開陽磷礦馬路坪礦段溫水飲用水源地評價(jià)

鄒仕孝 靳云川 譚云龍

（貴州開磷集團(tuán)礦業(yè)總公司，550302）

開陽磷礦馬路坪礦段溫水飲用水源地評價(jià)

鄒仕孝 靳云川 譚云龍

（貴州開磷集團(tuán)礦業(yè)總公司，550302）

開磷集團(tuán)部分單位近1.5萬職工家屬分布在開陽縣金鐘鎮(zhèn)洋水礦區(qū)，開磷礦區(qū)隨著開采深度的逐漸加大，大量地下水被白白地流失，而地表生活飲用水日趨緊張，僅有的兩岔河水源地水量已不能滿足居民生活用水量要求，枯水期水量嚴(yán)重不足。利用井下開拓工程疏干流出的大量優(yōu)質(zhì)地下水補(bǔ)充居民生活飲用水，實(shí)現(xiàn)地下水資源的有效利用，是水文地質(zhì)工作者探索的目標(biāo)；現(xiàn)在，開磷開拓工程基本都布置在頂板白云巖含水層中，給開拓工程疏干流出的大量優(yōu)質(zhì)地下水的有效利用創(chuàng)造了條件。通過《開陽磷礦馬路坪礦段溫水飲用水源地評價(jià)》，進(jìn)行探索總結(jié)，為今后優(yōu)質(zhì)礦坑水的有效大量利用創(chuàng)造條件和積累經(jīng)驗(yàn)。

溫水；水源地；評價(jià)；礦山

1 馬路坪礦段開采概況

貴州開陽磷礦位于貴州省貴陽市開陽縣金鐘鎮(zhèn)，礦區(qū)賦存于黔中隆起帶東部的洋水短軸背斜上，該背斜軸向呈NNE—SSW向，洋水河深切背斜核部成谷地。從北往南背斜東翼分布有沙壩土礦段、馬路坪礦段、牛趕沖礦段，西翼有極樂礦段、兩岔河礦段、用沙壩礦段。馬路坪礦段為開陽磷礦開采的一期工程，開采范圍為E4---E27線，長約5200米，從1965年3月動(dòng)工到現(xiàn)在已有五十多年的開采歷史，E15線北由馬路坪礦開采，南由青菜沖礦開采，馬路坪礦現(xiàn)已開采到 570米標(biāo)高，青菜沖礦開采到640米標(biāo)高，開采標(biāo)高降低了約550米。溫水飲用水源地就分布在E15線附近約300—700米范圍內(nèi)。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌概況

馬路坪礦段位于開磷洋水背斜東翼的中部，南部與牛趕沖礦段相接，北部與沙壩土礦段相接。由于洋水河深切背斜核部，在礦段內(nèi)總體形成西低東高的地形，礦體出露位置高出河谷100—200米以上。在礦體出露線與河谷間紅頁巖形成傾角25°以上的逆向坡；礦體出露線東側(cè)出露的白云巖，發(fā)育有溶溝、溶槽等形成 0—20°的逆向坡，礦段內(nèi)白云巖出露南北長約5公里、東西寬約0.5公里，出露面積約2.65平方公里；白云巖至礦區(qū)地表水分水嶺寒武系地層呈20—50。的逆向坡,匯水面積約2平方公里。

2.2 巖層構(gòu)造

2.2.1 巖層

礦段內(nèi)出露地層有寒武系婁山關(guān)群、清虛洞組、金頂山組、明心寺組、牛蹄塘組，震旦系燈影組、陡山沱組、南沱組，元古代板溪群清水江組，巖層均為整合或假整合接觸，開磷集團(tuán)開采陡山沱組上部致密磷塊巖礦層，區(qū)內(nèi)燈影組含水層之上和寒武系下統(tǒng)金頂山組以下巨厚隔水層，隔水性能良好，阻隔了燈影組含水層中地下水與區(qū)域其他含水層地下水的聯(lián)系，燈影組白云巖是補(bǔ)給礦坑水的唯一含水層。

2.2.2 構(gòu)造

馬路坪礦段位于開磷洋水背斜東翼的中部，南部與牛趕沖礦段相接，北部與沙壩土礦段相接，巖層傾向85—105°，傾角20—45°；礦段內(nèi)構(gòu)造主要為斷裂，規(guī)模較大的斷層主要有：F41逆斷層和F210橫向斷層。

2.2.2.1 F41逆斷層

F41斷層系洋水背斜東翼主導(dǎo)性斷裂，貫通牛趕沖礦段、馬路坪礦

段和沙壩土礦段，長15km以上。該斷層沿走向及傾向均呈舒緩波狀產(chǎn)出，切割礦層造成礦層重復(fù)，F(xiàn)41斷層下盤礦靠近斷層附近受斷層的牽引產(chǎn)生撓曲、倒轉(zhuǎn)和次級斷裂，致使礦層空間形態(tài)較為復(fù)雜。

F41斷層傾向?yàn)?0～140°，傾角40～50°，斜斷距一般為300～500m，垂直斷距120～200m,水平斷距350～800m。

F41斷層破碎帶寬 5.60～10.58m,破碎帶中斷層角礫巖發(fā)育,擦痕清晰可見,角礫成分主要為白云巖、砂頁巖,角礫大小一般1～50mm,膠結(jié)緊密，對上、下盤地下水具有一定的阻水作用，上盤白云巖巖溶較發(fā)育，含水豐富。

2.2.2.2 F210斷層

該斷層為橫向斷層，F(xiàn)210斷層產(chǎn)于洋水背斜東翼中部 E27線附近，走向長約5.56km，總體傾向NNE，傾角50～60°。斷層以南地層傾向100°左右，以北地層傾向90°左右。該斷層將洋水背斜東翼的磷礦層切割成南、北兩個(gè)大礦塊，水平斷距約 70米，是開陽磷礦沙壩土礦段與馬路坪礦段的分界線。斷層破碎帶寬3.83～5.19m,破碎帶中斷層角礫巖發(fā)育,擦痕清晰可見,角礫成分為白云巖、頁巖,角礫大小一般1～10mm,泥質(zhì)膠結(jié)緊密，屬弱導(dǎo)水?dāng)鄬印?/p>

2.2.3 巖溶發(fā)育特征

燈影組（Z2dn）白云巖地下水是補(bǔ)給礦坑水的唯一含水層，據(jù)淺部（西側(cè)）沙壩土礦段、馬路坪礦段及牛趕沖礦段以往勘探資料，洋水礦區(qū)東翼燈影組白云巖地表巖溶較發(fā)育，南部地表多為裂隙狀干溶洞，分布標(biāo)高大部分在 1203.97～1407.00m，巖溶一般順構(gòu)造線方向和順層發(fā)育；中部和北部地表溶洞洞口形態(tài)多不規(guī)則，延伸長度一般在50米以內(nèi)，個(gè)別超過100米；高度一般在10米以內(nèi)，個(gè)別達(dá)32米；寬度一般2～3米；洞內(nèi)充填物多為粘土和白云巖碎塊，常見滴水現(xiàn)象并有石鐘乳、石筍等。

地下巖溶高度為0.10～30.90m，平均線巖溶率為1.54～2.05%，并主要集中發(fā)育在 700m標(biāo)高以上，總體南高北低，此標(biāo)高以下僅稀疏可見，開采前地下水位1063.88---863.11米，其標(biāo)高由南往北逐漸降低，溶洞多分布于1030—1090米內(nèi)，且大多分布于F41斷層上盤。

礦區(qū)總體為向東傾斜的單斜儲水構(gòu)造，燈影組白云巖出露地表，直接接受大氣降水補(bǔ)給，在中深部，由于其上部和下部均有巨厚隔水， 層阻隔，因此，深部地下水總體為承壓水。區(qū)內(nèi)地下水主要賦存及運(yùn) 移于溶蝕裂隙及溶洞中。根據(jù)井下坑道揭露的溶隙水情況可知，640中段以上地下水壓不大，溶隙中地下水基本是自流而出，但580中段地下水就有噴射而出現(xiàn)象。例如2012年2月13日,在E20+2線580下磷交叉口，有1536m3/d水從一直徑30cm的溶洞中噴出約2米遠(yuǎn)；2013年8月1日，在570

570中段突水點(diǎn) 插圖2-3

中段 E22+3線北 110米大巷處從距左幫 1.5米、底上 2.5米的釬孔中有約16001m3/d的水噴出，噴射距離約5米（見570中段突水點(diǎn) 插圖2-3），說明在580米標(biāo)高以下地下水壓較640米標(biāo)高比有明顯增大。 1.11.2.1.2

2.2.4 氣象條件

開磷礦區(qū)屬北溫帶氣候與亞熱帶氣候交匯處，根據(jù)開陽縣 2003-2012年氣象資料，區(qū)內(nèi) 5～10月為雨季，平均降雨量 1088.4mm，最大最小年降雨量分別為1276.2mm、829.5mm，最大月降雨量為303.8mm（2004.5），最大最小年蒸發(fā)量分別為1356.6mm、998.6mm。年平均氣溫12.1～13.8℃，最高氣溫出現(xiàn)在7、8月，最高達(dá)32.2℃，最冷月為元月，最低氣溫達(dá)-7.2℃。12月至翌年3月出現(xiàn)凝凍，年平均相對濕度79%～90%。

3 溫水分布及成因分析

3.1 礦段溫水勘探情況

1964～1965 年貴州省地質(zhì)局第三地質(zhì)隊(duì)對馬路坪礦段開展祥勘地質(zhì)工作，并提交了《貴州開陽磷礦洋水礦區(qū)馬路坪礦段詳細(xì)勘探報(bào)告》，報(bào)告未提到溫水富存情況,只在地形地質(zhì)圖上牛趕沖礦段E78線北110米處標(biāo)有1#溫泉和在E78線北300米處標(biāo)有2#溫泉(即稱陽橋1#、2#溫泉)。

2013 年底前完成的《貴州省開陽縣洋水礦區(qū)東翼深部磷礦詳查報(bào)告》中指出，鉆孔未出現(xiàn)地溫異常點(diǎn)，總體平均地溫梯度值為 0.70～2.37℃/100m，鉆孔孔底溫度極值為18.5～46.80℃。根據(jù)本次測溫結(jié)果分析，工作區(qū)內(nèi)地溫特征如下：

⑴、區(qū)內(nèi)平均地溫梯度均小于3℃/100m（平均地殼地溫梯度），總體區(qū)內(nèi)屬地溫正常區(qū)；

⑵、區(qū)內(nèi)地溫總體隨深度的增大而增大。最高溫分布在 15線（對應(yīng)祥勘的E30線）至25線（對應(yīng)祥勘的E17線）間，埋深大于1000米，溫度大于37℃，孔底最高溫度出現(xiàn)在19線（對應(yīng)祥勘的E27線， 即F210斷層附近）的ZK1920鉆孔，測井深度為1443m，井溫為46.80℃。

⑶、15線至25線平均地溫梯度較高，其值為1.2～2.47℃/100m。

由于受地溫梯度的影響，在深勘的17線至25線之間的深部溫度較高，在測井深度1000m（即246.74m標(biāo)高）以下已高出人體正常體溫（37℃），且ZK1920鉆孔在1443m（即-196.26m標(biāo)高）孔深處井溫已高達(dá)46.80℃。

過電壓檢測裝置利用測量電極上過電壓產(chǎn)生的電場分量對過電壓進(jìn)行測量和記錄,同時(shí)通過試驗(yàn)來確定測量電極輸入電壓與檢測電路輸出電壓之間的關(guān)系[10-11]。為此對該檢測裝置分別做工頻過電壓傳輸試驗(yàn)、沖擊波過電壓傳輸試驗(yàn)和頻率特性試驗(yàn)，以確定在各種激勵(lì)條件下檢測裝置的傳輸特性和輸入、輸出對應(yīng)關(guān)系。

3.2 馬路坪礦段井下溫水

3.2.1 馬路坪礦段井下溫水分布概況

在礦區(qū)東翼井下開采過程中，只在馬路坪礦段 E15+1線附近遇見溫水，從馬路坪礦段開拓巷道揭露情況可知，馬路坪700中段在E15線北60米、E15+2線的石門內(nèi)掘到溫水，水溫、坑溫最高溫度 30.9℃，E15線向南水溫、坑溫逐漸降低，到E13線水溫只有17℃而成為冷水,北到E15+3線水溫降為17℃，溫水南北長300米;640中段在E15線北60米處掘到f4斷層溶隙溫水，水溫、坑溫最高溫度31℃，向南水溫、坑溫逐漸降低，到E14線變?yōu)槔渌?，北到E15+3線水溫降為17℃，溫水南北長500米；570巷道由北向南掘進(jìn)，在E17+1線北20米處水溫27.5℃、坑溫28℃，溫水南北長約700米。據(jù)700、640、570三中段溫水分布可知，溫水都處于f41逆斷層的上盤，從與f41逆斷層斜交的較大次生斷層溶隙中流出，隨深度增加，溫水分布范圍有向北移動(dòng)和擴(kuò)大的趨勢，最高水溫為31℃，溫度變化不大,640溫水抽到馬路坪860游泳池進(jìn)水口時(shí)，水溫為28.5℃，降低了2℃。

3.2.2 溫水水溫水量狀況

2011年10 月18日，當(dāng)700E15線北60米的膠帶石門，掘到磷礦層時(shí)，見滴水、淋水現(xiàn)象的溫水，巷道向前掘進(jìn)過程中水溫、坑溫都逐漸增加，2012年1月10日下午5點(diǎn)鐘,當(dāng)巷道掘到距石門口大巷中272米時(shí),迎頭退回0.5米巷中坑頂處有1米左右厚巖體冒落,大量地下水從巷中坑頂直徑約35厘米的白云巖溶隙中流出,水呈黃色，含泥砂量較重，1月11日下午4點(diǎn)鐘測得涌水量5499.5m3/d,水溫30.7℃，坑溫 30.7℃，后石門停止掘進(jìn)，其水量、水溫變化情況祥見表（3-1）；2012年3月17日，在700E15+2線的風(fēng)井石門距石

馬路坪700E15+1膠帶石門溶隙水插表3-1

門口90米處掘到溫水，水從巷道掌子面的釬桿孔中共有900m3/d地下水流出，水壓很小，基本為自流，水溫30℃,當(dāng)石門向前掘進(jìn)時(shí)，水溫、坑溫都逐漸增加，2012年11月14日，石門掘到f1斷層前8.4米，風(fēng)井石門涌水量為2099m3/d，水溫30.4度，水來自f3斷層至f1斷層前8.4米范圍內(nèi)，f3斷層以西巷道干枯，f3往東巷道只在f1斷層左幫高1.2處有530m3/d水流出，其余的幫和頂無流水和淋水，滴水

馬路坪700E15+2風(fēng)井石門溶隙水 插表3-2

都很少，水來自坑道底部和掌子面，在掌子面處只聽到水流聲而看不見水，坑道底積水約5至15厘米深，坑溫30.9度，熱氣讓人熱得受不了，有面紅耳赤現(xiàn)象，其水量、水溫變化情況祥見表（3-2）。

馬路坪640溫水水量觀測成果表 插表3-3

2014.4.10 814.41 31 30 2014.5.27 2171.4 31 30 2014.6.27 2014.6.27 1267.72 2014.7.23 31 30.5 2014.7.23 2056.57 31 30 2014.8.1 846.11 31 30 2014.8.1 2834.68 31 30 2014.8.23 f6斷層水經(jīng)掘長4米高3.5米水倉后將水抽到f4斷層水倉。2014.11.19 1700 30.5 為f4和f6斷層水量總和。

700 溫水在抽水過程中，水量在逐漸減小、直至干枯，水溫、坑溫逐漸降低，主要原因是下中段（即640中段)在E15+2線附近往南掘進(jìn)揭露溫水，祥見馬路坪640溫水水量觀測成果表 （插表3-3），2013年8月25日當(dāng)坑道掘到E15+1線f4斷層時(shí)，700中段溫水于8月27日就干枯了；2014年2月10日，當(dāng)640坑道向南掘進(jìn)到 f8斷層時(shí)，700E13線冷水就干枯了，說明溫水流通通道是斷層溶隙，640溫水主要是受控于640中段近東西走向的f4正斷層，該斷層與700E15線北60米的膠帶石門中揭露的f4逆斷層交匯而存在水力聯(lián)系，當(dāng)570中段掘到E15+1線附近揭露f4正斷層時(shí)，640的溫水也將干枯。從上述可知，因下中段的開采，是導(dǎo)致上中段溫水干枯的主要原因，一個(gè)中段的溫水使用時(shí)間只有近兩年的時(shí)間。

3.2.3 溫水水質(zhì)

水時(shí)，都在源頭取水樣按飲用水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全分析，其分析結(jié)果祥見 表3-4，從表中可知，溫水水質(zhì)良好，所有指標(biāo)全達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

2012年6 月28日在700中段膠帶石門建水倉，將溫水全抽到馬路坪礦860硐口,供馬路坪單身樓、辦公樓、澡堂、游泳池做生活飲用水，并間斷性供給社會(huì)服務(wù)總公司三個(gè)職工食堂做生活飲用水，在860硐口取水樣化驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，2013年5月27日取樣分析結(jié)果中色為32度、渾濁度53度、有肉眼可見物超標(biāo)外，其他項(xiàng)目均合符飲用水標(biāo)準(zhǔn),但色度、渾濁度2—3天后就達(dá)到了飲用水標(biāo)準(zhǔn)，2015年3月18日取水監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)總大腸菌群數(shù)（為5.1個(gè)/100mL）超標(biāo)，其他項(xiàng)目合符飲用水標(biāo)準(zhǔn)，2015年4月13日，取水監(jiān)測，所有監(jiān)測指標(biāo)均達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)調(diào)查，細(xì)菌超標(biāo)是640使用E15線北40米處探礦硐室做調(diào)節(jié)儲水倉所致，即當(dāng) 640大巷東側(cè)抽水倉不抽水而水位抬高時(shí)，為了水不漫過水倉流失，而通過管道將水引入 640大巷西側(cè)的探礦硐室儲存起來，當(dāng)抽水時(shí)探礦硐室儲存起來的水又反流到抽水倉，由于探礦硐室布置在白云巖中又靠近礦體，且未經(jīng)混凝土封閉處理，就很容易被裂隙中的生產(chǎn)污水污染，所以640E15線北40米處探礦硐室調(diào)節(jié)儲水倉應(yīng)停用，今后的抽水倉和儲水倉都不能建在大巷靠礦體一側(cè)。

4 溫水供水保護(hù)措施

馬路坪礦段現(xiàn)開采埋深在700至900米，地壓較大，開拓采準(zhǔn)坑道都布置在頂板白云巖中，已全面實(shí)行了磷化工全廢料自膠凝充填采礦技術(shù)。這給充分利用開拓工程揭露流出的優(yōu)質(zhì)地下水創(chuàng)造了條件，但由于充填采礦的影響，人們很擔(dān)心地下水受到污染而不能做生活飲用水，所以溫水在使用時(shí)應(yīng)加以保護(hù)，其保護(hù)性開采措施總結(jié)如下：

⑴要引用白云巖大巷東側(cè)的水，因靠礦體一側(cè)的水易干枯和受到污染；

⑵抽水倉和調(diào)節(jié)用儲水倉都要建在白云巖大巷的東側(cè)，不能建在大巷靠礦體一側(cè)；

⑶回采時(shí)，要在使用的斷層溶隙水南、北各留近500米范圍推遲回采、充填，以免污染水源；

⑷在馬路坪 860硐口附近建一供水池，對抽來水進(jìn)行供水處理，確保水質(zhì)和穩(wěn)定供水；

⑸對860供水池流出水，按生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)每月進(jìn)行2至3次的水質(zhì)監(jiān)測，確保供水安全。

5 結(jié)論

經(jīng)過對馬路坪礦井下溫水在抽取使用過程中的調(diào)查研究，取得以下認(rèn)識：

⑴我們認(rèn)為馬路坪礦井下溫水的成因是，熱氣沿與深大斷裂F41斷層近正交的次生大斷層F4（水平斷距140米）斷層破碎帶上升，將F4次生大斷層附近地下水加熱而成。由于F4次生大斷層產(chǎn)狀為25。＜70。，所以向下開采過程中，溫水范圍有向北移動(dòng)的趨勢，水溫、坑溫向深部有增大趨勢，據(jù)鉆探資料可知，到246.74m標(biāo)高水溫、坑溫會(huì)達(dá)到37℃以上，從700中段、640中段、570中段揭露情況可知，熱水帶寬為300至700米，向深部有增加的趨勢；

⑵該溫水可作為生活飲用水，天然水質(zhì)良好；為預(yù)防溫水在使用過程中受到生產(chǎn)污染，要執(zhí)行“溫水供水保護(hù)措施”；

⑶隨著開采中段的降低，溫水抽水標(biāo)高也跟隨下移，溫度會(huì)增加，將水抽出地表成本也將增加，所以溫水的使用應(yīng)多樣化和商業(yè)化；

⑷現(xiàn)水質(zhì)分析從飲用方面化驗(yàn)較多，今后應(yīng)從礦泉水、溫水療養(yǎng)等方面做些分析了解，以造福磷礦職工家屬。

馬路坪700、640生活飲用水水質(zhì)分析成果表 表3—4

水 磷溶隙水水溫（℃） 30 28.7 12.4 30.6色（度） ＜5 ＜5 ＜5 10渾濁度（度） ＜1 ＜1 ＜1 3

臭和味（無） 無 無 無 無肉眼可見物（無） 無 無 無 無pH（無） 7.15 7.46 7.11 7.7總硬度（CaCO3計(jì))（mg/L） 127 133 132 127鐵（mg/L） ＜0.03 ＜0.03 ＜0.03 0.11錳（mg/L） ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01銅（mg/L） ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05鋅（mg/L） ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05硫酸鹽（mg/L） 16 7 10 4氯化物（mg/L） ＜1 ＜1 ＜1 6溶解性固體（mg/L） 138 145 152 206

高錳酸鹽指數(shù)（mg/L） ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5砷（mg/L） ＜0.007 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01鎘（mg/L） ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0005六價(jià)鉻（mg/L） ＜0.004 ＜0.004 ＜0.004 ＜0.004氰化物（mg/L） ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002氟化物（mg/L） 0.4 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02鉛（mg/L） ＜0.0025 ＜0.0025 ＜0.0025 ＜0.0025汞（mg/L） ＜0.00001 ＜0.00001 ＜0.00001 ＜0.00001硝酸鹽（mg/L） 0.02 0.11 0.33 0.16氨氮（mg/L） 0.16 0.14 0.05 0.12硫化物（mg/L） ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02陰離子洗滌劑（mg/L）亞硝酸鹽氮（mg/L）＜0.05＜0.001＜0.05＜0.001＜0.05 0.003＜0.05＜0.03二氧化氯（mg/） ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02細(xì)菌總數(shù)（個(gè)/mL） 未檢出 75 93 2耐熱大腸菌群（個(gè)/100mL） ＜2 未檢出 未檢出 未檢出總大腸菌群數(shù)（個(gè)/100mL） ＜2 未檢出 未檢出 未檢出

[1]《貴州開陽磷礦洋水片區(qū)馬路坪礦段詳細(xì)勘察報(bào)告》；

[2]《貴州省開陽縣洋水礦區(qū)東翼深部磷礦詳查報(bào)告》。

G322

B

1007-6344（2015）08-0071-03

鄒仕孝，1963年11月出生，貴州省遵義市人，水文地質(zhì)工程地質(zhì)工程師職稱，學(xué)士學(xué)位，在貴州開磷集團(tuán)礦業(yè)總公司從事水文地質(zhì)工作.