毛坪鉛鋅礦東西向帷幕線地質(zhì)特征分析

李東立 楊昌松 彝良馳宏礦業(yè)有限公司

毛坪鉛鋅礦東西向帷幕線地質(zhì)特征分析

李東立 楊昌松 彝良馳宏礦業(yè)有限公司

本論文闡述了毛坪鉛鋅礦東西向帷幕線的地層、構(gòu)造、水文地質(zhì)等地質(zhì)特征以及帷幕線地下水與礦坑水的關(guān)系，在深入分析了東西向帷幕線地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，更為科學(xué)的對礦區(qū)地下水含水系統(tǒng)做出了劃分，給出了將來實施帷幕注漿的空間邊界，為礦山合理開發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。

大水礦山；帷幕注漿；地下水；含水層

1 引言

毛坪鉛鋅礦位于云南省彝良縣境內(nèi)，是我國西南地區(qū)一座水文地質(zhì)條件復(fù)雜的大水礦山，東西向帷幕線處于礦區(qū)南部洛澤河河?xùn)|片區(qū)。當(dāng)前礦山排水、治水問題突出，其中河?xùn)|區(qū)排水量最高達30，000m3/d，嚴重制約著礦山未來深部的安全開采，為此，公司制定了注漿防滲帷幕堵水方案。本文分析了南部東西向帷幕線的地質(zhì)、構(gòu)造和水文地質(zhì)特征以及東西向帷幕線地下水與礦坑水的關(guān)系，來說明東西帷幕線注漿的可行性和必要性，并為將來注漿段的選取提供依據(jù)。

2 地層特征

東西向帷幕線橫切石門坎背斜東翼，地層總體產(chǎn)狀自西向東逐漸緩傾，受應(yīng)力擠壓，呈波狀起伏。東西向帷幕線鉆孔揭露地層特征由淺至深巖性變化如下：

（1）灰色、灰白色白云巖：605～743m標(biāo)高以上，粗晶結(jié)構(gòu)，中-厚層構(gòu)造，巖芯呈薄餅狀，破碎地段含少量白色硅質(zhì)細脈體，小晶洞較發(fā)育，連通性差。

（2）灰黑色白云巖：743～605m標(biāo)高以下，中—細晶結(jié)構(gòu)，中層構(gòu)造，局部薄層構(gòu)造，晶洞發(fā)育，一般1cm左右，最大2～3cm，但分布不均勻，連通性較差。

（3）炭質(zhì)白云巖：本次施工的鉆孔在400～480m標(biāo)高的不同位置均揭露一層炭質(zhì)白云巖，灰黑色，微細晶—泥晶結(jié)構(gòu)，厚層構(gòu)造，巖石硬度降低，局部見少量白色硅質(zhì)細條帶。該層分布厚度穩(wěn)定，連續(xù)性好，構(gòu)成下部承壓含水層的隔水頂板。

3 構(gòu)造特征

該區(qū)域斷裂構(gòu)造如下：

① 水平向特征

以帷幕線DK06鉆孔為界，西段和東段裂隙發(fā)育差異較大。DK06鉆孔以西段地層靠近背斜核部，裂隙發(fā)育方向極不規(guī)則，各個方向發(fā)育程度不等。

② 垂向特征

垂向裂隙發(fā)育特征主要受地層埋藏深度、巖石性質(zhì)影響。DK06鉆孔以西段，自上而下裂隙發(fā)育程度呈減弱趨勢。

4 水文地質(zhì)特征

本次在東西向帷幕巷道施工的鉆孔，在深部穿過炭質(zhì)白云巖時突遇涌水，并具有高水頭壓力。炭質(zhì)白云巖完整性好，厚度穩(wěn)定，隔水性好，其與石門坎背斜核部的弱透水層共同形成一個阻水帶，將含水層分為上下兩個含水層子系統(tǒng)。

（1）阻水帶在DK05鉆孔及其東段，構(gòu)成承壓含水層頂板的炭質(zhì)白云巖連續(xù)性好，厚度穩(wěn)定；DK05鉆孔以西段，位于背斜核部，由于石門坎背斜核部地層透水性呈現(xiàn)上強下弱的特征，深部地層透水性明顯減弱，根據(jù)DK04鉆孔壓水試驗資料，在460m標(biāo)高以下地層透水率一般在0.08～0.24Lu，透水性極弱。因此，由炭質(zhì)白云巖及背斜核部的弱透水帶共同形成一個阻水帶阻擋下層地下水，并使其具有高水頭壓力。

（2）上部含水層。因受裂隙發(fā)育特征差異的影響，上部含水層的透水性、富水性表現(xiàn)為西部較強，向東減弱。礦山經(jīng)過長期開采疏干，上部含水層中地下水位大幅下降，沿帷幕線在東西向上形成一個槽狀低洼帶。

（3）下部含水層。依據(jù)鉆孔巖芯及井下電視資料分析，下部承壓含水層為石門坎東翼地層受構(gòu)造作用順層滑動，形成緩傾斜的層間裂隙帶，層間裂隙帶以上分布36～41m厚度的炭質(zhì)白云巖，完整性好，裂隙不發(fā)育，構(gòu)成該承壓含水層頂板。

（4）上、下層地下水之間的相互關(guān)系。由于礦山井下排水以及勘探工程從未揭過該區(qū)下部承壓含水層，該承壓含水層地下水基本處于天然原始狀態(tài)。由于礦山長期排水疏干，上層地下水水位大幅度下降，低于下層承壓水頭，造成下層承壓水對上層水有一定越流補給，但補給量有限。

5 帷幕線地下水與礦坑水的關(guān)系

東西向帷幕線內(nèi)，上部含水層，巖性主要為白云巖，巖石硬而脆，受擠壓應(yīng)力作用，巖石破碎，形成一系列擠壓性裂隙，地下水通過裂隙間滲流運動，自南向北補給礦坑水。本次進行的示蹤試驗，在DK05鉆孔上部含水層中投入熒光素鈉試劑，連續(xù)監(jiān)測31天后在井下670m中段92線一帶的新建豎井附近接受到，估算地下水流動速度約為7.9m/d，說明東西向帷幕線一帶上部含水層中地下水是礦坑充水的補給水源之一。下部承壓含水層位于石門坎背斜東翼，由于背斜核部在深部具有阻水作用，東西兩翼深部含水中地下水聯(lián)系弱，東西向帷幕線一帶下部含水層中地下水對礦坑充水影響小。

6 結(jié)論

東西向帷幕線含水層分為上部含水層和下部承壓含水層，下部承壓水和礦坑水聯(lián)系微弱，礦坑南部來水的主要補給通道是上部含水層，上下含水層之間的隔水層可以作為擬建帷幕體的底板。帷幕線東段（DK07～DK08鉆孔一帶），地層透水性極弱，可作為擬建帷幕體東部邊界。因此，在地質(zhì)體空間分布特征上滿足帷幕建成的基礎(chǔ)條件。

［1］ 劉大金.云南彝良馳宏礦業(yè)有限公司毛坪鉛鋅礦區(qū)9.07地震后水文地質(zhì)研究報告［M］. 2015，06：177-190.

［2］ 盧萍，侯克鵬.帷幕注漿技術(shù)在礦山治水中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2010，03：21-24.

［3］ 蔣鵬飛，于同超，高廣鋒.帷幕注漿工藝在大水礦山中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2010，06：118-120.

［4］ 趙曉林.昭通市毛坪鉛鋅礦礦山地質(zhì)環(huán)境變異研究［D］.昆明理工大學(xué)，2011.

［5］ 何成應(yīng)，趙斌.大紅山礦帷幕注漿工程實踐及治水效果［J］.巖土工程界，2007，04：81-84.