廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件及涌水量預(yù)測(cè)

田 鵬

(云南銅業(yè)礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)發(fā)有限公司， 云南 昆明 650000)

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廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件及涌水量預(yù)測(cè)

田 鵬

(云南銅業(yè)礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)發(fā)有限公司， 云南 昆明 650000)

通過(guò)對(duì)廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件的研究，分析礦床充水因素主要為大氣降水，礦體賦存于巖溶含水層。進(jìn)行了井下礦坑雨季正常涌水量預(yù)測(cè)和最大涌水量預(yù)測(cè)，得出礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型，雨季日最大涌水量大，為礦區(qū)礦坑排水設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

水文地質(zhì)條件；涌水量預(yù)測(cè)；降水入滲系數(shù)；廣南腳得礦區(qū)

廣南腳得礦區(qū)位于廣南縣城195°方向、平距35 km處。本礦區(qū)屬于小型地下開(kāi)采礦山，有4個(gè)鉛鋅礦體，以往未對(duì)礦區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，水文地質(zhì)工作程度低。應(yīng)礦山開(kāi)發(fā)需求，對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行了詳細(xì)分析，并進(jìn)行了涌水量預(yù)測(cè)。

1 水文地質(zhì)特征

1.1 地表水體

腳得礦區(qū)處于紅河水系和珠江(南盤江)水系分水嶺靠紅河水系一側(cè)，地表水屬紅河水系。區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，水量不太豐富，大部分為受季節(jié)影響的間歇性溪流。只有位于礦區(qū)南部的腳得溪流為長(zhǎng)流地表水。礦區(qū)屬水資源缺乏地區(qū)。地表水均通過(guò)附近的溶洞、巖溶凹地、巖溶漏斗落入地下，由北西向南東以暗流方式匯入礦區(qū)以南12 km外的石筍河。腳得溪流在干季測(cè)得流量為3.26 L/s，2014年8月雨季測(cè)得流量為13.16 L/s。腳得溪流于新寨北東流入溶洞落入地下。

1.2 地下水類型及特征

根據(jù)地下水的賦存形式、水力特征及巖性組合關(guān)系，區(qū)內(nèi)地下水可劃分為松散巖類孔隙、基巖裂隙水及碳酸鹽巖巖溶水3種類型。各類型地下含水層(組)及其富水性描述如下。

(1) 松散巖類孔隙水含水層。分布于區(qū)內(nèi)的山麓、溝谷等地段，含水層為Qdl+el、Qal+pl，巖性為粘性土夾碎石、砂礫等，厚度幾米至十幾米不等。地下水賦存于土體孔隙之中。區(qū)域內(nèi)該套含水層無(wú)泉水出露，區(qū)域內(nèi)單井涌水量0.1～10 m3/d，富水性一般為弱。補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水。洼地、漏斗中的粘性土僅透水而不含水。

(2) 基巖裂隙水含水層。含水層主要為D1p、O1d、O1s1等地層，含水層巖性主要為石英砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，地下水主要賦存于巖體的構(gòu)造及風(fēng)化裂隙中，區(qū)域徑流模量Mo=1.13～6.48 L/s·km2，泉流量Q=0.01～10.05 L/s，富水性中等。大氣降雨為其主要補(bǔ)給途徑。

(3) 碳酸鹽巖巖溶水含水層。含水層主要為O1s、3b、3t等地層，含水層地層巖性主要為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖。廣泛分布于礦區(qū)中部、東北部。地下水富水性與各地層巖溶發(fā)育程度有關(guān)，3t地層巖溶發(fā)育程度強(qiáng)～中等，地下水賦存于溶隙、溶孔和巖溶管道中，富水性中等～強(qiáng)；O1s、3b等地層巖溶不甚發(fā)育，地下水主要賦存于溶蝕裂隙中，富水性中等?？傮w上區(qū)內(nèi)巖溶富水性中等～強(qiáng)。大氣降雨為其主要補(bǔ)給途徑。據(jù)腳得溶洞探測(cè)，礦區(qū)中部分布的3t巖溶水地下水水位埋深大于80 m，水位標(biāo)高在1600 m以下。

1.3 礦床充水因素分析

礦區(qū)內(nèi)已施工部分探礦坑道，坑道內(nèi)未發(fā)生過(guò)涌水，僅見(jiàn)部分滴水現(xiàn)象。雨季滴水量明顯增加。由于暴雨季節(jié)巖溶地下水陡漲陡落將可能對(duì)礦坑涌水產(chǎn)生影響，尤其是巖溶水陡漲，可能導(dǎo)致礦坑涌水量驟增，因此對(duì)礦區(qū)進(jìn)行涌水量預(yù)測(cè)。

2 涌水量預(yù)測(cè)

2.1 預(yù)測(cè)原則

現(xiàn)在礦體控制高程是：V1礦體為1628.21～1742 m，V2為1669～1750 m，V3為1616～1685 m，V4為1600～1662 m；而地下水位高程在1600 m以下。結(jié)合礦山坑采方案，4個(gè)礦體的采礦坑道不貫通，因此對(duì)礦坑涌水量按4個(gè)礦體分別預(yù)測(cè)。

2.2 方法選擇

通過(guò)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行的水文地質(zhì)勘查，可知：

(1) 礦區(qū)處在地表分水嶺地帶，屬于地下水補(bǔ)給徑流區(qū)，地下水潛水面很深，礦區(qū)所有施工工程都未接觸地下潛水面；

(2) 礦床充水水源為大氣降水，地下水補(bǔ)給量小；

(3) 礦體均處于區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面以上，且根據(jù)目前揭露情況看，地下水穩(wěn)定水位在1600 m以下；

(4) 四個(gè)礦體開(kāi)采方式以井下開(kāi)采為主；

(5) 礦區(qū)屬于老礦山，未做過(guò)抽水實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)以上水文地質(zhì)條件及礦區(qū)實(shí)際情況，預(yù)測(cè)只考慮大氣降水的影響，降雨匯水面積以開(kāi)采面積為準(zhǔn)，采用降水入滲系數(shù)法進(jìn)行礦坑涌水量預(yù)測(cè)。

2.3 計(jì)算公式選擇

根據(jù)對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件資料的整理，選用的涌水量計(jì)算公式為：

Q正常=A正?！罠i×αi

式中，Q正常為預(yù)測(cè)礦坑正常涌水量，m3/d；A正常為雨季平均日降雨量，m。據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)每年6～9月為雨季，其降雨總量為936 mm，降雨日數(shù)為120 d，則A正常取為0.936/120=0.0078 m/d；Fi為礦坑匯水補(bǔ)給面積，m2，根據(jù)礦區(qū)各礦體水文地質(zhì)條件，以地形、海拔及分水嶺為依據(jù)，大致估算匯水面積。借助cad軟件，經(jīng)統(tǒng)計(jì)概算的各礦段降水匯水補(bǔ)給面積見(jiàn)表1；αi為降水入滲補(bǔ)給系數(shù)，各礦段不同地層巖性的降水入滲補(bǔ)給系數(shù)見(jiàn)表1。

Q最大=A最大×Fi×αi

式中，Q最大為預(yù)測(cè)礦坑正常涌水量，m3/d；A最大為雨季平均日降雨量，m。據(jù)廣南縣氣象資料統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)歷年雨季日最大降雨量為101.7 mm，則A最大取為101.7 mm/d，即0.1017 m/d；Fi、αi的代表意義和數(shù)值確定同上，按表1取值。

表1 礦區(qū)各礦體地層巖性降雨匯水面積及入滲系數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.4 計(jì)算結(jié)果

按上述公式及參數(shù)，計(jì)算獲得的雨季礦坑正常涌水量見(jiàn)表2。

表2 礦坑涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果

2.5 礦坑涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)述

從表2可以確定，廣南腳得礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量和日最大涌水量相差大。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前所有坑道工程仍未揭露地下潛水面，即仍位于地下水穩(wěn)定水位面以上，其礦坑涌水量主要源自地表大氣降水，實(shí)際涌水量應(yīng)更小。礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型，而最大涌水量較大，礦山今后應(yīng)注意加強(qiáng)礦坑水動(dòng)態(tài)觀測(cè)和深部地下水賦存狀況調(diào)查工作，監(jiān)測(cè)礦坑用水量變化。

3 結(jié) 論

(1) 廣南腳得礦區(qū)地表水不發(fā)育，4個(gè)礦體均位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上。礦體賦存于碳酸鹽巖巖溶水含水層，開(kāi)采深度處于巖溶水垂直滲透補(bǔ)給帶內(nèi)，開(kāi)采范圍內(nèi)含水層富水性不強(qiáng)，大氣降雨為礦床充水的主要因素。礦區(qū)水文地質(zhì)條件為巖溶裂隙含水層間接充水的簡(jiǎn)單類型。

(2) 根據(jù)礦山實(shí)際情況，采用降水入滲系數(shù)法計(jì)算礦坑涌水量，得出礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型。但礦區(qū)雨季日最大降雨量大，日最大涌水量大，礦區(qū)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，礦坑排水設(shè)計(jì)必須充分考慮各種影響因素。

(3) 礦區(qū)今后應(yīng)加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查，采用多種方法進(jìn)行涌水量預(yù)測(cè)，提高準(zhǔn)確性，為礦山開(kāi)采提供依據(jù)。

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田 鵬(1988-)，女 研究生，助理工程師，從事地質(zhì)工作，Email：310235986@qq.com。