果

其主要创新点在于运用了系统的观点，把全区作为一个完整的水文地质单元来研究，借助先进的、功能强大的计算机数值模拟技术，对矿山开采排水的区域水环境的影响进行多种方案预测。根据区域地下水资源状况，地下水开采的共同作用和某一矿山的单一作用的比较结果，选择不同矿山开采防治水措施，而非过去那种仅研究某一矿区及本矿区对区域的单一影响作用。这样为政府有关部门的管理决策和矿山企业选择开采方案提供了重要的科学依据。

3.实施效果

河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究项目的立项是华勘院和河北省国土资源厅根据该区形势提出的，目的是查清条件，为政府有关部门和矿山管理决策提供依据。项目达到了预期目的，项目成果已为几个矿山所应用，取得了明显的社会、环境效益和可观的经济效益。

4.与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

国内矿山开采与地下水环境保护方面尚无此类研究成果，国内领先。

三、发现、发明及创新点

过去的矿区水文地质勘探工作往往局限于某一矿山，矿坑涌水量的计算和对区域地下水环境的影响预测也仅限于本矿，开采防治水方案的选择自然就只考虑本矿的条件。这样做存在严重的不足：首先，矿山所处的地下水系统是一个完整的单元，其含水层是相互联系，相互影响的；其次，地下水开采对地下水环境的影响是各排水点综合作用的结果，不是某一个矿山单一的影响作用；最后，矿山防治水方案的选择要考虑区域地下水环境的现状，还要考虑矿山开采对地下水环境的影响以及方案的技术经济合理性。

本项目的主要技术创新点如下。

（1）首次以大区域（4　043km2）地下水系统，运用长系列（35年）地下水动态资料研究区域地下水环境与区域矿山的关系，提出区域地下水环境保护与矿山开发方案。

（2）运用地下水系统的理论，把全区作为一个完整的水文地质单元来研究，借助先进的、功能强大的计算机数值模拟技术，对矿山开采排水对区域水环境的影响进行多种方案预测，为政府有关部门决策提供了重要的科学依据。

（3）从地下水环境保护的角度出发，提出了本区大水矿山采用帷幕注浆堵水方案的必要性；提出了在埋深大（平均深度550m，最大深度700m）、富水性强（矿坑涌水量大于15万m3／d）的岩溶大水矿山进行帷幕注浆堵水是可行的，其堵水率可达80%以上。

四、应用推广情况

项目在实施过程中和完成后，河北省的有关部门和矿山企业多次听取了华勘院的汇报，其主要成果已为一些矿山所采用。其中比较典型的有三个矿山。

1.中关铁矿

中关铁矿是区域内一个大型磁铁矿山，总储量9　300多万t。矿体埋藏深，预测矿坑涌水量大，一直被河北省国土资源厅列为限采矿山。通过模型预测，如果该矿采用直接疏干排水的开采方法，存在以下两个问题：一是矿坑涌水量大，矿坑排水加剧泉域地下水资源枯竭；二是矿坑地下水大降深排水，加剧地下水环境恶化。因此，矿山不能采用此方法。为了保护地下水资源，该矿的开采方案经过了多年论证，最后决定采用帷幕注浆堵水开拓方案。目前帷幕工程已开始施工。

2.王窑铁矿

与中关铁矿条件相似，之前该矿一直采用坑下排堵结合的方式开采，根据研究成果，王窑铁矿采用这种开采方法存在以下三个问题。

（1）矿坑涌水量大，矿坑排水加剧泉域地下水资源枯竭。据预测，－230m水平丰水年矿坑最大涌水量为17.42×104　m3／d，枯水年最小矿坑排水量11.85×104　m3／d；2004年－160m中段以上矿坑排水量为8万～10万m3／d，同期矿床地段地下水位标高＋60m左右，还有100 ～200m地下水位未得到疏干降低，足见矿坑涌水量是很可观的。矿坑涌水量约占整个百泉泉域地下水补给量的2／5，在泉域地下水已有开采量远大于地下水补给量的情况下，将会大大加剧泉域岩溶地下水资源枯竭。而且矿山排水费用也很高，经济上不合算。

（2）矿坑地下水大降深排水，加剧地下水环境恶化。长期以来，百泉泉域岩溶地下水开采量大于补给量，1978—2006年矿区附近地下水位下降160m左右，泉群附近下降70多米。王窑铁矿最低开采标高－230m，按2006年矿区水位标高＋75m左右和泉群附近水位标高＋45m左右计算，疏干排水后矿区地下水位还得下降230m左右，泉群附近下降160m左右。这将使泉域岩溶地下水环境遭到严重破坏，造成整个泉域内机井几近无水可抽。

（3）存在大突水隐患，造成井毁人亡的危险。王窑铁矿矿体顶板分布厚度大、透水性强的石灰岩含水层，矿山基建或开采是顶着100～200m高水头情况下进行。如不采取预先疏干，坑下冒着高水头压力作业，随时都有发生大突水的危险，造成矿毁人亡，类似大突水矿山的悲剧将会在王窑铁矿重演。

为了避免产生上述问题，研究认为王窑铁矿必须采用帷幕注浆堵水的开采方案。对研究成果进行分析后认为，王窑铁矿采用帷幕注浆堵水开采方案从地下水环境保护的角度考虑是必要的，技术上是可行的，经济上是合理的。目前该矿已着手进行帷幕注浆工程。

3.云驾岭铁矿

云驾岭铁矿也是该区的一个大水矿山，与区内其他矿山的唯一区别是矿山储量小，约有3　000万t。经用河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究成果分析比较后认为，该矿若采用直接排水的方式开采，同样会产生严重的环境问题，不宜直接疏干。提出了优先选择供、排结合方案，其次为帷幕注浆堵水方案。后经与矿山方面讨论研究，认为矿山采用帷幕注浆堵水方案技术可行，经济合理，可选用此法。目前该矿已完成帷幕工程设计工作，帷幕工程也将马上进行。

七、经济效益与社会效益

河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究项目属社会公益类项目，但其经济效益也是很明显的。经济效益的计算依据：中关采用帷幕注浆堵水方案比直接排水疏干方案每吨矿石摊销费用少6.5元左右，总体可节约费用约5.5亿元。经初步计算，邯邢铁矿田其他大水矿山采用帷幕注浆堵水方案后，可节约排水费用10亿元以上。

本区目前由于地下水环境的恶化已造成严重损失，水位大幅下降，机井报废，部分地区生活饮水困难，农业成本增加等问题相继出现。如果继续盲目大量抽取地下水，必将产生更严重的环境、社会问题。因此河北省邯邢铁矿田岩溶充水铁矿床开采与地下水环境保护研究项目的社会效益是巨大的。