銻礦深部水文地質(zhì)條件分析范文

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摘要：渣滓溪銻礦為百年老礦山，隨著礦山往深部開(kāi)拓其礦坑排水量呈急劇增加趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)礦山水文地質(zhì)資料的收集與實(shí)地調(diào)查，對(duì)渣滓溪銻礦深部水文地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，查明了礦井充水來(lái)源及深部主要充水含水層的分布、埋藏情況、富水性等，并對(duì)深部礦坑涌水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)以及安全生產(chǎn)提供了可靠的水文地質(zhì)資料。

關(guān)鍵詞：渣滓溪銻礦；水文地質(zhì)條件；涌水量預(yù)測(cè)

切實(shí)做好礦區(qū)水文地質(zhì)工作，查明礦區(qū)水文地質(zhì)條件，預(yù)測(cè)礦井涌水量，對(duì)礦產(chǎn)資源的合理而安全的開(kāi)采，有著重要的作用。渣滓溪銻礦于1906年發(fā)現(xiàn)至今，已開(kāi)采上百年，現(xiàn)開(kāi)采埋深已大于600m。隨著礦山往深部開(kāi)拓其礦坑排水量呈急劇增加趨勢(shì)，嚴(yán)重影響礦山的正常開(kāi)采。本文以渣滓溪銻礦為例，對(duì)老礦山深部開(kāi)采時(shí)水文地質(zhì)條件變化情況加以分析探討，可為同類情況礦山開(kāi)展水文地質(zhì)工作及開(kāi)采設(shè)計(jì)提供一定借鑒。

1區(qū)域水文地質(zhì)條件概況

礦山地處區(qū)域地表分水嶺地段，為構(gòu)造—侵蝕中低山地貌，地形切割強(qiáng)烈，北西—北北西向“V”型溝發(fā)育[1,2]。區(qū)域板溪群五強(qiáng)溪組地層，巖性以凝灰質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)砂巖為主，地層走向北東——北東東，該地層含淺變質(zhì)碎屑巖裂隙水，地下水徑流模數(shù)0.440L/s•km2，富水性弱[3]。區(qū)內(nèi)屬新華夏高級(jí)構(gòu)造區(qū)，北東—北東東向斷層規(guī)模相當(dāng)宏大。礦區(qū)南東側(cè)3km處發(fā)育有伍都沖斷層，盡管其構(gòu)造面屬于壓扭性，但由于強(qiáng)大的地應(yīng)力作用，斷層兩側(cè)巖層比較破碎，給地下水的儲(chǔ)存和運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造了條件，具有一定含水性。

2礦井水文地質(zhì)特征

2.1礦井排水情況渣滓溪銻礦自+370中段至-160中段共設(shè)有13個(gè)開(kāi)采中斷，總礦坑排水量為75.3m3/h。綜合分析得出，渣滓溪銻礦上、中部礦坑排水量一直很小，但深部-160中段，水文地質(zhì)條件發(fā)生明顯改變，礦坑水急劇增加，現(xiàn)總礦坑排水量的86%均來(lái)自于深部-160、-250中段，且往深部涌水量有急劇增大的趨勢(shì)。

2.2深部充水含水層特征分析渣滓溪銻礦深部礦坑充水來(lái)源為構(gòu)造裂隙水[3]。（1）F3壓扭性斷層F3在地表常顯示負(fù)地形，但未見(jiàn)地下水活動(dòng)。斷層深部有鉆探以及多個(gè)中段有巷道揭露，帶內(nèi)主要為碎裂化巖、構(gòu)造角礫巖、斷層泥等，常呈干燥狀，無(wú)滴水現(xiàn)象，為區(qū)內(nèi)控制隔水邊界。（2）北西向含礦斷裂-160中段以上的含礦斷裂破碎帶：坑道揭露，破碎帶一般厚0.1m~1.5m，斷裂面光滑平直，斷裂帶常被泥質(zhì)或礦石、脈石充填，破碎帶干燥。-160中段以下的含礦斷裂破碎帶：鉆探揭露，-160中段以下部分鉆孔中的少數(shù)斷裂破碎帶含裂隙承壓水[4]。-160中段共施工鉆孔10個(gè)，共5個(gè)鉆孔涌水，涌水孔占總孔數(shù)比例50%。涌水段全部為含礦斷裂帶，流量0.5~2.751L/s。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，渣滓溪銻礦深部構(gòu)造裂隙充水特征為：以F3為隔水邊界，上盤(pán)含礦斷裂富含構(gòu)造裂隙水，巖性以砂巖為主的含礦斷裂帶涌水，為礦山深部充水來(lái)源。其中T-KZ0004、T-KZ0402均揭露43、40號(hào)含礦斷裂，其涌水量較大，為主要含水破碎帶。

3深部礦坑涌水量預(yù)測(cè)

3.1礦床充水因素分析據(jù)調(diào)查分析，渣滓溪銻礦深部礦坑水來(lái)源主要為F3斷層上盤(pán)含礦斷裂破碎帶水。

3.2涌水量預(yù)算考慮已有資料資源估算-456m為未來(lái)最低開(kāi)采中段，故涌水量預(yù)算至-456m中段。（1）比擬法：渣滓溪銻礦礦床水文地質(zhì)條件已得到充分開(kāi)采驗(yàn)證，未來(lái)礦山涌水量預(yù)算可利用該礦業(yè)公司礦井開(kāi)采排水資料，采用經(jīng)驗(yàn)比擬法計(jì)算。（2）大井法①水文地質(zhì)模型深部礦坑充水由含銻礦斷裂帶承壓裂隙水引起，當(dāng)?shù)V井排水時(shí)，在礦井的周圍就會(huì)形成以巷道系統(tǒng)為中心的具有一定形狀的降落漏斗，這與含水構(gòu)造破碎帶巖體作為相對(duì)隔水邊界抽水周圍形成降落漏斗的情況相類似。②計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)的選取渣滓溪銻礦目前開(kāi)采至-250中段，全礦坑涌水量為Q1=1800m3/d，礦山開(kāi)采至-456中段時(shí)將新增疏干-250中段至-456中段的含水層。（3）預(yù)算結(jié)果評(píng)述①上述預(yù)算結(jié)果不包括遇導(dǎo)水?dāng)嗔褞凰畷r(shí)的初期涌水量。②渣滓溪銻礦深部礦坑涌水量計(jì)算是在基本查清礦床水文地質(zhì)條件，并經(jīng)專門(mén)水文地質(zhì)鉆探、抽水試驗(yàn)揭露了一些水文地質(zhì)問(wèn)題的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。所采用的水文地質(zhì)模型（計(jì)算方法和公式等）基本正確，本次采用了比擬法和大井法兩種方式對(duì)涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，其計(jì)算結(jié)果得到了相互驗(yàn)證。

4結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)礦山現(xiàn)有充水情況、鉆孔資料以及以往水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析，對(duì)渣滓溪銻礦深部水文地質(zhì)條件的有了新的認(rèn)識(shí)，得出結(jié)論如下：（1）渣滓溪銻礦地處區(qū)域地表分水嶺地段，淺、中部礦坑充水主要來(lái)源為淺層風(fēng)化裂隙水，水量小，但深部水文地質(zhì)條件有所變化，以F3為隔水邊界，上盤(pán)含礦斷裂富含構(gòu)造裂隙水，為礦山深部充水來(lái)源。（2）深部構(gòu)造裂隙含水帶分布十分復(fù)雜，受斷裂構(gòu)造和地層巖性的雙重制約，石英砂巖、凝灰質(zhì)砂巖等堅(jiān)硬脆性巖體含水相對(duì)較好，其中43、40號(hào)含礦斷裂，其涌水量較大，為主要含水破碎帶。（3）渣滓溪銻礦開(kāi)采至-250中段礦坑涌水量為Q1=1800m3/d。通過(guò)計(jì)算得出，渣滓溪銻礦深部開(kāi)采至-456中段時(shí)，預(yù)測(cè)其平水期礦坑涌水量將大于9700m3/d。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)人民解放軍建字七三〇部隊(duì).沅陵幅1:20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告[R].1976.

[2]礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范(GB12719—1991)[S].

[3]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一八隊(duì).湖南省安化縣渣滓溪銻（鎢）礦接替資源勘查報(bào)告[R].2010.

[4]房佩賢等.專門(mén)水文地質(zhì)學(xué)[M].地質(zhì)出版社，1986.

作者：龍長(zhǎng)聰 單位：湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一八隊(duì)