浙江省遂昌縣湖山瑩石礦溫泉資源的綜合開發利用

葉鑫

【摘 要】我國溫泉資源已成為很多地方政府發展的產業之一。溫泉水含有大量的熱量和礦物質，洗浴后，溫泉水熱量會有所減少，但某些礦物質、COD等有所增加，屬于可再利用水范疇。目前對溫泉廢水回用的研究尚處在發展階段。根據目前我礦山的情況在繼續正常生產開采的情況下，利用溫泉資源著重在休閑旅游、保健方面進行重點開發。

【Abstract】 Hot spring resources in China have become one of the industries developed by many local governments. Hot spring water contains a lot of heat and minerals. After bathing， the heat of hot spring water will be reduced， but some minerals and COD will increase， it belongs to the reusable water. At present， the research on the reuse of hot spring wastewater is still in the development stage. According to the present situation in our mine， under the condition of continuing normal production and mining， the utilization of hot spring resources mainly focuses on the development of leisure tourism and health care.

【關鍵詞】螢石礦；地熱資源；溫泉

【Keywords】fluorite mine； geothermal resource ； hot spring

【中圖分類號】Q178.51+5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）07-0036-04

1 引言

溫泉本身具有較高的溫度并含有多種化學成分、少量的生物活性離子以及少量的放射性物質對人體可起到保健、抗衰老作用。在泡溫泉時溫泉中的礦物質會透過身體皮膚促進血液循環、加速新陳代謝。溫泉本身的礦物質透過表皮滲入身體皮膚時其化學物質可刺激自律神經、內分泌及免疫系統，具有很高的醫療價值。溫泉項目的開發對產業鏈的發展、促進旅游項目的整合也具有實際意義。依托溫泉浴療可以開發游泳館、嬉水樂園、康樂中心、會議中心、療養中心、溫泉飯店、溫泉度假村以及高級賓館等一系列娛樂旅游項目。

2 浙江省遂昌縣湖山螢石礦概況

湖山螢石礦開采始于1971年，原為鄉鎮礦山。采用平硐開拓，開采對象為+285m以上礦體，開采能力0.5～1.0萬噸/年。1990年4月，浙江省螢石公司編制了《遂昌縣湖山螢石礦續建工程方案設計》，開采對象為+285m以下的Ⅲ-1主礦體，其次為Ⅲ-1支礦體和Ⅱ號盲礦體，采用下盤盲豎井開拓，設計生產規模5萬噸/年，礦山轉入相對規范開采。2003年9月，浙江省工業設計研究院編制了《+82～—68m標高采礦方案設計》，利用原盲豎井延伸至-78m，開拓+32m、-18m、-68m三個中段，設計生產能力8萬噸/年。2004年9月，浙江省工業設計研究院編制了《遂昌縣湖山螢石礦深部開發利用方案（修改）暨礦山生態環境治理方案》，設計生產能力8萬噸/年。2014年3月，浙江省工業設計研究院編制了《遂昌縣湖山螢石礦礦產資源開發利用方案》，設計生產能力8萬噸/年，開采至今。

3 礦產資源開發利用現狀

3.1螢石資源現狀

根據《浙江省遂昌縣湖山螢石礦（Ⅲ-1礦體）2015年礦山儲量年報》，截至2015年底礦山累計查明礦石資源儲量232.1萬噸，累計消耗資源儲量171.456萬噸，保有資源儲量（122b+333+2M21）60.644萬噸。目前正委托中國建筑材料工業地質勘查中心浙江總隊對礦山外圍進行勘查，從礦體西部、深部勘查情況看目前就已發現儲量超100萬噸，尚還在勘查中。

3.2 礦山開采現狀

3.2.1 開拓系統

礦山按《開發利用方案》及有關設計實施建設和生產，已形成平硐+盲豎井+盲斜井聯合開拓。

PD5平硐（+285m）以上礦體采用平硐開拓， PD5平硐為主運輸平硐。+285～-16m礦體采用平硐+盲豎井開拓，共6個中段。

-16m以下礦體采用平硐+盲豎井+盲斜井開拓，掘有PD12（-68m）、PD13（-78m）2個盲中段。

3.2.2 采礦方法

采用淺孔留礦法，礦塊沿走向布置，中段高50～53m，礦塊長50～60m，頂柱高4～6m，底柱高3～5m，間距5m左右。

3.3 地熱資源情況

礦山開采過程中，在Ⅲ-1礦體PD11（-16m）、PD12（-68m）中段揭露了兩處地熱涌水點，水溫37～39℃，2009年以前，一直處于自流狀態，作為礦坑廢水排放。

根據2012年10月浙江省水文地質工程地質大隊浙江工程勘察院編制的《浙江省遂昌縣湖山螢石礦地熱資源調查與評價報告》顯示：

①地熱資源溫度、流量：坑道熱水出水點水溫在 37～39℃之間，大多為 38℃，流量為平均每天412m3，水溫與流量都很穩定。根據《地熱資源地質勘查規范》（GB/T 11615-2010），湖山螢石礦地熱資源屬于低溫地熱資源溫水，適合作為洗浴、溫室、養殖、農灌用水。

②地熱水化學組分特征：經地質部門對礦區PD11和PD12兩處地熱水采樣分析，結果表明湖山螢石礦地熱水感官性狀好，色度<5，透明，無嗅，水質良好，動態較穩定，PH 值 7.5～8.11，為弱堿性水，總硬度（以 CaCO3計）64.2～75.4mg/L，為極軟水，溶解性總固體 164～207.64mg/L，為淡水，水質類型為 HCO3-Ca 型水。該地熱水賦存于斷裂破碎帶，地下水在深循環過程中，溶濾了一些對人體有益的化學成分，富含氟離子（氟含量在 3.3～5.0mg/L）、偏硅酸（38.6～42.4mg/L）以及鍶、鋰、氡等微量元素，為良好的浴用溫泉資源。

③地熱流體腐蝕性：從水樣測試結果看，水樣氯離子小于 25%毫克當量百分數、PH 值在 7.6～7.8之間，屬于弱堿性水，腐蝕性較弱。

④地熱流體結垢性：參照工業用鍋爐垢總量Ho（mg/L）衡量地熱水的結垢性，計算Ho=120.33<125，由于地熱水中氯離子含量小于4.85 mg/L（<25%摩爾膽量），根據雷茲諾指數（RI）來定性估計地熱流體碳酸鈣的結垢趨勢，計算RI=11.74>7.0，湖山螢石礦地熱水，為不結垢熱水；參照《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）、《漁業水質標準》（GB5084-92）、《農田水質灌溉標準》（GB5084-2005），《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）湖山螢石礦地熱水中，除氟含量3.3～4.6mg/L超標外，其他元素含量均未超標，地熱水所含有害物質均未超過最高允許排放濃度，但不宜作為生活飲用水。

根據浙江省國土資源廳的《浙江省溫泉資源分級命名標準》，湖山螢石礦地熱水達到 AA 溫泉標準。

4 浙江省遂昌縣湖山螢石礦地熱資源利用現狀

2009年遂昌縣湖山螢石礦，本著“以民為本，培育農村新的經濟增長點，幫助農民脫貧致富”的理念，為發展鄉村旅游，在距離礦山南部約3km的紅星坪村，利用原琴圩鄉政府及琴圩小學的閑置資產，修建了總面積4980m2的遂昌縣紅星坪溫泉度假村，擁有溫泉客房90間，餐廳包廂10間和一個大堂，建有溫泉池20個，可同時接待160人住宿；200人就餐和泡溫泉，是一家集會議、培訓、休閑、旅游為一體，吃、住、娛、樂一條龍的綜合性度假村。

4.1 地熱資源開發利用

4.1.1 地熱水開采規模及服務年限

開采規模：地熱溫水的開采量，隨著季節的變換而變化，礦山根據季節變換的需要進行開采。由于冬季用水量大，可按“控制的”日開采量412m3/d進行開采，夏季按200m3/d左右進行開采，春、秋季則按300m3/d左右進行開采，以滿足各季節對地熱溫水的需求；年開采總量控制在10.5×104以下。

開采服務年限：湖山螢石礦地熱資源與螢石資源相伴而生，它的開發利用和螢石礦的開發利用密切關聯，若螢石礦的開采條件發生變化，則地熱資源也隨著變化，因此，地熱資源的開采服務年限，與螢石礦的開采服務年限相匹配。

4.1.2 地熱資源開采方案

利用原有平硐+盲豎井+盲斜井開拓系統，在PD11（-16m）中段L321線東約50m處的地熱涌水點修建了300m3的封閉式熱水集水倉，在PD12（-68m）中段L321線東約30m處地熱涌水點修建了400m3的封閉式熱水集水倉，兩處均安裝D46-50×8型多級離心泵（電機額定功率90kW，額定流量43m3/h，揚程400m），采用3吋的專用熱力管，將熱水揚至PD5（+285m）中段后，經專用熱水輸送管道，將熱水輸送至紅星坪溫泉度假村。

4.1.3 地熱資源開采工程布置

地熱開發利用工程由集水倉、水泵、輸送管道組成，其開采工藝流程如圖2所示。

4.1.4 開采設施、設備計算校核

對礦山現有地熱水的開采設施、設備，進行計算校核。

根據地質報告提供的資料，PD11平均涌水量為204m3/d，PD12平均涌水量為197m3/d。本方案以此為依據，并按平均涌水量的1.5倍確定最大涌水量。

集水倉：礦山已在PD11（-18m）的地熱涌水點，修建300m3封閉式熱水集水倉；在PD12（-68m）中段地熱涌水點，修建的400m3封閉式熱水集水倉，水倉容積滿足《金屬非金屬礦山安全工程》“水倉總容積，應能容納6～8h的正常涌水量”的要求。

排水能力校核：礦山已在集水倉安裝水泵，將地熱水揚至+285m標高，其水泵排水能力校核如下：

第一，PD12（-68m）中段排水能力校核。

③排水設備揚程：H′=KHg=1.1×353=388.3m；

④排水設備校核：現礦山在PD11（-68m）中段地熱出水點，已建400m3封閉式熱水集水倉，安裝3臺同型號D46-50×8型多級離心泵（電機額定功率90kW，額定流量45m3/h，揚程400m），將熱水揚至PD5（+285m）中段后，經專用熱水輸送管道將熱水輸送至紅星坪溫泉度假村。現有設備排水能力滿足PD12（-68m）中段的排水要求。

第二，PD11（-18m）中段排水能力校核。

③排水設備揚程：H′=KHg=1.1×300=330m；

④排水設備校核：現礦山在PD11（-18m）中段地熱出水點，已建300m3封閉式熱水集水倉，安裝3臺同型號的D46-50×8型多級離心泵（電機額定功率90kW，額定流量45m3/h，揚程400m），將熱水揚至PD5（+285m）中段后，經保溫熱水輸送管道將熱水輸送至紅星坪溫泉度假村。現有設備排水能力滿足PD11（-18m）中段的排水要求。

4.1.5 地熱水輸水管路布置

安裝2.5吋的專用熱力管，管外包隔熱保溫。水泵將熱水揚至PD5（+285m）中段后，沿PD5中段安全出口水平巷道輸送至地表，再在地表鋪設直徑80mm的鐵質管道，沿地表將熱水輸送至紅星坪溫泉度假村，輸水管路長約2km。

4.2 地熱資源開采管理

①礦山設專人對地熱開采系統的設施、設備進行管理。加強水倉清理維護工作，避免井下水流入水倉，以保證熱水的干凈衛生。

②經常維護地熱開采的設施，保持設備運轉正常，管路暢通。

③抽水設備及總管上，已分別安裝水表，對熱水開采量計量；經常維護HOBO自動水位計，保證準確計量。

④每月進行1～2次的水質動態檢測，檢測內容為水質、水量、水溫、水位，掌握其變化特征及趨勢，發現問題及時解決。每年由有檢測資質單位進行1～2次的水質檢測。

⑤建立地熱水檢測技術檔案，實行專人管理，為地熱資源的開采和保護提供科學依據。

5 地熱資源保護

5.1 保護范圍圈定

嚴格執行《浙江省遂昌縣湖山螢石礦地熱資源調查與評價報告》對湖山螢石礦地熱資源設立三級保護區的要求。

Ⅰ級保護區：礦泉水勘查規范中規定一級保護區邊界距取水點最少為15m，地質報告鑒于礦硐情況比較特殊，巷道是沿著螢石礦脈而開拓的，在垂直巷道方向并不開采螢石，因此圈定沿PD11、PD12出水點，往兩側30m的整個巷道，及PD12（-68m）中段以下深度范圍作為Ⅰ級保護區。

Ⅱ級保護區：由于熱水出水處在PD11、PD12中段，標高在-18m、-68m，遠低于水庫水平面，Ⅲ-1礦區東側緊靠烏溪江水庫，F1斷裂延伸入水庫，現狀條件下斷裂淺部膠結較好，冷水不易下滲，需對該現狀進行保護。保護范圍為整個礦區巷道，面積0.12km2。

Ⅲ級保護區：保護范圍為沿斷裂帶圈定的帶狀范圍，面積0.34km2，與螢石礦礦區范圍重疊。

5.2 保護措施

①PD12（-68m）中段以下深度禁止采礦活動，禁止無關人員逗留，Ⅰ級保護區范圍內，禁止建設與開采地熱水無關的各類設施，消除一切可能導致地熱水水污染的因素及妨礙取水建筑物運行的活動。

加強保護溫泉水倉，除在相對高處留活動小口方便檢查水倉外，還要對水倉進行密封保護，防止冷水進入熱水倉。

②在Ⅱ級保護區范圍內，做好井下礦坑冷水的排水工作。

③在Ⅲ級保護區內地表禁止亂采亂挖。

④控制開采量。目前礦山還處于開采狀態，PD11 和 PD12 熱水出水點均為自然涌出，該地熱水的開采量應控制在 412m3/d 以內，最大程度變廢為寶，充分利用熱水資源。

⑤采礦產生的礦坑水的滲透，將造成地熱水的污染和水溫降低，礦山應按地熱資源的保護要求，不得開采PD12（-68m）中段以下的螢石礦體；并加強排水管理，保持巷道水溝暢通，使井下水全部匯集到廢水倉后排出地表，消除礦坑水對地熱水的影響。

6 結論

在現有礦山還在正常生產的情況下開采地熱資源在國內螢石礦山尚屬首例。給礦山帶來了巨大的經濟效益與社會效益：

①給礦山創造地熱資源新增收益近百萬元/年；

②實現解決當地80人就業，創收附加經濟效益伍佰萬元/年；

③為遂昌縣新增了一處休閑旅游的好去處。