玉華礦段礦床水文地質特征分析

丁正芬

摘要：礦床水文地質條件直接決定著礦井建設及開采階段的礦井涌水量和防水措施。隨著開采深度的增加，礦山水文地質條件也隨之而變得復雜，需對礦床水文地質特征等進行分析研究，以確保礦山安全開采。

關鍵詞：斷裂帶;水文地質特征;地下水;玉華礦段

甕安縣白巖礦區(qū)玉華礦段至2014年5月止，建有6口礦井，均在開采過程中，其中2、3、9號礦井24小時不間斷排水，6號礦井每天連續(xù)20小時排水，8號礦井平均每天6～7小時不定時排水，15號礦井在枯水期每天排水18～20小時，豐水期24小時不間斷排水。礦井在目前最低開采標高880m下，采空區(qū)面積為246363m²，每天總排水量約為6200?m³/d。主要排往巖根河。

根據(jù)礦井開拓揭露的井、巷道資料，礦井在開采過程中曾發(fā)生過突水現(xiàn)象，礦井中含水層燈影組（Z₂dn）節(jié)理、裂隙及溶蝕孔洞發(fā)育，且連通性好。以下主要從礦床斷裂帶水文地質特征及礦床地下水的補給、徑流、排泄條件等方面進行論述。

一、斷裂帶水文地質特征

礦區(qū)斷裂構造發(fā)育，以北北東向為主，其次為近東西向、北西向和北東向斷層（F93、F7、F13、F28-1 、F30、F18、F31、F97等）。其中北北東向斷裂是區(qū)內形成的早期斷裂，受所有組向斷層改造。其它幾個組向斷層彼此改造不明顯，屬區(qū)內形成較晚的同期斷裂?，F(xiàn)對主要斷層水文地質特征描述如下：

（一）縱斷層

分布于白巖背斜軸部和東翼，規(guī)模較大，縱貫南北。構造型式在剖面上表現(xiàn)為由東向西斜沖，常造成地層疊復。主要發(fā)育F25、F26、F27、三條逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導水性較差。與北西向斷層交匯帶局部透水，具導水性。

F25：發(fā)育于白巖背斜近軸部位，北部自二坡頭一帶進入礦區(qū)，呈北北東向展布，南部自白巖-玉華鄉(xiāng)一帶延出礦區(qū)，區(qū)內走向延伸長約1500m。具強烈擠壓特征，鏡面及擦痕明顯，傾向100～110°，傾角68～74°。根據(jù)ZK400、ZK303、ZK401、ZK411 、ZK501、ZK502鉆孔揭露，破碎帶寬1～18m，破碎帶在白云巖中構造巖主要為角礫巖，基底式膠結，膠結物為白云質。斷距5～50m。逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導水性較差。

F26：發(fā)育于白巖背斜近軸部位，北部自二坡頭一帶進入礦區(qū)，呈北北東向展布，南部自白巖-玉華鄉(xiāng)一帶延出礦區(qū)，區(qū)內走向延伸長約1700m。傾向100～110°，傾角70～75°。據(jù)ZK400、ZK600、ZK411、ZK431 、ZK501、ZK502鉆孔揭露，破碎帶寬1～2m，構造巖主要為角礫巖，基底式膠結，膠結物為白云質。斷距70～120m。逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導水性較差。

F27：發(fā)育于白巖背斜近軸及東翼，呈北北東向展布，北部自二坡頭一帶開始，北部自白巖-玉華鄉(xiāng)一帶出礦區(qū)，區(qū)內走向延伸長約2000m。傾向110～120°，傾角75～80°。據(jù)ZK400、ZK600、ZK411、ZK431、ZK501鉆孔揭露，破碎帶寬1～3m，構造巖由角礫巖和壓碎巖組成，基底式膠結，膠結物為白云質。斷距170～310m。逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導水性較差。

（二）橫斷層

F12：發(fā)育于花京以東——牛欄枰以西一帶，近東西向展布，區(qū)內走向延伸長950m，斷面擦痕發(fā)育，斷面傾向25°，傾角約69°。破碎帶寬5～10m，破碎帶在白云巖中構造巖主要為角礫巖，基底式膠結，膠結物為白云質。沿破碎帶常有泉點分布。正斷層。斷距不明。導水性好。

F42：發(fā)育于棉花寨一帶以西一帶，近北西南東向展布，區(qū)內走向延伸長1.67m，斷面擦痕發(fā)育，斷面傾向69°，傾角約78°。破碎帶寬5～10m，距ZK602、ZK604兩個鉆孔揭露，破碎帶寬1～3m，構造巖由角礫巖和壓碎巖組成，基底式膠結，膠結物為白云質。斷距42～60m。逆斷層。導水性好。

二、地下水補給、徑流及排泄條件

（一）地下水的補給

天然條件下，礦區(qū)內含水層中地下水的補給主要是大氣降水的垂向補給，由于礦區(qū)燈影組白云巖含水層地表大面積出露，大氣降水直接通過白云巖中發(fā)育的溶蝕管道和溶蝕裂隙直接下滲補給地下水。對礦區(qū)地下水系統(tǒng)而言，來自該補給源的補給量是比較大的。

除天然條件下的補給外，現(xiàn)狀巖根河對礦井充水的影響，根據(jù)礦區(qū)上下游河流斷面觀測、礦井排水時間及排水量資料，巖根河河床標高970，而現(xiàn)狀各開采礦井的開采標高均達到880～930m已經低于河床40～90m，巖根河已經對燈影組含水層進行了滲漏補給。

（二）地下水的徑流條件

在天然條件下，受礦區(qū)最低侵蝕基準面控制，地下水由河床兩岸向河床匯集，總體逕流方向南西往北東逕流，與區(qū)域地下水流向基本一致。目前礦山生產開采，礦區(qū)的多個礦井每天總排水量約為6200 m³/d，在目前，井下疏干排水已形成了一個地下水位持續(xù)下降、范圍不斷擴大的區(qū)域性的降落漏斗。該降落漏斗的存在和擴展，從根本上不斷改變區(qū)內地下水動力場，也改變了地下水的徑流方向，從而導致區(qū)內地下水原始狀態(tài)下的由南向北徑流變?yōu)樗闹芟蚪德渎┒分醒霃搅?，隨著后續(xù)的礦山開采和地下水疏干，地下水由四周向降落漏斗中央徑流的現(xiàn)象更加突顯。

（三）地下水的排泄條件

礦區(qū)地下水的排泄受地形條件和地質構造的控制。首先，區(qū)內地下水的排泄場所為巖根河，礦區(qū)內河床最低標高970.0m，而礦體分布標高850～1130m，礦體分布低于當?shù)厍治g基準面，而現(xiàn)狀各開采礦井的開采標高均達到880～930m，已經低于河床40～90m，地下水的排泄主要為礦井疏干;其次，礦區(qū)位于白巖背斜北傾伏端，構造部位相對較低，來自構造較高部位的地下水補給水源豐富，礦床主要充水含水層燈影組白云巖暴露于地表。因此根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)狀開采情況不利于地下水的排泄。

三、結論及建議

（一）結論

（1）上述對斷層水文地質特征分析結果，北北東向斷層（F25、?F26、F27）呈弱透水邊界特征，富水性弱、導水性差。F12具良好的導水性能，并且垂直斷距較大，改造了北北東向的斷層后，在交匯地段富水性導水性都很強，礦坑排水時將導通背斜東西兩翼地下水。沿該斷層帶成為巖溶地下水向礦井集中充水的地帶。巖根河在8線至6號勘探線一帶流經礦層露頭地段，可能成為突水地帶。

（2）礦體位于當?shù)厍治g基準面以下，地形不利于排水，直接含水層出露地表的潛水區(qū)，礦井充水主要來源巖溶裂隙水和斷層水，巖根河在礦井開采條件下向礦井間接充水，礦區(qū)地質構造較復雜，為頂板直接充水的巖溶充水礦床，水文地質條件中等復雜。

（二）建議

礦床開采有出現(xiàn)雨季突水或斷層附近發(fā)生突水情況，隨著開采深度的增加，地下水疏干漏斗范圍將逐步擴大，坑道排水難度也將隨之增大，建議在開采過程中，特別是巖根河8線至6號勘探線一帶，建議開采時在該區(qū)間留設河流礦柱，以確保礦山安全開采。

參考文獻：

[1]李祥坤等.貴州省甕安縣玉華鄉(xiāng)老虎洞磷礦（探礦權區(qū)）詳查地質報告[R].2011（04）.