貴州英坪磷礦水文地質(zhì)條件研究及涌水量預(yù)測

曾凡祥，趙磊，曾道國，宋小軍，薛洪富，周文龍，宮學(xué)智，忙是材

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院， 貴州 貴陽 550005)

0 引言

英坪磷礦位于黔中地區(qū)甕福礦田內(nèi)，屬甕福高坪礦區(qū)英坪礦段，為現(xiàn)有英坪露天礦的深部延伸部分。是已探明的大型以膠磷礦為主的海相沉積磷塊巖礦床，共探獲b礦層磷礦體3個(gè)，磷塊巖礦體資源量超億噸，P2O5平均品位24.35%，礦石自然類型由上至下為致密狀磷塊巖、團(tuán)塊狀磷塊巖、砂礫狀磷塊巖。礦體賦存標(biāo)高350～1245 m，厚度1.75～38.45 m，平均厚度18.48 m，總體走向北北東，傾向?yàn)槟蠔|，傾角19°～56°。礦床直接頂板為燈影組第一段(ZC-dy1)底部白云巖、硅質(zhì)巖，直接底板為陡山沱組第三段(Z1d3)硅質(zhì)白云巖、硅質(zhì)巖，為水文地質(zhì)條件中等的巖溶孔洞裂隙充水礦床。英坪磷礦自2019年開工建設(shè)，目前正處于主要采掘工程建設(shè)階段，預(yù)計(jì)2022年開始地下開采。

區(qū)內(nèi)研究程度高，成果豐碩，如杜遠(yuǎn)生、張亞冠等專家學(xué)者從地質(zhì)特征、成礦作用、成礦規(guī)律、成礦模式、找礦方向、地球化學(xué)、礦床成因等地質(zhì)角度對該礦床進(jìn)行研究(杜遠(yuǎn)生等，2018；宋小軍等，2019a，2019b，2020，2021；薛洪富等，2019；張亞冠等，2020)，但對開采技術(shù)條件方面的研究較少。加之英坪礦段大面積露采，區(qū)內(nèi)原有水文地質(zhì)條件隨之改變，深部水文地質(zhì)條件亟待查明。本文通過地質(zhì)、水文地質(zhì)勘查及水文地質(zhì)試驗(yàn)等方法(宋小軍等，2018①)，結(jié)合前人研究成果，從水文地質(zhì)角度，對英坪磷礦床水文地質(zhì)條件進(jìn)行研究，豐富了該方面的研究成果；采用水文地質(zhì)比擬法預(yù)測了首采地段礦坑涌水量，為礦山完全開采提供了科學(xué)依據(jù)(席鵬等，2021)，對該區(qū)域水文地質(zhì)工作具有較大的參考意義。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

英坪磷礦大地構(gòu)造位置位于上揚(yáng)子地塊黔北隆起區(qū)之鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)內(nèi)(圖1)。構(gòu)造特征以寬緩背斜與緊閉向斜組合構(gòu)成的隔槽式褶皺為主，具有近南北向的構(gòu)造線特征(宋小軍等，2019c，2019d)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為白巖—高坪復(fù)背斜以及切錯(cuò)該背斜的小壩斷層，英坪磷礦具體位于高坪背斜南段之東翼。

圖1 英坪磷礦大地構(gòu)造位置圖(據(jù)貴州省地質(zhì)調(diào)查院，2017修改)

區(qū)內(nèi)出露地層由老至新有青白口系、南華系、震旦系、寒武系、石炭系、二疊系及三疊系及第四系。其中，青白口系下江時(shí)期清水江組，出露于白巖—高坪復(fù)背斜之核部；中三疊統(tǒng)地層出露于白巖—高坪復(fù)背斜之兩翼。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1 地層

礦區(qū)出露地層有青白口系下江時(shí)期清水江組(QbXq)，南華系上統(tǒng)南沱組(Nh3n)，震旦系下統(tǒng)陡山沱組(Z1d)、震旦系上統(tǒng)—寒武系紐芬蘭統(tǒng)燈影組(ZC-dy)，寒武系紐芬蘭統(tǒng)—第二統(tǒng)牛蹄塘組(C-1～2n)、寒武系第二統(tǒng)明心寺組(C-2m)、寒武系第二統(tǒng)金頂山組(C-2j)及第四系(Q)。其中，震旦系下統(tǒng)陡山沱組(Z1d)為b礦層磷礦體含礦地層(圖2)。

圖2 英坪磷礦區(qū)水文地質(zhì)圖

1.2.2 斷裂

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造形跡主要以SN向?yàn)橹鳎螢镹NE向，斷層均以高角度斷層出現(xiàn)。其中近SN向斷裂有F1、F102、F104、F351；NNE向斷裂有F106、F116。礦區(qū)受破礦斷層F116、F104、F102、F1、F351聯(lián)合控制，均具有走滑兼擠壓性質(zhì)，并且呈現(xiàn)向S撒開、向N收斂展布特征。

2 區(qū)域水文地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)位于貴州高原中南部，地勢總體東高西低，地形切割中等，為低中山侵蝕巖溶地貌。區(qū)域上屬長江流域?yàn)踅狄患壷Я髑逅渭壷Я鲙r坑河末級支流阿羅河上游補(bǔ)給區(qū)和清水江次級支流冷水河末級支流高坪河上游補(bǔ)給區(qū)，流經(jīng)礦區(qū)有英坪溪和阿羅河左支流兩條小溪溝。

從區(qū)域上英坪磷礦位于高坪背斜軸部東翼南段背斜蓄水構(gòu)造內(nèi)，礦系上覆及下伏燈影組、陡山沱組巖溶含水層是區(qū)內(nèi)唯一影響礦床充水的巖層。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)圖(圖2)，礦區(qū)西側(cè)、北側(cè)以南華系南沱組冰磧礫巖及青白口系下江時(shí)期—清水江組凝灰質(zhì)板巖構(gòu)成隔水邊界，東側(cè)和南面以明心寺組、牛蹄塘組泥巖構(gòu)成的隔水頂界，在地勢較低的中部英坪溪、高坪河、阿羅河以泉的形式排泄，區(qū)內(nèi)燈影組及陡山沱組巖溶含水層，形成一個(gè)補(bǔ)給、徑流和排泄系統(tǒng)較完整的水文地質(zhì)單元。地下分水嶺位于礦區(qū)10線至小壩后寨(圖2)，地下水分別向南北兩個(gè)方向運(yùn)動。

區(qū)域內(nèi)，地下分水嶺之南北兩個(gè)方向水力坡度分別為2.11%、1.24%，地下水向南徑流較強(qiáng)，加之SN向斷裂旁側(cè)，燈影組裂隙、溶蝕小孔洞發(fā)育密集呈帶狀，待英坪磷礦開采時(shí)，由于存在連通南北含水層的裂隙導(dǎo)水帶，將改變礦區(qū)北部地下水流場，礦區(qū)地下水由北向南徑流，英坪溪下游高坪河溝口，河床標(biāo)高1143 m，為礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面。英坪磷礦位于該水文地質(zhì)單元的補(bǔ)給、徑流區(qū)。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

3.1 含水層、隔水層

3.1.1 含水層

第四系：含少量孔隙水，孔隙度大，透水性強(qiáng)，受大氣降水補(bǔ)給，泉水流量0.01～0.114 L/s，總體富水性弱，對礦床充水影響較小。

燈影組(ZC-dy)：覆于b礦層磷礦體之上，厚150～320 m，由一套灰色中厚層—厚層白云巖組成，與下伏陡山沱組呈假整合接觸。該層內(nèi)下部及上部裂隙狀溶洞、溶孔發(fā)育。

陡山沱組(Z1d)：厚37～88 m，與下伏南沱組呈假整合接觸。頂部為b礦層磷礦體，由薄層—厚層白云質(zhì)磷塊巖，致密狀、團(tuán)塊狀、條帶狀及砂礫狀磷塊巖組成；中下部為淺灰—肉紅色中厚層泥—細(xì)晶白云巖，乳白色厚層塊狀硅質(zhì)巖組成。該層內(nèi)主要見小溶孔發(fā)育。

上述燈影組、陡山沱組之間，未有相對隔水層發(fā)育，將其視為一個(gè)含水層巖組，系b礦層充水主要因素。該巖組富水性不均勻，自西向東、自北向南逐漸減弱，總體透水性較好，為富水性中等至強(qiáng)的巖溶孔洞裂隙含水層。該含水層流量隨四季變化較大，受大氣降水的制約(圖3)，雨季，流量變幅大，枯季，流量變幅小(表1)。在強(qiáng)補(bǔ)給條件下，如英坪露天礦Ⅰ號坑，最大流量與年平均流量之比為3.06；原生補(bǔ)給條件下，如巖溶泉S20及福泉市磷礦小壩磷礦山3號井，最大流量與年平均流量之比為2.01～2.55，平均2.28。

表1 英坪磷礦2017年6月～2018年7月地下水流量動態(tài)變幅統(tǒng)計(jì)表

圖3 英坪磷礦地下水動態(tài)變化曲線圖

3.1.2 隔水層

金頂山組(C-2j)、明心寺組(C-2m)及牛蹄塘組(C-1～2n)碎屑巖隔水層，以砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖及灰綠色泥質(zhì)粉砂巖為主，厚度>300 m，與下伏燈影組呈假整合接觸。含少量基巖裂隙水，富水性、透水性差，構(gòu)成礦床燈影組、陡山沱組含水層的隔水頂板。

南華系南沱組(Nh3n)、青白口系下江時(shí)期—清水江組(QbXq)碎屑巖和淺變質(zhì)板巖隔水層，其巖性主要為褐灰色、灰色中厚層狀凝灰質(zhì)砂巖，灰綠色、灰色冰磧礫巖，厚度>100 m，與上覆地層陡山沱組(Z1d)呈假整合接觸。含少量基巖裂隙水，富水性及含水性均較差，構(gòu)成礦床燈影組、陡山沱組含水層的隔水底板。

3.2 巖溶發(fā)育特征

礦區(qū)內(nèi)燈影組、陡山沱組地下巖溶較地表發(fā)育強(qiáng)(表2)，地下巖溶以裂隙狀溶洞、溶孔為主，主要發(fā)育于b礦層頂板燈影組藻白云巖、硅質(zhì)白云巖、泥—細(xì)晶白云巖及礦系底板硅質(zhì)白云巖中，其發(fā)育強(qiáng)度由淺至深逐步減弱，常見黃色粘砂土充填，但溶洞與溶洞連通性不好。裂隙狀溶洞、溶孔構(gòu)成礦層頂?shù)装搴畬拥闹饕獌λ臻g，為礦床充水主要途徑。

表2 燈影組、陡山沱組巖溶發(fā)育特征一覽表

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖溶具有順層走向及沿近于垂直巖層走向的張扭性裂隙帶發(fā)育的特點(diǎn)，順巖層走向發(fā)育于高坪河左岸的巖溶泉S20是其中最具代表性的巖溶。壓扭性斷裂膠結(jié)緊密，巖溶不發(fā)育。

3.3 斷裂及其水文地質(zhì)特征

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂構(gòu)造形跡呈SN向，次為NNE、NNW與近EW向，與礦床水文地質(zhì)條件相關(guān)的斷裂主要有F1、F102、F104、F106、F116。

F1逆沖斷裂：為破礦斷裂，斷層帶為白云質(zhì)膠結(jié)的角礫巖，膠結(jié)緊密。穿過此斷層時(shí)，抽水結(jié)果：單位涌水量q=0.0317 L/(s·m)，滲透系數(shù)K=0.0466 m/d，斷層破碎帶含水微弱，但斷層兩側(cè)裂隙、溶孔密集發(fā)育，具有良好的水力聯(lián)系，無阻水性能，斷層帶兩側(cè)的裂隙、溶孔密集發(fā)育帶成為礦坑充水的主要部位。

F102逆沖斷裂：在礦區(qū)深部破壞Ⅱ號礦體的連續(xù)，斷層破碎帶寬約5～20 m，大部分為糜棱巖，膠結(jié)緊密。穿過此斷層時(shí)，抽水結(jié)果：單位涌水量q=0.0124 L/(s·m)，滲透系數(shù)K=0.0117 m/d，斷層破碎帶含水微弱，沿?cái)鄬觾蓚?cè)裂隙、溶孔密集發(fā)育帶寬10.12～42.2 m，該帶含水性和導(dǎo)水性均較強(qiáng)，對礦床充水影響較大，為礦坑充水的主要部位。

F104逆斷裂：在礦區(qū)深部破壞Ⅰ號礦體與Ⅱ號礦體的連續(xù)，斷層破碎帶寬約3 m，斷層角礫由磷塊巖與白云巖組成，膠結(jié)良好。穿過此斷層時(shí)，抽水結(jié)果：單位涌水量q=0.032 L/(s·m)，滲透系數(shù)K=0.091 m/d，斷層破碎帶含水微弱，對礦床充水無特殊影響。

F106正斷裂：在礦區(qū)內(nèi)為隱伏斷裂，受F1的制約，在礦區(qū)內(nèi)不破壞礦層，斷層破碎帶為凝灰質(zhì)板巖，膠結(jié)良好。穿過此斷層時(shí)，抽水結(jié)果：單位涌水量q=0.0994 L/(s·m)，滲透系數(shù)K=0.0494 m/d，斷層破碎帶含水微弱，對礦床充水影響較小。

F116正斷裂：在礦區(qū)內(nèi)為隱伏斷層，受F1的制約，未穿越礦體，在深部導(dǎo)致了礦層的嚴(yán)重肢離與缺失落空。斷層破碎帶由斷層泥夾少量白云巖角礫組成，膠結(jié)良好。穿過此斷層時(shí)，抽水結(jié)果：單位涌水量q=0.0994 L/(s·m)，滲透系數(shù)K=0.0494 m/d，斷層破碎帶含水微弱，對礦床充水無特殊影響。

F351逆斷裂：在礦區(qū)2線深部破壞礦體的連續(xù)，斷層破碎帶寬約16 m，斷層角礫由硅質(zhì)巖、白云巖、磷質(zhì)團(tuán)塊組成，鉆孔揭露后觀測鉆進(jìn)水位和沖洗液消耗量未發(fā)生顯著變化，斷層兩盤具有良好的水力聯(lián)系，無阻水性能，對礦床充水的影響程度較大。

3.4 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水，其次為河水。礦區(qū)西側(cè)，白云巖大面積順斜坡向出露，由于淺部磷礦露天開采，形成大面積順層采剝面及采坑，原生地形地貌特征已改變(尹道謙，1983)。大氣降水及時(shí)形成坡面流，匯聚于采坑，采坑內(nèi)回填的松散物孔隙度大，大氣降水對地下的入滲強(qiáng)度遠(yuǎn)大于原生地質(zhì)條件，地下水補(bǔ)給條件較好，補(bǔ)給強(qiáng)；流經(jīng)本區(qū)的阿羅河左支流、英坪溪，主要通過巖溶裂隙、基巖裂隙、構(gòu)造裂隙等入滲形成地下水。

區(qū)內(nèi)地下水主要以巖溶孔洞裂隙水的形式存在，地下水徑流方向嚴(yán)格受下江時(shí)期清水江組隔水層、SN向F1、F102、F104、F351斷裂構(gòu)造空間分布狀態(tài)的制約，具有沿含水層的走向、南北走向的斷裂帶徑流、排泄的優(yōu)勢，發(fā)育于高坪河羊堡處巖溶泉S20是其主要代表。礦區(qū)南部水力坡度較北部大，地下水向南徑流較強(qiáng)，當(dāng)英坪磷礦開采時(shí)，改變流場，以礦坑為中心向采空區(qū)形成徑向流。

4 礦床充水因素

本礦床共圈定出磷礦體3個(gè)，其中Ⅰ、Ⅱ號為主礦體，受地下水水力性質(zhì)制約，全部礦體處于地下水水面之下，幾乎全部礦體低于礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面(表3)，燈影組、陡山沱組含水層中的地下水是礦床充水的主要水源，大氣降水、少量地表水體及相鄰礦山水是次要水源，充水通道有溶蝕孔洞、裂隙、構(gòu)造裂隙、冒落導(dǎo)水裂隙帶等。

表3 英坪磷礦床水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)表

(1)礦層頂?shù)装鍩粲敖M、陡山沱組含水層中的地下水：燈影組、陡山沱組含水層，厚度大，主要含巖溶孔洞裂隙水，富水性中等至強(qiáng)。礦山開采時(shí)，燈影組、陡山沱組巖溶含水層中所含的地下水通過溶蝕孔洞、裂隙、冒落導(dǎo)水裂隙帶直接對礦床充水，是礦坑充水的直接水源。當(dāng)井下采掘工程，揭穿大裂隙、斷裂兩側(cè)裂隙、溶孔密集發(fā)育含水帶時(shí)，地下水易呈股狀涌出。

(2)大氣降水：礦區(qū)處于斜坡位置，白云巖出露區(qū)地形坡度大，大氣降水部分沿坡流走，部分通過巖溶裂隙、構(gòu)造裂隙、導(dǎo)水裂隙等對礦床進(jìn)行充水，為間接充水水源。由于區(qū)內(nèi)淺部磷礦露采，形成大面積的順層采剝面及采坑，有利于降水的匯集及下滲，降水滲入的大小是引起礦床充水的直接因素之一(施建和劉小亮，2016)。

(3)地表水體：礦區(qū)內(nèi)有英坪溪和阿羅河左支流兩條小溪溝，由于露采，阿羅河左支流、英坪溪現(xiàn)已遷移，為水渠替代原生河道。因其滲漏量有限，對礦床充水影響較小。

(4)采空區(qū)老窯水：區(qū)內(nèi)工礦活動強(qiáng)烈，主要為露采，形成一定的封閉采坑，積水嚴(yán)重。毗鄰礦區(qū)西側(cè)、北東側(cè)依次有英坪露天礦Ⅰ號坑、Ⅱ號坑、攔馬拗采坑、福泉市磷礦小壩磷礦山露采坑、地下1號井、3號井，呈帶狀分布(圖2)。

①小壩磷礦山：小壩磷礦山淺表露采已閉坑，其最北端916 m采礦平臺蓄有水量51000 m3，地下1、3號井，為在采礦井，目前涌水量分別為23.61 L/s、29.72～94.2 L/s。小壩磷礦山地下1、3號井有正常疏排水系統(tǒng)，淺表采坑內(nèi)蓄水離礦區(qū)較遠(yuǎn)，沒有對礦床充水造成影響，但若是1、3號井排水系統(tǒng)故障，礦井中積水易通過裂隙間接向礦床間接充水。

②英坪露天礦Ⅰ號坑、Ⅱ號坑、攔馬拗采坑：位于礦區(qū)上部(圖4)，除Ⅱ號坑仍在采礦外，其余采坑已閉坑。目前，Ⅰ號坑排水量為41.1～422.4 L/s，Ⅱ號坑中部1175 m采礦平臺蓄有水量225000 m3，攔馬拗采坑最北端1190 m采礦平臺蓄有水量264000 m3，為礦山開拓過程中，燈影組、陡山沱組含水層中的地下涌入采坑所致。上部采空區(qū)積水，通過四周及地下裂隙密集帶，對礦床充水造成影響。豐水期，采坑內(nèi)蓄有大量地下水，坑底裂隙密集帶將被疏通淘空擴(kuò)大形成大裂隙，而相鄰的下部英磷礦體距坑底垂直距離最小僅只有6.01 m(表4)，當(dāng)井下采掘工程，溝通至大裂隙時(shí)，采坑水及其回填物易呈股狀潰入礦井，造成礦井突水、突泥、涌砂等危害，其危害程度與礦井離采坑之間的距離成反比。

圖4 英坪磷礦Ⅱ-Ⅱ′水文地質(zhì)剖面圖(a)、Ⅲ-Ⅲ′水文地質(zhì)剖面圖(b)

表4 英坪磷礦床與上部采空區(qū)空間位置關(guān)系特征統(tǒng)計(jì)表

綜上，根據(jù)英坪磷礦床與相鄰礦山的空間位置關(guān)系、接觸充水含水層的發(fā)育、分布情況分析，燈影組、陡山沱組含水層為其唯一接觸充水含水層，其賦水、導(dǎo)水性能較好，上部采空區(qū)老窯水易通過燈影組、陡山沱組溶蝕孔洞、裂隙、導(dǎo)水裂隙對英坪磷礦床順層徑流充水。

5 涌水量預(yù)測

英坪磷礦共圈定b礦層3個(gè)，編號分別為Ⅰ號礦體、Ⅱ號礦體、F351上盤礦體，礦山規(guī)劃井下采用井工方式開采，設(shè)計(jì)+830 m標(biāo)高為首采地段，故本次涌水量預(yù)測只計(jì)算首采地段范圍。

(1)水文地質(zhì)比擬法計(jì)算：根據(jù)已生產(chǎn)礦坑的排水資料預(yù)測水文地質(zhì)條件與其相似的礦坑涌水量(陳書客等，2018；崔義文和文相正，2020；戴柳珍等，2020；施強(qiáng)等，2020)。英坪露天礦Ⅰ號坑位于礦區(qū)上部西側(cè)，最低開采水平為1090 m，實(shí)測正常排水量為11923.20 m3/d，豐水期最大排水量為36495.36 m3/d，采坑充水來源主要來自燈影組、陡山沱組含水層中的地下水。英坪露天礦Ⅰ號坑與本礦區(qū)毗鄰，位于水文地質(zhì)單元的補(bǔ)給徑流區(qū)，同屬一個(gè)水文地質(zhì)單元內(nèi)，具有相同的水文地質(zhì)條件，故可采用地下水單位涌水量比擬法建立以下計(jì)算式預(yù)測礦坑涌水量。

Q=Q1(S/S1)0.5(F/F1)0.25

(1)

式(1)中：Q—預(yù)測礦坑涌水量(m3/d)；Q1—英坪露天礦Ⅰ號坑實(shí)測排水量，其正常排水量為11923.2 m3/d，豐水期最大排水量為36495.36 m3/d；S—礦坑排水疏干降深，根據(jù)貴州翁安磷礦高坪礦區(qū)英坪礦段詳細(xì)勘探地質(zhì)報(bào)告，英坪磷礦露采前原始平均靜止水位標(biāo)高1203.01 m，與首采地段標(biāo)高之差，求得疏干降深值為373.01 m。S1—英坪露天礦Ⅰ號坑排水疏干降深，根據(jù)貴州翁安磷礦高坪礦區(qū)英坪礦段詳細(xì)勘探地質(zhì)報(bào)告(肖意泉等，1981②)，英坪磷礦露采前原始平均靜止水位標(biāo)高1203.01 m，與Ⅰ號坑最低采空面1090 m之差，求得疏干降深值為113.01 m。F—礦坑排水疏干面積，英坪磷礦Ⅰ號坑為淺部磷礦露采區(qū)，本次開采可視為淺部磷礦開采的延伸區(qū)，礦坑涌水量計(jì)算時(shí)視為一個(gè)受四周無限補(bǔ)給的整體，地下疏排水疏干面積應(yīng)為英坪磷礦Ⅰ號坑采空面積與英坪磷礦首采地段預(yù)測區(qū)范圍之和，其值為1235083 m2。F1—英坪露天礦Ⅰ號坑采空面積，其值為810000 m2。

根據(jù)上述確定的參數(shù)代入式(1)中計(jì)算，得出英坪磷礦+830 m段正常涌水量Q正=24178.39 m3/d，最大涌水量Qmax=77511.02 m3/d(表5)。

表5 單位涌水量比擬法預(yù)測礦坑涌水量結(jié)果表

由表5可知，預(yù)測的礦坑最大涌水量與正常涌水量之比為3.21，而區(qū)內(nèi)原生地質(zhì)條件下最大涌水量與正常涌水量之比為2.28，由此可知，采用英坪露天礦Ⅰ號坑最大排水量數(shù)據(jù)預(yù)測原生地質(zhì)條件下的礦坑最大涌水量結(jié)果偏大。這是因?yàn)橛⑵郝短斓VⅠ號坑回填的松散物孔隙度大，豐水期，大氣降水對地下的入滲強(qiáng)度遠(yuǎn)大于原生地質(zhì)條件，地下水補(bǔ)給強(qiáng)。上已述及，區(qū)內(nèi)燈影組、陡山沱組巖溶孔洞裂隙水，屬氣象動態(tài)型，而礦區(qū)為地下開采，地下水補(bǔ)給為原生地質(zhì)條件，因此，采用原生地質(zhì)條件下地下水動態(tài)變化最大值λmax預(yù)測計(jì)算礦坑最大涌水量。

Qmax=λmaxQ正

(2)

式(2)中：Qmax—預(yù)測礦坑最大涌水量(m3/d)；λmax—計(jì)算參數(shù)，無量綱，為區(qū)內(nèi)原生地質(zhì)條件下地下水動態(tài)變化最大值，其值為2.28；Q正—預(yù)測礦坑正常涌水量(m3/d)，其值為24178.39 m3/d。

根據(jù)上述確定的參數(shù)代入式(2)；預(yù)測英坪磷礦+830 m段最大涌水量Qmax=55368.51 m3/d(表6)。

表6 英坪磷礦床礦坑最大涌水量預(yù)測計(jì)算結(jié)果表

(2)涌水量預(yù)測評價(jià)：采坑排水量為實(shí)測，數(shù)據(jù)客觀真實(shí)，采用地下水單位涌水量比擬法預(yù)測+830 m 段的正常礦坑涌水量，建立數(shù)學(xué)模型和參數(shù)確定較為合理、可靠；礦區(qū)地下水屬氣象動態(tài)型，采用原生地質(zhì)條件下地下水動態(tài)變化最大值λmax，所計(jì)算的最大礦坑涌水量基本符合實(shí)際。礦坑的涌水量預(yù)測結(jié)果可作為礦山開采設(shè)計(jì)的依據(jù)。

6 結(jié)論

本次通過地質(zhì)、水文地質(zhì)勘查及水文地質(zhì)試驗(yàn)等一系列工作，查明了礦床水文地質(zhì)條件。

(1)英坪磷礦床處于水文地質(zhì)單元的補(bǔ)給、徑流區(qū)，大氣降水、礦層頂?shù)装鍩粲敖M、陡山沱組含水層中的地下水、上部采空區(qū)老窯水是礦床的主要充水因素。

(2)礦體雖位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面、地下水水面之下，但附近無大的地表水體經(jīng)過，燈影組、陡山沱組含水層中的地下水是礦床充水的直接水源。

(3)受空間位置關(guān)系的影響及接觸充水含水層的發(fā)育分布，英坪磷礦地下采掘越靠近上部英坪露天礦Ⅰ號坑、Ⅱ號坑、攔馬拗采坑，采坑水易通過燈影組、陡山沱組溶蝕孔洞、裂隙、導(dǎo)水裂隙對礦床順層徑流充水補(bǔ)給。豐水期，這些采坑水及其回填物易呈股狀潰入礦井，造成礦井突水、突泥、涌砂等危害，其危害程度與礦井離采坑之間的距離成反比。

(4)英坪磷礦床雖位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面、地下水水面之下，但礦區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育強(qiáng)度由淺至深逐步減弱，溶洞連通性不好，無地下暗河，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造的含水性微弱，上部采空區(qū)老窯水對礦床的充水影響，受空間位置關(guān)系的控制。綜上，英坪磷礦水文地質(zhì)條件中等，為頂?shù)装逯苯舆M(jìn)水，水文地質(zhì)條件中等的巖溶孔洞裂隙充水礦床。

(5)本次預(yù)測+830 m段的正常礦坑涌水量及最大涌水量，較為合理、可靠，基本符合實(shí)際，相關(guān)防排水系統(tǒng)可按照正常涌水量24178.39 m3/d，最大涌水量55368.51 m3/d進(jìn)行設(shè)計(jì)。

注 釋

① 宋小軍,曾凡祥,薛洪富,浦慶隆,宮學(xué)智,忙是材,張安,張世帆,任永林,李堂英. 2018. 貴州省福泉市英坪深部磷礦勘探報(bào)告[R].貴州貴陽：貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.

② 肖意泉,經(jīng)庚堯,毛銘曾,程儒賢,黃德輝,劉德華. 1981. 貴州甕安磷礦高坪礦區(qū)英坪礦段詳細(xì)勘探地質(zhì)報(bào)告[R].貴州清鎮(zhèn)：貴州省地質(zhì)局一一五地質(zhì)大隊(duì).