示蹤試驗在凡口礦區(qū)帷幕截流工程中的應(yīng)用

趙 駿，張 衛(wèi)，周玉新，張茹星

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)教育部長江三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中心，湖北 武漢 430074;2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000)

我國大量金屬礦山分布在碳酸鹽巖裸露、降雨豐沛、地表地下巖溶發(fā)育、地形復(fù)雜的南方區(qū)域，礦區(qū)巖溶水的防治難度及成本極高，常出現(xiàn)因水文地質(zhì)條件不清導(dǎo)致的突水、巖溶塌陷等問題[1-3]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了在合理開采礦產(chǎn)資源的同時，不對當?shù)丨h(huán)境和地下水資源造成影響，多數(shù)礦山將最初用于喀斯特地區(qū)大壩壩址加固的帷幕注漿技術(shù)[4]用于加固、封堵礦區(qū)薄弱地帶[5-7]。是否能準確地找到集中徑流帶直接決定了帷幕注漿成果的好壞[7]，而示蹤試驗是探測巖溶地下水徑流的有效方法，其在探尋地下水補給源、刻畫地下水空間分布、防治堤壩滲漏等方面有著重要的意義[8-13]。

凡口鉛鋅礦是我國著名的超大型鉛鋅礦床，也是一個水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜的巖溶大水礦山。在礦山早期建設(shè)過程中，曾多次出現(xiàn)突水、涌泥、地表塌陷、河水倒灌等災(zāi)害，一度使礦山基礎(chǔ)建設(shè)停滯。該礦區(qū)在1965—1984年間基于群孔抽水試驗和坑道放水試驗結(jié)果修建，并完善了淺部截流疏干系統(tǒng)工程，取得了良好的治水效果，保證了礦山開采的安全。然而，因疏干排水導(dǎo)致礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境惡化，地面塌陷嚴重，地下水資源浪費，且疏干排水的成本也在逐年增加[14]。為了治理礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，提高礦山經(jīng)濟與社會效益，凡口鉛鋅礦于2005年開始以礦區(qū)北部和西部隔水層為邊界，在東部和南部建造堵水帷幕，試圖從根本上解決地面塌陷等地質(zhì)環(huán)境問題。目前設(shè)計的帷幕已基本完工，但其帷幕質(zhì)量以及是否還存在集中徑流通達方面需要進一步研究。為此，本文采用人工化學(xué)示蹤方法，在凡口礦區(qū)開展了多組地下水示蹤試驗，以探明該礦區(qū)注漿帷幕的堵水效果以及是否還存在集中徑流帶，為后續(xù)帷幕建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 區(qū)域自然地理及地質(zhì)條件概況

凡口鉛鋅礦位于廣東省韶關(guān)市仁化縣董塘鎮(zhèn)凡口村，礦區(qū)距離韶關(guān)市約48 km，有公路、鐵路相通，交通便利，地理坐標位置為113°37′31″～113°38′24″E、25°05′59″～25°07′14″N。該地區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為19.7℃。據(jù)凡口礦1993—2011年實際觀測資料，礦區(qū)年平均降雨量為1 605.8 mm。

礦區(qū)內(nèi)地層由老至新依次為：寒武系八村群變質(zhì)砂巖(∈2b)；泥盆系中下統(tǒng)桂頭群砂頁巖(D1-2gt)、中統(tǒng)東崗嶺組灰泥巖(D2d)、上統(tǒng)天子嶺組灰?guī)r(D3t)和帽子峰組砂頁巖(D3m)；石炭系下統(tǒng)孟公坳組泥質(zhì)灰?guī)r(C1m)和測水組砂頁巖(C1c)、中上統(tǒng)壺天群白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r(C2+3ht)；二疊系粉砂巖及黑色泥巖(P)，各地層出露情況見圖1。

礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造在宏觀上為一復(fù)式向斜，軸向北西，向南東傾伏(凡口傾伏向斜)。復(fù)式向斜內(nèi)發(fā)育有近南北和東西向的次一級褶曲(如金星嶺背斜、獅嶺背斜)，以及一系列走向北東或北北東的壓扭性斷層。礦體賦存于當?shù)厍治g基準面以下的泥盆系中統(tǒng)至石炭系下統(tǒng)的碳酸鹽巖中，主要集中在金星嶺背斜南北兩翼及獅嶺背斜東翼[15]。

1.2 區(qū)域水文地質(zhì)條件概況

凡口礦區(qū)的含水層由位于含礦地層頂板的石炭系中上統(tǒng)壺天群(C2+3ht)巖溶含水層以及下部含礦地層中的泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組上段(D2db)和泥盆系上統(tǒng)天子嶺組下段(D3ta)灰?guī)r裂隙含水層組成。其中，石炭系中上統(tǒng)壺天群巖溶含水層巖性為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，在礦區(qū)內(nèi)普遍分布，覆蓋在含礦地層以上，其淺部巖溶裂隙發(fā)育，巖溶發(fā)育程度、富水性隨深度逐漸減弱，為礦區(qū)主要的含水層。上述兩個含水層之間由裂隙不發(fā)育的泥盆系上統(tǒng)天子嶺組中上段雜質(zhì)灰?guī)r(D3tbc)構(gòu)成的相對隔水層隔開，兩者之間不存在水力聯(lián)系(見圖2)。其中，泥盆系上統(tǒng)天子嶺組中上段雜質(zhì)灰?guī)r(D3tbc)隔水層和泥盆系上統(tǒng)帽子峰組砂頁巖(D3m)隔水層分別構(gòu)成了礦區(qū)的西部與北部隔水邊界;研究區(qū)內(nèi)出露較少的二疊系粉砂巖及黑色泥巖(P)隔水層構(gòu)成了礦區(qū)東南角的隔水邊界(見圖1)；而石炭系下統(tǒng)的泥質(zhì)灰?guī)r及砂頁巖(C1)相對隔水層遇水膨脹崩解，穩(wěn)固性差，井巷工程揭露后極易冒落，通過溶洞、裂隙與石炭系中上統(tǒng)壺天群巖溶含水層相連，隔水性不可靠；泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組下段灰泥巖(D2da)和泥盆系中下統(tǒng)桂頭群砂頁巖(D1-2gt)共同構(gòu)成了礦區(qū)的底板隔水層。而礦區(qū)普遍覆蓋的第四系松散堆積層(亞黏土或黏土、亞砂土夾砂礫石組成)含水性弱，對石炭系中上統(tǒng)壺天群巖溶含水層而言，可視為相對隔水層。但因人為開挖以及礦床疏干，地表大量出現(xiàn)的裂縫和塌陷已成為大氣降水和地表水滲漏補給壺天群巖溶含水層的良好通道，研究區(qū)內(nèi)第四系的隔水作用已遭到破壞[16]。

圖1 凡口礦區(qū)水文地質(zhì)簡圖Fig.1 Hydrogeological map of Fankou mining area

圖2 凡口礦區(qū)206勘探線水文地質(zhì)剖面圖Fig.2 Hydrogeological section of 206 exploration line in Fankou mining area

研究區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造中F3、F4、F5斷層對凡口礦區(qū)水文地質(zhì)條件的影響較大，但由于 F3斷層位于采區(qū)西部，緊鄰西部隔水邊界，因此本次不做研究。F4斷層將其上盤石炭系和泥盆系的相對隔水地層(C1、D3m、D3tbc)大幅度抬升，使F4斷層的東側(cè)出現(xiàn)了一條相對連續(xù)的地下隱伏隔水墻。該隔水墻頂部標高在+0 m 以上，北接金星嶺背斜隔水層，南端向西彎曲與曲塘隱伏背斜構(gòu)成的隔水邊界相連，從而在獅嶺采區(qū)頂部構(gòu)成一個四周被隔水層封閉的半月形隱伏“含水盆地”，外圍地下水則只能翻過該隱伏隔水墻向獅嶺采區(qū)補給(見圖1和圖2)。而F5斷層，前人根據(jù)該斷層及旁側(cè)壺天群灰?guī)r完整、裂隙不發(fā)育、巖層導(dǎo)水性差以及斷層兩側(cè)水位相差懸殊，認為其構(gòu)成了局部隔水帶[14,16]，但因巖溶發(fā)育的非均質(zhì)性較強，F(xiàn)5斷層的隔水性還需要進一步研究。

在未開始大規(guī)模疏干前，凡口礦區(qū)地下水水位平緩，地下水水位為97～110 m，地下水順勢從西部及北部向東部徑流。從1965年凡口礦區(qū)開始修建截流疏干工程(獅嶺、新南及北截流巷)，至1989年工程完畢(見圖1)，隨著疏干降水的進行，礦區(qū)形成了一個半徑為2 900 m、深達110 m、疏干范圍為7.75 km2的疏干漏斗，地下水流場發(fā)生了較大變化，從以前的自西北往東南徑流變?yōu)橛赡稀|、北三個方向向降落漏斗中心徑流。

從上述凡口礦區(qū)水文地質(zhì)條件可知，以曲塘背斜和金星嶺背斜的軸為隔水邊界，礦區(qū)可分為兩個相對獨立的水文地質(zhì)單元：其中金星嶺以北區(qū)域的水文地質(zhì)單元巖溶發(fā)育相對較弱，因疏干排水造成的環(huán)境地質(zhì)問題較少，且礦體將開采完畢，其涌水暫無進一步治理的必要；而金星嶺以南區(qū)域的水文地質(zhì)單元的礦坑涌水量占全礦區(qū)礦坑總涌水量的85%，且周邊因疏干排水造成的地面塌陷嚴重，是后期涌水治理的主要對象。故凡口礦區(qū)于2008年開始實施帷幕注漿工程(見圖1，EFGHI段)，目前除帷幕EF段還未完工外，其他段均已完成。實施帷幕注漿工程后，礦坑涌水量由原來的17 000～37 000 m3/d減少至13 800～25 600 m3/d，減幅達30%以上，地表巖溶塌陷數(shù)量明顯減少，而帷幕外部地下水水位持續(xù)上升，說明礦坑疏干排水對帷幕外地下水的影響減小。

2 示蹤試驗?zāi)康呐c方法

2.1 示蹤試驗?zāi)康?/h3>

根據(jù)凡口礦區(qū)的巖溶水文地質(zhì)條件與工程勘探，凡口礦對金星嶺以南區(qū)域的水文地質(zhì)單元采取了帷幕注漿的防治水措施，其北部以曲塘背斜和金星嶺背斜為隔水邊界，東部以F5斷層為隔水邊界，西部為穩(wěn)定的隔水層，在南部設(shè)置帷幕并向東延伸至隔水邊界(見圖1，EFJHI段)，注漿深度均至天子嶺組中上段(D3tbc)穩(wěn)定隔水層。本次示蹤試驗的目的是：①檢驗已完工帷幕工程的堵水效果；②研究區(qū)是否還存在未發(fā)現(xiàn)的集中徑流帶；③獲取研究區(qū)相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)。

2.2 示蹤試驗方案與過程

結(jié)合本次示蹤試驗?zāi)康?、研究區(qū)地下水等水位線圖和已有鉆孔情況(鉆孔孔徑、孔深、是否淤堵)，確定了本次示蹤試驗方案，見表1。

表1 示蹤試驗方案Table 1 Tracer protocol

由凡口礦區(qū)地下水等水位線(見圖1)可知，研究區(qū)東北部地下水水位明顯低于東部，即第一組試驗投放點地下水不會向第二組示蹤方向流動，兩組試驗可采用相同示蹤劑，不會產(chǎn)生干擾；而第三、四組試驗為了防止干擾，示蹤劑分別采用了熒光素鈉和熒光增白劑，且為了避免不同組試驗公用的檢測點不出現(xiàn)污染，下一組試驗均在上一組試驗公用檢測點檢測不出示蹤劑后才開始，各組試驗示蹤劑實際投放時間見表1。

示蹤劑監(jiān)測采用GGUN-FL30型野外自動熒光儀，其具有自動化程度高、在線連續(xù)監(jiān)測精度高、不易受到污染以及攜帶方便、操作簡單等特點，由于其探頭吸收光強與熒光素的濃度成反比，所以可根據(jù)標準函數(shù)計算出熒光素的濃度[17]。

因第一、二組試驗均為間隔較短時間相繼投放熒光增白劑和羅丹明兩種示蹤劑，且兩種示蹤劑為同時檢測，為了明確兩種示蹤劑之間是否存在干擾，本次通過在室內(nèi)依次改變兩種示蹤劑濃度(即質(zhì)量濃度)并讀取儀器讀數(shù)，來探究兩者是否會產(chǎn)生相互干擾現(xiàn)象，即是否會對檢測值產(chǎn)生影響。

室內(nèi)試驗步驟如下：

(1) 在水桶中加入適量清水，并向水桶中加入0.05 mL熒光增白劑作為初始示蹤劑，加水至每個水桶水量達到10 L，攪拌均勻后放入示蹤儀，待儀器穩(wěn)定2 min后，記錄相關(guān)操作時間。

(2) 向桶中加入0.05 mL羅丹明，攪拌均勻，待儀器穩(wěn)定2 min，并記錄相關(guān)操作時間。

(3) 重復(fù)步驟2，直至6次后一共滴入0.3 mL羅丹明溶液。本輪試驗結(jié)束后，讀取示蹤儀記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)，并清洗地下水示蹤儀和水桶。

(4) 將初始示蹤劑改為羅丹明，改變熒光增白劑的量，重復(fù)步驟1至步驟3。

(5) 拆洗儀器。

試驗結(jié)果見圖3。

圖3 室內(nèi)示蹤劑干擾試驗對比曲線Fig.3 Comparison curves of indoor tracer interference experiment

由圖3可以看出，無論是改變羅丹明還是熒光增白劑的濃度，另一種示蹤劑的檢測值均不會發(fā)生改變，即羅丹明與熒光增白劑之間不存在相互干擾的現(xiàn)象。

每組野外示蹤試驗的具體過程如下：

(1) 測量檢測點背景值。

(2) 投放示蹤劑時，先將示蹤劑在水中溶解，為了防止示蹤劑污染，通過漏斗將示蹤劑溶液注入鉆孔或塌陷點，然后持續(xù)注水約2 h，以沖洗投放點的示蹤劑，使示蹤劑盡量多地參加地下水徑流。

(3) 試驗過程中考慮地層巖性在垂向上強烈的非均質(zhì)性，在地下水中檢測出示蹤劑之前，根據(jù)各檢測點的地層巖性及鉆孔結(jié)構(gòu)，人工每隔2 m(或5 m)進行分段檢測，以查明地下水在垂向的主要徑流段，待在某一深度檢測到示蹤劑后，將探頭固定于該深度進行檢測，檢測時間間隔為5 min。

研究區(qū)示蹤劑投放點分布見圖4。

圖4 研究區(qū)示蹤劑投放點分布及地下水流向圖Fig.4 Distribution of tracer points and groundwater flow in the study area

3 示蹤試驗結(jié)果與分析

示蹤試驗結(jié)果分析可分為定性分析和定量分析，定性分析即通過檢測點是否檢測到示蹤劑來判斷示蹤劑投放點與檢測點的聯(lián)通關(guān)系；而定量分析是根據(jù)示蹤試驗得到的示蹤劑質(zhì)量濃度隨時間的變化曲線(即示蹤劑穿透曲線，BTC曲線)獲得溶質(zhì)運移時間、溶質(zhì)運移速度和彌散系數(shù)等，也可通過BTC曲線的形態(tài)特征來判斷地下管道的發(fā)育特征。本文利用QTRACER2軟件對符合巖溶管道紊流的示蹤劑監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了定量分析與計算。該軟件可較為合理地評價巖溶地下水系統(tǒng)的水動力學(xué)特性和溶質(zhì)運移特性[18]，但因鉆孔流量難以測定，故無法估算本次試驗徑流通道的幾何參數(shù)。

對于巖溶管道中的紊流，示蹤劑在巖溶地下水中的運移主要以機械彌散作用為主，管道中地下水的溶質(zhì)運移可用一維對流彌散方程來刻畫，在不考慮滯后和衰減的情況下，其解析解為[19]

式中：C為示蹤劑濃度(kg/m3)；x為縱向距離(m)；t為示蹤劑投放后歷時(h)；m為示蹤劑質(zhì)量(kg)；DL為縱向彌散系數(shù)(m2/s)；VL為縱向流速(m/s);A為橫截面積(m2)。

3.1 第一組試驗(CK35、CK48)鉆孔結(jié)果與分析

2012年7月7日上午8∶40在CK35鉆孔投放熒光增白劑1 kg,11∶00在CK48鉆孔投放羅丹明1 kg，其中所有檢測點均未檢測出熒光增白劑，只有203/FK1鉆孔檢測點檢測出羅丹明，第一組試驗各檢測點示蹤劑穿透曲線見圖5。

由圖5可見，檢測出的示蹤劑濃度較低，且在迅速到達峰值后衰退曲線有較長的平臺期，說明該區(qū)域管道流與溶蝕裂隙流共同組成的網(wǎng)狀地下水系使示蹤劑被充分稀釋[20]。根據(jù)研究區(qū)6月份地下水等水位線(見圖1)分析，203/FK1鉆孔檢測點處巖溶水應(yīng)向新南截流巷L(fēng)3裂隙等出水點徑流，但試驗過程中新南截流巷各個出水點均未檢測出羅丹明，說明203/FK1鉆孔附近地下水未穿過F5斷層向新南截流巷流動，且附近鉆孔顯示該段F5斷層(203/FK1鉆孔至金星嶺背斜隱伏隔水層)左右兩側(cè)巖溶不發(fā)育，故結(jié)合地下水等水位線分析可知，研究區(qū)東北部巖溶水應(yīng)向北部，即向北截流向流動。

圖5 第一、二組試驗各檢測點示蹤劑穿透曲線(BTC曲線)Fig.5 Tracer penetration curves at each test point in the first and second sets of tests

3.2 第二組試驗(東部塌陷點、CK55)鉆孔結(jié)果與分析

2012年7月9日18∶40在CK55孔投放羅丹明2.0 kg，20∶00在東部塌陷點投放熒光增白劑2 kg，其中41/38硐室、新南出水口檢測點檢測出高濃度熒光增白劑，212/FK2鉆孔、214/SK15鉆孔、41硐室檢測點檢測出低濃度羅丹明，第二組試驗各檢測點示蹤劑穿透曲線和各示蹤段相關(guān)水力擬合參數(shù)見圖5和表2。

由圖5和表2可以看出：

表2 各示蹤段相關(guān)水力擬合參數(shù)Table 2 Related hydraulic fitting parameters of each tracer

(1) 東部塌陷點到各檢測點的示蹤劑BTC曲線主峰峰型尖銳，示蹤劑濃度高，持續(xù)時間較短，平均流速快(120.43～127.93 m/h)、峰值流速很大(283.36m/h)，參數(shù)擬合較好，符合巖溶管道中的紊流特征；東部塌陷點到新南出水口、41硐室檢測點的示蹤劑BTC曲線[見圖5(d)、(f)]形態(tài)相似，擬合參數(shù)接近，示蹤劑濃度呈現(xiàn)“先高后低”的多峰曲線，推測東部塌陷點至兩出水點為同一徑流通道，示蹤劑濃度高峰值是主流通道的峰值，低峰值為支流通道的峰值，因為受到主流通道的稀釋導(dǎo)致示蹤劑峰值濃度降低。以上研究結(jié)果說明東部塌陷點至研究區(qū)應(yīng)存在一東西向且由多條溶蝕管道組成的地下水集中徑流通道，該通道中的地下水徑流迅速，水量巨大。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，41硐室、38硐室及L4裂隙均揭露出近東西向的斷層破碎帶或裂隙，礦區(qū)東部的塌陷點也大都沿東西向延伸；從凡口礦區(qū)1963—2012年的地下水等水位圖中發(fā)現(xiàn)，無論是在天然條件下還是在礦區(qū)地下水疏干過程中，在礦區(qū)東部均存在一東西向地下水主要徑流通道；此外，注漿孔實際揭露資料由圖4可知，研究區(qū)有小面積天子嶺組地層因斷層錯斷抬升。綜上所述，該區(qū)應(yīng)存在一東西向斷層破碎帶，且沿斷層破碎帶東西向巖溶發(fā)育，為目前礦區(qū)地下水的主要徑流通道，是后期帷幕注漿的主要目標段。

(2) CK55鉆孔投放點的示蹤劑濃度消散較快，但到212/FK2、214/SK15鉆孔檢測點檢測出的羅丹明濃度較低，示蹤劑滯留時間較長[見圖5(b)、(c)]、擴散作用明顯(Pe數(shù)較大)，曲線擬合較差或無法擬合，說明CK55鉆孔連通性良好，附近巖溶發(fā)育，示蹤劑很快進入地下水流中，而IH段帷幕有較好的阻水效果，地下水流速變緩，示蹤劑被充分稀釋，但仍殘留少量由裂隙組成的滲流通道。通過查閱IH段帷幕注漿段資料發(fā)現(xiàn)，該段帷幕注漿孔施工深度較小，雖到達穩(wěn)定隔水層，但未穿越F5、F6斷層；另外根據(jù)注漿孔實際揭露資料，該段F5、F6斷層均被錯斷，且天子嶺組(D3t)泥質(zhì)灰?guī)r因斷層錯動上升，附近鉆孔揭露的巖性破碎，推測IH注漿段殘留的滲流通道應(yīng)沿深處斷層破碎帶分布。而CK55鉆孔—41硐室的示蹤劑BTC曲線顯現(xiàn)多峰曲線，羅丹明初現(xiàn)時間明顯早于另外兩個檢測點，推測CK55鉆孔處部分巖溶水通過多條裂隙向西南方向流動，匯入東部塌陷點至研究區(qū)的徑流通道，從而示蹤劑較快到達41硐室。

3.3 第三組試驗(220/SK9)鉆孔結(jié)果與分析

2012年7月13日上午10∶20，在220/SK9鉆孔投放熒光素鈉1.75 kg，隨后僅在216/FK1鉆孔檢測點檢測出較高濃度的熒光素鈉，214/FK3鉆孔和帷幕內(nèi)部各檢測點均未檢測出示蹤劑，第三組試驗216/FK1鉆孔檢測點示蹤劑BTC曲線及其擬合參數(shù)見圖6(a)和表2。

由圖6(a)和表2可見，說明FH注漿段堵水效果良好，南部巖溶水沿帷幕外側(cè)向東部繞流，原南部F4斷層至F5斷層間的地下水主要徑流通道已不存在。

3.4 第四組試驗(西部塌陷點)結(jié)果與分析

2012年7月11日晚上22∶00在西部塌陷點投放熒光增白劑2 kg，僅在獅嶺南和41硐室檢測點檢測出高濃度的熒光增白劑，其他檢測點均未檢出，檢測點兩個檢測點示蹤劑BTC曲線及其擬合參數(shù)見圖6(b)、(c)和表2。

圖6 第三、四組試驗各檢測點示蹤劑穿透曲線 (BTC曲線)Fig.6 Tracer penetration curves at each test point in the third and fourth sets of tests

由圖6(b)和表2可見，獅嶺南出水口檢測點檢測到的示蹤劑滯留時間長(10 h)、擴散作用明顯、峰值濃度較高，說明西部塌陷點到獅嶺南出水口徑流集中，但流速較緩，水力梯度不大，應(yīng)是FG段帷幕良好的隔水性導(dǎo)致附近地下水水位抬升，地下水翻越隱伏隔水層，通過表層強巖溶帶流入；41硐室檢測點檢測出較低濃度的熒光增白劑，說明示蹤劑流入含水槽內(nèi)被稀釋后翻越F4斷層附近隱伏隔水層向41硐室徑流，徑流管道相對集中，流速較低，示蹤劑BTC曲線[圖6(c)]由于橫向彌散作用而形成了一個很長的“拖尾”現(xiàn)象[21]。

綜上所述，隱伏隔水層因地下水水位抬升失去了隔水效果，EF段帷幕尚未完工，其堵水效果暫不理想。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)示蹤試驗結(jié)果和研究區(qū)鉆孔、水文地質(zhì)資料，本研究得到以下結(jié)論：

(1) 研究區(qū)203/FK1鉆孔至金星嶺背斜隱伏隔水層附近F5斷層的左右兩側(cè)巖溶不發(fā)育，可視為穩(wěn)定隔水層，無需施工帷幕，巖溶水會向北截流向繞流。

(2) 研究區(qū)東部(IH段帷幕北部)存在沿斷層破碎帶發(fā)育的近東西向集中徑流帶，該段F5斷層無隔水效果，示蹤劑穿透曲線特征及其擬合參數(shù)說明該徑流帶由多條巖溶管道組成，且地下水流速快、水量巨大，是后續(xù)帷幕注漿的主要目標段。

(3) 已建帷幕中，F(xiàn)H段堵水效果良好；IH段因注漿深度較淺，深部斷層破碎帶殘留有滲流通道，有待所有帷幕完工后根據(jù)礦坑涌水量情況決定是否增加注漿孔；而EF段帷幕尚未完工，堵水效果不佳，但根據(jù)示蹤試驗分析發(fā)現(xiàn)因FH段帷幕堵水良好導(dǎo)致該區(qū)域地下水水位抬升，可翻越隱伏隔水層從表層強巖溶帶流入獅嶺南截流巷，建議將EF段延伸至研究區(qū)西部出露的穩(wěn)定隔水層。

本研究由于缺乏準確的鉆孔流量數(shù)據(jù)，無法估算示蹤期間徑流通道儲水量、徑流通道橫斷面積、徑流通道直徑等幾何參數(shù)，還需要后續(xù)進一步研究。從本次示蹤試驗的示蹤劑穿透曲線可以看出，巖溶地區(qū)地下水溶質(zhì)運移過程較為復(fù)雜，單純的一維對流-彌散模型或擴散模型均難以準確地描述巖溶地區(qū)地下水溶質(zhì)運移過程，還需要深入研究，以提出更加符合實際情況的概化模型。

示蹤試驗在檢測巖溶地區(qū)帷幕滲流及查找集中徑流通道方面具有直接性、準確性和經(jīng)濟性等優(yōu)點，可有效地避免帷幕截流工程因防滲失當而減效(或無效)，也可避免過度建設(shè)帷幕而浪費資源，是巖溶地區(qū)礦山開采中突水、地面塌陷等災(zāi)害防治的有效檢測手段。