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    新疆西昆侖地區(qū)某錳礦水文地質(zhì)條件及礦坑涌水量預(yù)測(cè)

    2022-07-28 12:57:52蒙學(xué)禮蒙發(fā)強(qiáng)李渙森劉振龍彭鵬程
    中國(guó)錳業(yè) 2022年3期
    關(guān)鍵詞:坑道礦坑涌水量

    蒙學(xué)禮,蒙發(fā)強(qiáng),李渙森,劉振龍,彭鵬程

    (1.廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊(duì),廣西 南寧 530033;2.廣西第一地質(zhì)工程公司,廣西 南寧 530033)

    0 前 言

    新疆西昆侖地區(qū)礦產(chǎn)種類多、礦種全,是我國(guó)重要成礦帶之一?,F(xiàn)有研究主要集中在礦床成因類型、成礦機(jī)理分析、礦床形成模型等方面[1-10],而對(duì)礦床開采技術(shù)條件的研究相對(duì)較少。本文以西昆侖地區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州西南部一錳礦為例,該錳礦受二疊系地層控制,向深部延伸大,開采技術(shù)條件復(fù)雜,尤其是水文地質(zhì)條件對(duì)礦山開采將會(huì)產(chǎn)生很大影響。通過(guò)研究其水文地質(zhì)條件,預(yù)測(cè)其礦坑涌水量等,為礦山后續(xù)的勘查施工提供水工環(huán)相關(guān)的參考,為西昆侖地區(qū)的礦產(chǎn)尤其是錳礦的深度研究工作,提供多角度的依據(jù)。

    1 區(qū)域水文地質(zhì)概況

    研究區(qū)位于南天山及西昆侖山脈之兩大山脈交會(huì)部,大地構(gòu)造位置屬塔里木地塊西南邊緣活動(dòng)帶瑪爾坎蘇中生代裂隙盆地。根據(jù)地下水埋藏條件,全區(qū)地下水類型按照含水介質(zhì)及地下水埋藏情況主要可劃分為基巖裂隙水、碎屑巖類孔隙水、松散巖類孔隙水3類,這3種類型地下水在礦區(qū)不同區(qū)域分布(見圖1)。

    圖1 礦區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)

    1.1 基巖裂隙潛水含水帶(層)

    此類含水地層分布最為廣泛,厚度大,包括志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系及第三系的砂巖、粉砂巖、礫巖等(見表1)。

    表1 研究區(qū)含(隔)水層特征一覽

    石炭系上統(tǒng)喀拉阿特河組(C2k):本組主要可劃分出3段,其中下段為生物碎屑角礫灰;中段為薄層狀長(zhǎng)石石英砂巖;上段為含碳泥質(zhì)灰?guī)r,此段為主要賦礦層位。

    二疊系下統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)塞山組(P1m):灰綠色蝕變安山巖與上伏地層為角度不整合接觸。

    三疊系上統(tǒng)霍峽爾組(T3h):長(zhǎng)石石英砂巖夾鈣質(zhì)泥巖。

    1.2 碎屑巖類孔隙裂隙水

    主要分布于研究區(qū)以北的大面積區(qū)域,含水層包括新近系中新統(tǒng)烏恰群克孜洛依組層,灰綠色礫巖,廣泛出露。礫石類型為灰?guī)r、紫紅色砂巖、灰綠色粉砂巖、石英,粒徑2~80 cm不等,雜基支撐,鐵質(zhì)膠結(jié),礫石磨圓度一般,分選性差。泉水出露較少,單泉流量一般小于0.5 L/s,泉群最大流量1 L/s。

    侵蝕基準(zhǔn)面以上的補(bǔ)給主要靠大氣降水。在山體上部垂直滲入向下,以下降泉的形式在山溝、溝谷處進(jìn)行排泄。

    1.3 松散巖類孔隙潛水含水帶

    主要分布于區(qū)域的主要河床、漫灘、沿岸低階地,由大小不一的棱角狀礫石、泥沙等混雜堆積而成,局部微顯層狀特征。構(gòu)成現(xiàn)代侵蝕河流階地,局部階高可達(dá)近百米。出露面積較大,第四系沖洪積,厚度達(dá)數(shù)十米。

    2 研究區(qū)自然地理特征

    研究區(qū)位于喜馬拉雅帕米爾構(gòu)造結(jié)的東部,西南天山東西向構(gòu)造帶與西昆侖南北向構(gòu)造帶交匯部位。山脈走向北西,海拔標(biāo)高一般在3 628~3 846 m之間,相對(duì)高差100~200 m,地形起伏較大,總體呈北高南低,西高東低,總體屬侵蝕-剝蝕構(gòu)造地形。

    研究區(qū)屬帕米爾氣候區(qū),大陸高山氣候,降雨稀少,以降雪為主,全年多西北風(fēng),地災(zāi)主要為山洪和泥石流。

    影響本區(qū)的水系為瑪爾坎蘇河水系,水系位于區(qū)南側(cè)600 m,由瑪爾坎蘇河與其支流卡拉爾特河組成?,敔柨蔡K河為邊境河,流域面積1 568 km2,年徑流量2.15×109m3。該河含沙量達(dá)4.93 kg/m3,輸沙率291 kg/s,水化學(xué)類型為SO4-Ca型水,礦化度自上游的<1 g/L逐漸向下游升高至1~3 g/L乃至>3 g/L??赏耆珴M足礦山正常生產(chǎn)、生活用水需求。

    3 礦區(qū)地質(zhì)特征

    礦區(qū)出露巖層有如下五套層位:石炭系上統(tǒng)喀拉阿特河組、喀拉阿特河組、二疊系下統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)塞山組、三疊系和第四系。

    區(qū)域瑪爾坎土山復(fù)背斜延伸到區(qū)內(nèi),背斜核部位于勘探區(qū)中部,背斜軸走向總體呈近東西向,核部為石炭系地層,兩翼依次為二疊系、三疊系地層,北翼地層產(chǎn)狀較陡,傾角為75°~88°,南翼地層也較陡,傾角為65°~70°,背斜兩翼地層基本對(duì)稱。錳礦體賦存于該背斜北翼二疊系地層中,礦層與地層產(chǎn)狀基本一致。

    研究區(qū)發(fā)現(xiàn)主要斷裂構(gòu)造僅有斷層1條,斷層面傾向20°~350°,傾角45°~88°,屬分割本區(qū)二疊系與石炭系的正斷層。

    區(qū)內(nèi)未見侵入巖,但有火山噴出巖,即下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)塞山組安山巖,已發(fā)生綠泥石化蝕變,呈灰綠色、紫紅色,風(fēng)化面呈暗褐色,位于含礦層上盤,為找礦標(biāo)志層。

    礦石自然類型主要為菱錳礦礦石,可分為石英-菱錳礦礦石、方解石-菱錳礦礦石、褐錳礦-菱錳礦礦石、硫錳礦-菱錳礦礦石等。以微晶結(jié)構(gòu)為主,致密塊狀、浸染狀和細(xì)脈狀是其主要構(gòu)造。礦床錳平均品位38.23%,最高品位47.76%,多數(shù)品位在40%~45%之間。

    4 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

    4.1 區(qū)域水文地質(zhì)單元位置

    研究區(qū)位于塔里木地塊西南邊緣活動(dòng)帶瑪爾坎蘇中生代裂隙盆地中。為一個(gè)背斜構(gòu)造,地貌屬高山寬谷地貌,地勢(shì)上表現(xiàn)為北高南低,礦體主要沿背斜北翼分布,處在瑪爾坎蘇河河溝谷水文地質(zhì)單元的上游,位于分水嶺南側(cè)。地表分水嶺乃是地下水分水嶺,區(qū)內(nèi)地下水以地表分水嶺為補(bǔ)給邊界,接受大氣降水(雨、雪及高山融雪)補(bǔ)給,以徑流方式流出礦區(qū)。礦體上下盤圍巖均由弱賦水的含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾微晶細(xì)晶灰?guī)r組成。

    研究區(qū)位于瑪爾坎蘇河上游,研究區(qū)主要工業(yè)礦體估算標(biāo)高最低點(diǎn)位于研究區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面3 622 m以上,本次工作探明的主礦體控礦標(biāo)高下限3 400 m,該標(biāo)高為預(yù)測(cè)的首采礦體的礦井最低排泄面標(biāo)高。

    4.2 研究區(qū)地貌特征

    研究區(qū)地貌特征為構(gòu)造剝蝕作用所形成高山寬谷地貌,山體呈東西向展布。研究區(qū)位于塔里木地塊西南邊緣活動(dòng)帶瑪爾坎蘇中生代裂隙盆地中,由一個(gè)背斜構(gòu)造,核部被瑪爾坎蘇河(推測(cè)為斷裂構(gòu)造)破壞,經(jīng)構(gòu)造剝蝕作用核部凹陷被第四系沖洪積物覆蓋,兩翼相對(duì)抬升,形成高山寬谷。山坡傾角30°~45°,研究區(qū)內(nèi)無(wú)明顯的水文地質(zhì)邊界分布,礦體埋深大,研究區(qū)最高海拔3 846 m,最低海拔3 628 m,相對(duì)高差218 m。本區(qū)地形利于降水自然排泄。

    4.3 地表水和凍土

    區(qū)內(nèi)主要水系為瑪爾坎蘇河及其支流,研究區(qū)南部為瑪爾坎蘇河,瑪爾坎蘇河自西向東從研究區(qū)南部穿流而過(guò),洪水期一般為5~9月,占年徑流量的60%,枯水期為11月至次年3月,水量占全年的15%?,敔柨蔡K河河谷是研究區(qū)地下水排泄的直接場(chǎng)所,由于研究區(qū)地下水埋深較大,埋深51.23~105.70 m,所以研究區(qū)無(wú)地下水露頭。

    研究區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)泉水,但在研究區(qū)周邊的沖溝內(nèi)發(fā)現(xiàn)有泉水分布,泉水位置主要分布在區(qū)域斷裂、侵入巖與圍巖接觸帶附近,泉水性質(zhì)基本為接觸、侵蝕下降泉。

    研究區(qū)冬季地表淺部形成凍土層,冰凍期為當(dāng)年10月至翌年5月,凍土層厚度一般約100 cm,河谷凍土深度較深,深度>300 cm,11月進(jìn)入穩(wěn)定冰凍期,4月中旬凍土層上下限開始解凍,直至完全解凍,無(wú)常年凍土層存在。

    由于研究區(qū)無(wú)常年凍土存在,采掘活動(dòng)對(duì)礦區(qū)凍土分布無(wú)影響。

    4.4 礦區(qū)含(隔)水層特征

    礦帶地表被第四系殘坡沖積物所覆蓋,河谷大部分為洪沖積形成的巨厚覆蓋層,厚度最厚60 m,由于研究區(qū)地下水位埋深較大(51.23~105.70 mm),所以第四系殘坡沖積物處在飽氣帶中,屬于透水、不含水地層。研究區(qū)水系河谷及兩側(cè)的沖積平原中有較厚的河流相堆積層,含豐富的孔隙潛水,賦水性均勻,緊鄰河流,屬中等-強(qiáng)富水巖組。

    礦體直接上、下盤圍巖地層單一,主要以石炭系的含碳泥質(zhì)灰?guī)r主,地層分布厚度巨大,產(chǎn)狀陡傾,空間展布穩(wěn)定,含裂隙-溶蝕裂隙潛水,賦水性不均勻,屬弱富水巖組。

    4.4.1 第四系全新統(tǒng)孔隙潛水含水層(Ⅰ)

    主要分布于研究區(qū)南側(cè)及瑪爾坎蘇河地帶,呈北東向帶狀展布,屬漂石、砂、礫石潛水含水層,地下水流向基本與地表水流向一致。在地下水的底部為現(xiàn)代沖積砂卵礫石層,寬度50~100 m,由于泥石流堆積的含土卵礫石,含土量達(dá)35%,漂石含量約10%~15%,粒徑最大80~100 cm,一般20~30 cm,卵石含量達(dá)20%,砂、礫石含量35%,含水層補(bǔ)給主要源于冰雪融水、洪水及支溝潛流,地下水埋深2~80 m,水位最低標(biāo)高3 622 m,根據(jù)鄰區(qū)抽水試驗(yàn)證實(shí)單位涌水量0.472 L/(s·m),滲透系數(shù)20.3 m/d。該層位于河谷附近,位于現(xiàn)今開采礦層之下,開采涌水未對(duì)其含水量產(chǎn)生影響。

    4.4.2 第四系全新統(tǒng)-上更新統(tǒng)透水不含水層(Ⅱ)

    呈不規(guī)則帶狀分布于研究區(qū)南部、西部,由沖積、洪積的砂土、腐植、戈壁、砂及礫石組成,根據(jù)探槽、坑道揭露證實(shí),最大厚度15.02 m,平均約12 m。該層幾乎位于地下水位以上,礦體開采對(duì)其含水無(wú)影響。該層透水性好但不含水,為透水不含水層。

    4.4.3 三疊系上統(tǒng)、二疊系下統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)裂隙弱含水層(Ⅲ)

    研究區(qū)該含水地層分布最為廣泛,厚度大,包括石炭系、二疊系、三疊系,將其劃分為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組裂隙含水層、下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)塞山祖裂隙含水層、上三疊統(tǒng)霍峽爾組裂隙含水層3個(gè)含水巖組。①上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組裂隙含水層,為礦床主要含水層。通過(guò)ZK4401孔抽水試驗(yàn)結(jié)果可知,其單位涌水量為q= 0.038 L/(s·m),k=0.012 4 m/d,屬弱富水巖組。②下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)塞山組裂隙含水層,由鄰區(qū)抽水試驗(yàn)結(jié)果可知其單位涌水量為0.001 03~0.002 25 L/(s·m),滲透系數(shù)k為0.000 39~0.000 92 m/d,屬弱富水巖組。③上三疊統(tǒng)霍峽爾組裂隙含水層,覆蓋于礦體上盤,與礦床開發(fā)密切相關(guān),通過(guò)水文孔ZK1901抽水試驗(yàn)結(jié)果可知,其單位涌水量為0.001 03 L/(s·m),k=0.000 39 m/d,屬弱富水巖組。

    上述含水巖組屬于坑道涌水消耗的主要水量。

    4.4.4 可溶巖類巖溶水含水段(Ⅳ)

    可溶巖類巖溶水主要在灰?guī)r區(qū)域,本研究區(qū)礦體上下盤圍巖均為灰?guī)r,鄰區(qū)鉆孔揭露少量的小溶洞,被泥沙充填,因溶洞溶隙發(fā)育數(shù)量極少,規(guī)模小,充水量少且不具連通性,所以該類水對(duì)礦床開發(fā)幾乎沒有影響。

    4.5 主要斷裂破碎帶的水文地質(zhì)特征

    研究區(qū)以背斜構(gòu)造為主。區(qū)域斷裂F2斷層靠近研究區(qū)北側(cè),規(guī)模較大,為區(qū)域卡拉特河斷裂(F49)的西延部分,總體呈北東南西向展布,斷層面產(chǎn)狀傾向20°~350°,傾角45°~88°,分割區(qū)內(nèi)二疊系與三疊系,亦為蝕變安山巖與含礦層的接觸線,斷層性質(zhì)為正斷層。其在外帶部分位于研究區(qū)內(nèi),斷裂外帶裂隙發(fā)育,但賦水性較差,根據(jù)奧爾托喀訥什錳礦平硐揭露,其屬弱富水?dāng)嗔选?/p>

    若坑道系統(tǒng)打穿F2斷裂外帶,礦坑涌水量的主要部分將來(lái)源于此,且礦坑道打通了斷裂帶上、下兩盤巖層間的水力聯(lián)系。

    5 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

    區(qū)內(nèi)地下水首先以降雨和降雪融化入滲補(bǔ)給為主,年降水量60 mm,降水極少,Q4系松散殘坡沖積物孔隙和強(qiáng)風(fēng)化帶基巖表面風(fēng)化張裂隙發(fā)育,利于降雨入滲補(bǔ)給的接受。植被發(fā)育稀少,只有少量草本植物,降水部分轉(zhuǎn)化成地表徑流匯入瑪爾坎蘇河,部分滲入地下,從而使?jié)撍欣讷@得補(bǔ)給。區(qū)內(nèi)巖層節(jié)理發(fā)育,可順其接受降水入滲補(bǔ)給。除瑪爾坎蘇河及其支流,位于研究區(qū)外南北兩側(cè)的高水位區(qū)的地下徑流是補(bǔ)給研究區(qū)地下水的另外重要來(lái)源,但由于南北部背斜兩翼的相對(duì)隔水的弱透水層存在,遲滯甚至阻隔了南北部山區(qū)地下徑流對(duì)研究區(qū)地下水的補(bǔ)給能力,所以南北部高水位區(qū)的地下徑流補(bǔ)給研究區(qū)地下水的能力較弱。

    區(qū)內(nèi)地下水主要以潛水為主,地下水徑流受匯水范圍和地形切割的影響,地下徑流方向基本與坡降方向一致,水力坡度小于地形坡度,地下水分水嶺與地表水分水嶺基本一致?;鶐r裂隙水沿溝谷向瑪爾坎蘇河排泄是研究區(qū)地下水排泄的主要方式?,敔柨蔡K河為研究區(qū)地下水的主要排水途徑,該河床較寬,梯度大,河道通暢,為研究區(qū)地下水排泄、地表水泄洪的良好場(chǎng)所。

    礦帶附近的地下水以弱基巖裂隙水為主,由于區(qū)內(nèi)地下水位埋深大,其補(bǔ)給條件差,地下水交替變化能力較差。研究區(qū)瑪爾坎蘇河河谷地帶階地中以孔隙潛水為主,補(bǔ)給條件好,地下水交替變化快。

    6 鉆孔抽水試驗(yàn)與坑道排水調(diào)查

    6.1 抽水試驗(yàn)

    本次勘探施工水文孔ZK4401,終孔直徑為91 mm,揭露的巖性為含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾微晶灰?guī)r,含裂隙潛水,利用潛水泵抽水,做完整井的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn),該孔距離河道約80 m,但抽水試驗(yàn)影響半徑很小,遠(yuǎn)未到達(dá)河道,故采用如下穩(wěn)定流完整井的計(jì)算公式計(jì)算:

    (1)

    (2)

    式(1)~(2)中:Q1為鉆孔的涌水量,m3/d;K為含水層的滲透系數(shù),m/d;H為抽水井中的水柱高度,m;M為含水層厚度,m;R為影響半徑,m;r0為抽水井半徑m。

    ZK4401孔深247.80 m,水位3 622.77 m,抽水試驗(yàn)結(jié)果為:水位降低1.50 m,單位涌水量為0.038 L/(s·m),計(jì)算的滲透系數(shù)為0.012 4 m/d。

    6.2 坑道排水調(diào)查

    目前礦山開拓強(qiáng)度較大,已形成了3630PD、3670PD 2個(gè)中段,所有主平洞中均有巖脈、穿脈平巷分布??碧狡陂g對(duì)各中段坑道的穩(wěn)固性,冒頂坍塌、跨幫情況及巖溶發(fā)育、掘進(jìn)時(shí)的坑道的突水位置,坑道壁的出水點(diǎn)位置,流量及坑口總涌水量情況做了詳細(xì)觀測(cè)記錄,礦區(qū)平洞水文地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果見表2。

    表2 礦區(qū)平洞水文地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查

    目前開拓最低中段以上礦體上下盤圍巖中的重力水基本疏干,各坑道基本無(wú)涌水現(xiàn)象,僅局部滲水,坑道調(diào)查表明坑道圍巖的富水性弱。

    7 礦坑涌水量預(yù)測(cè)

    7.1 預(yù)測(cè)原則

    根據(jù)規(guī)范及勘探工作階段的要求,本次工作礦坑涌水量預(yù)算范圍是Ⅰ-6號(hào)礦體,控礦標(biāo)高3 400~3 765 m,延伸長(zhǎng)度約590 m,平均厚度6.86 m,礦體形態(tài)屬于狹長(zhǎng)脈體。未來(lái)礦井采用井下開采時(shí),在疏干排水的過(guò)程中,地下水均處在潛水狀態(tài),預(yù)算時(shí)按無(wú)壓處理。

    7.2 預(yù)測(cè)方法及結(jié)果

    7.2.1 礦坑正常涌水量預(yù)測(cè)

    采用解析法進(jìn)行[11-13],礦坑正常涌水量是指礦坑在正常情況下(平水期)保持相對(duì)穩(wěn)定時(shí)的總涌水量,由礦體圍巖的弱基巖裂隙水提供。

    研究區(qū)水位埋深較大,礦體上下盤圍巖主要以弱賦水的含碳泥質(zhì)灰?guī)r、微晶細(xì)晶灰?guī)r為主,礦體圍巖屬弱透水巖層。由于礦體形態(tài)屬于狹長(zhǎng)脈體,未來(lái)的采礦系統(tǒng)主要為狹長(zhǎng)的水平巷道,采用解析法剖面流的單寬流量公式預(yù)測(cè)礦坑的涌水量,計(jì)算公式如下:

    Q=2(Lcosα×q)

    (3)

    (4)

    (5)

    式(3)~(5)中:Q為未來(lái)礦坑涌水量,m3/d;L為坑道長(zhǎng)度,m;α為坑道的傾斜度,(°);q為坑道的單寬流量,m3/d;K為滲透系數(shù),m/d;H為含水層厚度,m;R為影響半徑,m;Sw為降深,m。

    礦區(qū)地下水屬潛水埋藏,滲透狀態(tài)為層流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。滲透系數(shù)K值的確定:利用ZK4401鉆孔抽水試驗(yàn)2次抽水試驗(yàn)結(jié)果所計(jì)算的滲透系數(shù)和鄰區(qū)鉆孔ZK2601(該孔位于阿克陶縣奧爾托喀訥什三區(qū)錳礦,緊鄰本次勘查礦區(qū)西側(cè),可以為本次勘查所利用)抽水試驗(yàn)結(jié)果所計(jì)算的滲透系數(shù)的加權(quán)平均值確定。其加權(quán)平均數(shù)等于0.008 95 m/d。

    坑道長(zhǎng)度?、?6號(hào)礦體長(zhǎng)度;涌水量計(jì)算選取本區(qū)鉆孔ZK4401與鄰區(qū)鉆孔2601水位標(biāo)高平均值,其值為3 667.33 m;潛水從井底算起的水頭高度(H),采用水位標(biāo)高與開采水平標(biāo)高之差,Ⅰ-6號(hào)礦體為礦體開采最低標(biāo)高3 631 m與平均水位標(biāo)高3 667.33 m之差,即為36.33 m。含水層厚度計(jì)算值等于潛水從井底算起的水頭高度(H),Ⅰ-6號(hào)礦體為36.33 m。礦坑疏干后降深值即為含水層厚度參數(shù)根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)特征、邊界條件、充水方式選取,參數(shù)選擇能代表研究區(qū)的實(shí)際情況,并根據(jù)最新版《數(shù)值修約規(guī)則》,將計(jì)算的結(jié)果修約為29 m3/d。

    7.2.2 礦坑最大涌水量預(yù)測(cè)

    礦區(qū)最大涌水量是指暴雨天氣時(shí),大氣降水沿地面流入采礦場(chǎng)的水量與礦坑正常涌水量之和。研究區(qū)礦體附近地勢(shì)高陡,降水稀少,大氣降水直接降落即形成地表徑流匯入瑪爾坎蘇河,滲入量極少,故最大涌水量與正常用水量相差不大。

    7.2.3 礦坑涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

    以上計(jì)算結(jié)果是將復(fù)雜的坑道系統(tǒng)形狀規(guī)則化,即將地下開采系統(tǒng)形成的復(fù)雜的水文地質(zhì)條件(主要指內(nèi)邊界)概念化,以此來(lái)滿足計(jì)算公式的條件要求,所計(jì)算的結(jié)果是規(guī)則形狀坑道系統(tǒng)的涌水量,預(yù)測(cè)結(jié)與目前礦坑涌水狀況一致,能基本上反映出實(shí)際坑道的涌水規(guī)模。

    礦坑涌水量的精度級(jí)別和可信度是礦山設(shè)計(jì)部門確定排水工程的最大排水量的重要依據(jù)。礦坑涌水量的精度級(jí)別、可信度見表3。

    表3 礦坑涌水量精度級(jí)別一覽

    礦坑涌水量小,需要的可信度低,礦坑涌水量大,需要較高的可信度。即小水礦床,礦坑涌水量<5 000 m3/d,可信度可以在0.2~0.4;中水礦床礦坑涌水量5 000~50 000 m3/d,可信度需要在0.4~0.6;大水礦床,礦坑涌水量>50 000 m3/d,可信度需要在0.6~0.8。

    根據(jù)礦區(qū)實(shí)際和預(yù)測(cè)的坑道涌水量,采礦系統(tǒng)坑道涌水量小,礦床為小水礦床,本次預(yù)測(cè)的礦坑涌水量采用解析法剖面流的單寬流量公式預(yù)測(cè),其屬于D級(jí)精度,可信度約為0.3,由于數(shù)值很小,可以作為礦山開采設(shè)計(jì)的依據(jù)。

    8 結(jié) 論

    1)研究區(qū)地貌特征為構(gòu)造剝蝕作用所形成的高山寬谷地貌,山相對(duì)高差大,利于降水自然排泄。

    2)研究區(qū)地下水主要以潛水為主,地下水徑流受匯水范圍和地形切割的影響,地下徑流方向基本與坡降方向一致,水力坡度小于地形坡度,地下水分水嶺與地表水分水嶺基本一致。

    3)礦帶附近的地下水以弱基巖裂隙水為主,富水性弱,地下水位埋深大,其補(bǔ)給條件差,地下水交替變化能力較差。

    4)礦坑正常涌水量預(yù)測(cè)為29 m3/d。礦體附近地勢(shì)高陡,降水稀少,大氣降水直接降落即形成地表徑流匯入瑪爾坎蘇河,滲入量極少,最大涌水量與正常用水量相差不大,本礦床為小水礦床。

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