棲霞山鉛鋅礦-725m以淺水文地質(zhì)現(xiàn)狀淺析

王偉

四川發(fā)展礦業(yè)集團南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司 江蘇南京 210000

[關(guān)健詞]礦山；水文地質(zhì)；涌水量

歷年來，礦山開展了多期多次的水文地質(zhì)調(diào)查，通過地表水文地質(zhì)鉆探、抽放水試驗、井巷鉆孔水文地質(zhì)編錄、物探、涌水量監(jiān)測等多種手段，基本摸清了-725m以淺的含水巖組、富水隔水構(gòu)造、地下水體邊界條件、地下水補徑排等水文地質(zhì)情況，為礦山開展防治水工作，確保生產(chǎn)安全提供了依據(jù)。

1 礦山現(xiàn)狀概述

南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司棲霞山鉛鋅礦地址為南京市棲霞街89號，礦區(qū)面積為0．98km2，建礦至今已生產(chǎn)60多年。礦山目前開采中段為-625m、-675m和-725m中段，-775m水平為開拓中段。采礦方法為充填采礦法，-575m水平以上為采空區(qū)且均已完成充填。

礦山主要開采的1號礦體，占目前保有資源量的90%以上。該礦體位于棲霞山復(fù)背斜的南翼，走向北東，傾向北西，傾角80°左右，平均厚度23m[1]。礦體頂板為高麗山組粉砂巖、和州組泥灰?guī)r或黃龍組灰?guī)r，底板全部為黃龍組灰?guī)r。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

根據(jù)歷次水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果及井巷、鉆孔實際揭露情況顯示，礦區(qū)目前主要水文地質(zhì)條件如下。

2.1 主要含水巖組

（1）第四系松散巖類孔隙含水層組，富水性弱（Ⅰ）。厚約30m，上部棕黃色粘土；中部為含淤泥質(zhì)粉、細砂，厚2-3m，單位涌水量0．032L/s·m，個別民井單孔涌水量可達0．24L/s；下部是淤泥質(zhì)亞粘土，底部見碎石。

（2）基巖裂隙含水巖組，主要為泥盆系五通組石英巖裂隙承壓水含水巖組，富水性中等（Ⅱ5）?？偤?84m，巖性以石英砂巖、粉砂巖、粉砂頁巖為主。根據(jù)以往資料，單孔最大涌水量可達6．49L/s。

（3）裂隙巖溶含水巖組，包括石炭—二疊系黃龍組、船山組、棲霞組灰?guī)r巖溶裂隙含水巖組，富水性中等（Ⅲ）。厚約250-300m，巖性以灰?guī)r、粗晶灰?guī)r及臭灰?guī)r為主，其中黃龍組灰?guī)r本身亦是主要成礦層。本組巖溶較發(fā)育，形態(tài)以溶孔、晶洞、溶蝕裂隙為主。溶孔和晶洞直徑一般0．1-10cm，多分布在脈狀、網(wǎng)格狀的方解石脈及礦體上，溶洞直徑一般約0．1-2．0cm，溶蝕裂隙見于多組裂隙發(fā)育段，裂隙間距一般在20cm左右，裂隙面粗糙，有的被溶蝕且見沉淀物。全礦區(qū)巖溶率0．49%，鉆孔鉆至本組裂隙-巖溶發(fā)育區(qū)時，巖芯較完整，RQD值84%，以往施工的坑內(nèi)鉆孔均不同程度的涌水。

本巖組富水性不均勻，嚴格受橫向構(gòu)造控制，大體沿礦體底板一定深度內(nèi)發(fā)育。如位于F12-F13的ZK345，單位涌水量0．238-0．359L/s·m，滲透系數(shù) 0．469-0．758m/d；離構(gòu)造部位較遠時，單位涌水量僅 0．00238-0．0305l/s·m。

2.2 斷裂構(gòu)造的富水性

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，與區(qū)域構(gòu)造類同，可分為兩組，一組與地層走向大致平行的縱向斷裂和另一組與地層走向大致垂直的橫向斷裂，根據(jù)他們的充水條件，分為富水斷裂和隔水斷裂。

（1）富水斷裂。礦區(qū)北西向斷裂富水性較好，主要的富水斷裂有F11-F20，斷裂性質(zhì)為張扭性斷裂。

（2）隔水斷裂。F1、F2、F3和F5均為北東向壓扭性斷裂。F5經(jīng)ZK347揭露其單位涌水量0．0065L/s·m。F2、F3在各中段坑道中揭露均為干燥區(qū)。F1位于礦區(qū)北部外圍，亦為隔水斷裂。

2.3 礦區(qū)儲水構(gòu)造模型

根據(jù)以往水文地質(zhì)調(diào)查資料顯示，本礦區(qū)構(gòu)造變動多次，形成了上下兩個分界明顯的儲水構(gòu)造層；其中，下儲水構(gòu)造層又分為南北兩個儲水構(gòu)造單元。上下兩個儲水構(gòu)造層為不整合接觸；南北兩個儲水構(gòu)造層為斷層接觸。

下構(gòu)造層為緊密倒轉(zhuǎn)的同斜褶皺，即棲霞山復(fù)背斜。地層走向北東50°左右，傾向北西，傾角80°左右。沿傾向地層上部倒轉(zhuǎn)，下部陡立，深部逐漸正常。復(fù)背斜的南翼發(fā)育有兩個次級褶皺，地層加劇倒轉(zhuǎn)，次級褶皺軸向與復(fù)背斜軸大體一致。

上構(gòu)造層為象山群褶皺，象山群以角度低緩的褶皺構(gòu)造覆蓋于下構(gòu)造層上方，兩者為不整合接觸。礦區(qū)內(nèi)變現(xiàn)為一個背斜構(gòu)造，其軸向為北東60°，北翼地層傾向310°，傾角平均為35°；南翼地層傾向150°，傾角平均為37°。

F2、F3是礦區(qū)最重要的控礦構(gòu)造，兩者均為走向近東西的壓扭性斷裂，且在深部逐漸重疊（重疊后統(tǒng)稱F2）。礦質(zhì)熱液環(huán)流通過斷裂帶進入石炭、二疊系地層，并與灰?guī)r進行溶解交代作用從而形成礦體。斷裂帶中的巖礦石受擠壓和扭曲作用形成了大量的斷層角礫巖和斷層泥，該斷裂帶與高驪山組砂頁巖、和州組泥灰?guī)r等（總厚40m左右）相對隔水地層共同形成了完整的地下隔水墻。隔水墻北側(cè)主要含水地層為泥盆系五通組石英砂巖；隔水墻南側(cè)主要含水地層為石炭系、二疊系碳酸鹽巖，三者共同形成了以F2斷裂為界的南、北兩個基本獨立的儲水構(gòu)造單元。斷裂以北的地下水類型為碎屑巖類孔隙裂隙水，以南的地下水類型主要為碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。

中上志留系墳頭組地層分布于礦區(qū)北部，主要由灰綠色、淺黃棕黃色頁巖、泥巖、粉砂巖組成，總厚度120m以上，且產(chǎn)狀幾乎直立，該組地層和更北側(cè)分布的F1壓性斷層共同構(gòu)成了北側(cè)隔水屏障，屏障以南為泥盆系五通組石英砂巖中等含水巖組，再南則為F2破碎斷裂帶形成的隔水墻，三者共同構(gòu)成南北狹窄，東西延長的廊道式碎屑巖類孔隙裂隙含水構(gòu)造。根據(jù)現(xiàn)場測試其單位涌水量一般為 0．0075-0．022l/s·m 之間，其中 34線 F12-F13斷裂帶附近3411孔單位涌水量達0．106l/s·m，主要受張性構(gòu)造控制，單井涌水量一般200-500m3/d，水量嚴格受斷裂構(gòu)造控制，在壓扭性構(gòu)造的局部地段幾乎無水。

礦區(qū)南部碳酸鹽巖類含水構(gòu)造的北部邊界為F2斷裂帶構(gòu)成的隔水巖墻，南部邊界為F5斷裂帶構(gòu)成的隔水巖墻，地下水賦存于灰?guī)r中，同樣形成廊道式儲水結(jié)構(gòu)，廊道寬300m左右，補給區(qū)主要是位于東端的基巖裸露區(qū)，在接受降水補給后比較緩慢的向西徑流。南部地下水賦存于石炭系黃龍組、船山組及二疊系棲霞組灰?guī)r中，富水性變化較大且嚴格受北西向張斷裂控制，近構(gòu)造部位單位涌水量0．233-0．359l/s·m，最大流量可達3721m3/d；遠離構(gòu)造部位單位涌水量僅為 0．00288-0．0306l/s·m。

根據(jù)多年的調(diào)查資料及礦山開采實際情況反映，整個礦區(qū)-775m水平以上的地下水基本都在“雙重廊道”式的地下水流場中賦存、徑流，涌水量穩(wěn)定，補給來源明確，邊界條件清楚。

2.4 地下水動態(tài)與補給、徑流、排泄條件

（1）長江水、九鄉(xiāng)河水與礦坑之間的水力聯(lián)系。長江位于礦區(qū)以北1．5km處，九鄉(xiāng)河從礦區(qū)中部穿過，以往資料已充分證明長江水、九鄉(xiāng)河水與礦坑水之間無水力聯(lián)系[2]。

（2）礦區(qū)地下水補、徑、排條件。

①礦區(qū)地下水的補給。據(jù)地面調(diào)查和勘查資料綜合分析，礦區(qū)地下水的補給主要來自大氣降水入滲和區(qū)域地下水徑流，大氣降水入滲補給區(qū)主要分布在礦區(qū)東、西兩側(cè)的基巖裸露山體。根據(jù)長期涌水量監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，-325中段以淺往往暴雨后1-2天內(nèi)，排水量顯著增長，該現(xiàn)象充分說明礦區(qū)-325以淺地表水下滲通道順暢，補給源近，地下水徑流途徑短。而-325中段以下，受氣象要素影響非常小，說明地下水下滲通道在-325m中段以深不暢通。

②礦區(qū)地下水的徑流。礦區(qū)南、北兩個儲水單元由于其特殊的地層排列和斷裂切割在空間上均形成類似兩個長方形的儲水空間，南部灰?guī)r含水層巖溶似層狀發(fā)育分布，北部含礫石英粒粗而硬，斷裂構(gòu)造和裂隙十分發(fā)育，導(dǎo)水性較好。在天然流場中，地下水一般不顯示明顯的水力坡度，地下水徑流比較緩滯。在礦產(chǎn)開采后，由于集中排水，形成地下水降落漏斗，較強的導(dǎo)水性重新調(diào)節(jié)整個礦區(qū)的地下水流場，導(dǎo)致地下水向降落漏斗中心匯集。

③礦區(qū)地下水的排泄。在天然狀態(tài)下，礦區(qū)的巖溶地下水排泄方式是直接以泉的方式溢出地表，隨著礦山的開采生產(chǎn)，礦區(qū)排水已是地下水的主要排泄途徑，隨著開采區(qū)面積的增大，天然排泄量逐漸減弱?，F(xiàn)礦區(qū)已開采到-725中段，形成規(guī)模較大的降水漏斗，漏斗中心水位已降低到-725m。礦區(qū)排水設(shè)施現(xiàn)狀是在井下-125m、-325m、-475m、-625m和-725m各建一個水倉，-675m中段的地下水通過泄水孔流向-725m水倉。通過水泵以及排水管道，將-725m水倉的水抽上-625m水倉，依次類推，階梯式向上抽排水，最終將井下水上揚至+14m中段，供采選生產(chǎn)以及園林景觀等使用[3]。

3 結(jié)論與建議

經(jīng)過歷次水文地質(zhì)調(diào)查及礦山開展的日常水文地質(zhì)工作，礦區(qū)目前的水文地質(zhì)條件基本明確，含水巖組、富隔水斷裂、正常情況下的補徑排情況及正常、最大涌水量基本查清，但是由于受工程限制，-775m以深水文地質(zhì)條件尚有變化的可能，因此，在礦山后期深部開拓之前有必要進行更為詳細的水文地質(zhì)勘查工作。