浙江省遂昌县湖山萤石矿温泉资源的综合开发利用

叶鑫

（浙江省遂昌县湖山萤石矿，浙江遂昌323308）

1 引言

温泉本身具有较高的温度并含有多种化学成分、少量的生物活性离子以及少量的放射性物质对人体可起到保健、抗衰老作用。在泡温泉时温泉中的矿物质会透过身体皮肤促进血液循环、加速新陈代谢。温泉本身的矿物质透过表皮渗入身体皮肤时其化学物质可刺激自律神经、内分泌及免疫系统，具有很高的医疗价值。温泉项目的开发对产业链的发展、促进旅游项目的整合也具有实际意义。依托温泉浴疗可以开发游泳馆、嬉水乐园、康乐中心、会议中心、疗养中心、温泉饭店、温泉度假村以及高级宾馆等一系列娱乐旅游项目。

2 浙江省遂昌县湖山萤石矿概况

湖山萤石矿开采始于1971年，原为乡镇矿山。采用平硐开拓，开采对象为+285m以上矿体，开采能力0.5～1.0万吨/年。1990年4月，浙江省萤石公司编制了《遂昌县湖山萤石矿续建工程方案设计》，开采对象为+285m以下的Ⅲ-1主矿体，其次为Ⅲ-1支矿体和Ⅱ号盲矿体，采用下盘盲竖井开拓，设计生产规模5万吨/年，矿山转入相对规范开采。2003年9月，浙江省工业设计研究院编制了《+82～—68m标高采矿方案设计》，利用原盲竖井延伸至-78m，开拓+32m、-18m、-68m三个中段，设计生产能力8万吨/年。2004年9月，浙江省工业设计研究院编制了《遂昌县湖山萤石矿深部开发利用方案（修改）暨矿山生态环境治理方案》，设计生产能力8万吨/年。2014年3月，浙江省工业设计研究院编制了《遂昌县湖山萤石矿矿产资源开发利用方案》，设计生产能力8万吨/年，开采至今。

3 矿产资源开发利用现状

3.1 萤石资源现状

根据《浙江省遂昌县湖山萤石矿（Ⅲ-1矿体）2015年矿山储量年报》，截至2015年底矿山累计查明矿石资源储量232.1万吨，累计消耗资源储量171.456万吨，保有资源储量（122b+333+2M21）60.644万吨。目前正委托中国建筑材料工业地质勘查中心浙江总队对矿山外围进行勘查，从矿体西部、深部勘查情况看目前就已发现储量超100万吨，尚还在勘查中。

3.2 矿山开采现状

3.2.1 开拓系统

矿山按《开发利用方案》及有关设计实施建设和生产，已形成平硐+盲竖井+盲斜井联合开拓。

PD5平硐（+285m）以上矿体采用平硐开拓，PD5平硐为主运输平硐。+285～-16m矿体采用平硐+盲竖井开拓，共6个中段。

-16m以下矿体采用平硐+盲竖井+盲斜井开拓，掘有PD12（-68m）、PD13（-78m）2 个盲中段。

3.2.2 采矿方法

采用浅孔留矿法，矿块沿走向布置，中段高50～53m，矿块长 50～60m，顶柱高 4～6m，底柱高 3～5m，间距 5m 左右。

3.3 地热资源情况

矿山开采过程中，在Ⅲ-1矿体PD11(-16m)、PD12(-68m)中段揭露了两处地热涌水点，水温37～39℃，2009年以前，一直处于自流状态，作为矿坑废水排放。

根据2012年10月浙江省水文地质工程地质大队浙江工程勘察院编制的《浙江省遂昌县湖山萤石矿地热资源调查与评价报告》显示：

①地热资源温度、流量：坑道热水出水点水温在 37～39℃之间，大多为 38℃，流量为平均每天412m3，水温与流量都很稳定。根据《地热资源地质勘查规范》（GB/T 11615-2010），湖山萤石矿地热资源属于低温地热资源温水，适合作为洗浴、温室、养殖、农灌用水。

②地热水化学组分特征：经地质部门对矿区PD11和PD12两处地热水采样分析，结果表明湖山萤石矿地热水感官性状好，色度＜5，透明，无嗅，水质良好，动态较稳定，PH值7.5～8.11，为弱碱性水，总硬度（以 CaCO3计）64.2～75.4mg/L，为极软水，溶解性总固体 164～207.64mg/L，为淡水，水质类型为HCO3-Ca型水。该地热水赋存于断裂破碎带，地下水在深循环过程中，溶滤了一些对人体有益的化学成分，富含氟离子（氟含量在 3.3～5.0mg/L）、偏硅酸（38.6～42.4mg/L）以及锶、锂、氡等微量元素，为良好的浴用温泉资源。

③地热流体腐蚀性：从水样测试结果看，水样氯离子小于25%毫克当量百分数、PH值在7.6～7.8之间，属于弱碱性水，腐蚀性较弱。

④地热流体结垢性：参照工业用锅炉垢总量Ho（mg/L）衡量地热水的结垢性，计算Ho=120.33＜125，由于地热水中氯离子含量小于4.85 mg/L（＜25%摩尔胆量），根据雷兹诺指数（RI）来定性估计地热流体碳酸钙的结垢趋势，计算RI=11.74＞7.0，湖山萤石矿地热水，为不结垢热水；参照《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）、《渔业水质标准》（GB5084-92）、《农田水质灌溉标准》（GB5084-2005），《污水综合排放标准》（GB8978-1996）湖山萤石矿地热水中，除氟含量3.3～4.6mg/L超标外，其他元素含量均未超标，地热水所含有害物质均未超过最高允许排放浓度，但不宜作为生活饮用水。

根据浙江省国土资源厅的《浙江省温泉资源分级命名标准》，湖山萤石矿地热水达到AA温泉标准。

4 浙江省遂昌县湖山萤石矿地热资源利用现状

2009年遂昌县湖山萤石矿，本着“以民为本，培育农村新的经济增长点，帮助农民脱贫致富”的理念，为发展乡村旅游，在距离矿山南部约3km的红星坪村，利用原琴圩乡政府及琴圩小学的闲置资产，修建了总面积4980m2的遂昌县红星坪温泉度假村，拥有温泉客房90间，餐厅包厢10间和一个大堂，建有温泉池20个，可同时接待160人住宿；200人就餐和泡温泉，是一家集会议、培训、休闲、旅游为一体，吃、住、娱、乐一条龙的综合性度假村。

4.1 地热资源开发利用

4.1.1 地热水开采规模及服务年限

开采规模：地热温水的开采量，随着季节的变换而变化，矿山根据季节变换的需要进行开采。由于冬季用水量大，可按“控制的”日开采量412m3/d进行开采，夏季按200m3/d左右进行开采，春、秋季则按300m3/d左右进行开采，以满足各季节对地热温水的需求；年开采总量控制在10.5×104以下。

开采服务年限：湖山萤石矿地热资源与萤石资源相伴而生，它的开发利用和萤石矿的开发利用密切关联，若萤石矿的开采条件发生变化，则地热资源也随着变化，因此，地热资源的开采服务年限，与萤石矿的开采服务年限相匹配。

4.1.2 地热资源开采方案

利用原有平硐+盲竖井+盲斜井开拓系统，在PD11(-16m)中段L321线东约50m处的地热涌水点修建了300m3的封闭式热水集水仓，在PD12(-68m)中段L321线东约30m处地热涌水点修建了400m3的封闭式热水集水仓，两处均安装D46-50×8型多级离心泵（电机额定功率90kW，额定流量43m3/h，扬程400m），采用3吋的专用热力管，将热水扬至PD5（+285m）中段后，经专用热水输送管道，将热水输送至红星坪温泉度假村。

4.1.3 地热资源开采工程布置

地热开发利用工程由集水仓、水泵、输送管道组成，其开采工艺流程如图2所示。

图2 地热水开采工艺流程图

4.1.4 开采设施、设备计算校核

对矿山现有地热水的开采设施、设备，进行计算校核。

根据地质报告提供的资料，PD11平均涌水量为204m3/d，PD12平均涌水量为197m3/d。本方案以此为依据，并按平均涌水量的1.5倍确定最大涌水量。

集水仓：矿山已在PD11(-18m)的地热涌水点，修建300m3封闭式热水集水仓；在PD12(-68m)中段地热涌水点，修建的400m3封闭式热水集水仓，水仓容积满足《金属非金属矿山安全工程》“水仓总容积，应能容纳6～8h的正常涌水量”的要求。

排水能力校核：矿山已在集水仓安装水泵，将地热水扬至+285m标高，其水泵排水能力校核如下：

第一，PD12(-68m)中段排水能力校核。

②按最大涌水量排水设备需要的排水能力：

③排水设备扬程：H′=KHg=1.1×353=388.3m；

④排水设备校核：现矿山在PD11(-68m)中段地热出水点，已建400m3封闭式热水集水仓，安装3台同型号D46-50×8型多级离心泵（电机额定功率90kW，额定流量45m3/h，扬程400m），将热水扬至PD5（+285m）中段后，经专用热水输送管道将热水输送至红星坪温泉度假村。现有设备排水能力满足PD12(-68m)中段的排水要求。

第二，PD11(-18m)中段排水能力校核。

①按正常涌水量排水设备需要的排水能力：

②按最大涌水量排水设备需要的排水能力：

③排水设备扬程：H′=KHg=1.1×300=330m；

④排水设备校核：现矿山在PD11(-18m)中段地热出水点，已建300m3封闭式热水集水仓，安装3台同型号的D46-50×8型多级离心泵（电机额定功率90kW，额定流量45m3/h，扬程400m），将热水扬至PD5（+285m）中段后，经保温热水输送管道将热水输送至红星坪温泉度假村。现有设备排水能力满足PD11(-18m)中段的排水要求。

4.1.5 地热水输水管路布置

安装2.5吋的专用热力管，管外包隔热保温。水泵将热水扬至PD5（+285m）中段后，沿PD5中段安全出口水平巷道输送至地表，再在地表铺设直径80mm的铁质管道，沿地表将热水输送至红星坪温泉度假村，输水管路长约2km。

4.2 地热资源开采管理

①矿山设专人对地热开采系统的设施、设备进行管理。加强水仓清理维护工作，避免井下水流入水仓，以保证热水的干净卫生。

②经常维护地热开采的设施，保持设备运转正常，管路畅通。

③抽水设备及总管上，已分别安装水表，对热水开采量计量;经常维护HOBO自动水位计，保证准确计量。

④每月进行1～2次的水质动态检测，检测内容为水质、水量、水温、水位，掌握其变化特征及趋势，发现问题及时解决。每年由有检测资质单位进行1～2次的水质检测。

⑤建立地热水检测技术档案，实行专人管理，为地热资源的开采和保护提供科学依据。

5 地热资源保护

5.1 保护范围圈定

严格执行《浙江省遂昌县湖山萤石矿地热资源调查与评价报告》对湖山萤石矿地热资源设立三级保护区的要求。

Ⅰ级保护区：矿泉水勘查规范中规定一级保护区边界距取水点最少为15m，地质报告鉴于矿硐情况比较特殊，巷道是沿着萤石矿脉而开拓的，在垂直巷道方向并不开采萤石，因此圈定沿PD11、PD12出水点，往两侧30m的整个巷道，及PD12(-68m)中段以下深度范围作为Ⅰ级保护区。

Ⅱ级保护区：由于热水出水处在PD11、PD12中段，标高在-18m、-68m，远低于水库水平面，Ⅲ-1矿区东侧紧靠乌溪江水库，F1断裂延伸入水库，现状条件下断裂浅部胶结较好，冷水不易下渗，需对该现状进行保护。保护范围为整个矿区巷道，面积 0.12km2。

Ⅲ级保护区：保护范围为沿断裂带圈定的带状范围，面积0.34km2，与萤石矿矿区范围重叠。

5.2 保护措施

①PD12(-68m)中段以下深度禁止采矿活动，禁止无关人员逗留，Ⅰ级保护区范围内，禁止建设与开采地热水无关的各类设施，消除一切可能导致地热水水污染的因素及妨碍取水建筑物运行的活动。

加强保护温泉水仓，除在相对高处留活动小口方便检查水仓外，还要对水仓进行密封保护，防止冷水进入热水仓。

②在Ⅱ级保护区范围内，做好井下矿坑冷水的排水工作。

③在Ⅲ级保护区内地表禁止乱采乱挖。

④控制开采量。目前矿山还处于开采状态，PD11和PD12热水出水点均为自然涌出，该地热水的开采量应控制在412m3/d以内，最大程度变废为宝，充分利用热水资源。

⑤采矿产生的矿坑水的渗透，将造成地热水的污染和水温降低，矿山应按地热资源的保护要求，不得开采PD12(-68m)中段以下的萤石矿体；并加强排水管理，保持巷道水沟畅通，使井下水全部汇集到废水仓后排出地表，消除矿坑水对地热水的影响。

6 结论

在现有矿山还在正常生产的情况下开采地热资源在国内萤石矿山尚属首例。给矿山带来了巨大的经济效益与社会效益：

①给矿山创造地热资源新增收益近百万元/年;

②实现解决当地80人就业，创收附加经济效益伍佰万元/年;

③为遂昌县新增了一处休闲旅游的好去处。