贵州开阳县明泥湾磷矿矿区水文地质特征及治理前景

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2019年第五期水文地质、环境地质、工程地质明泥湾磷矿目前采空区面积1.81km 2，开采最低开采
标高为+145m，年产矿石80万吨，平均排水量38030m 3/d，每吨磷矿开采的综合成本为300元/吨，吨矿排水资金达到30元，占开采成本的1/10。

磷矿开采成本高，每年排水费用高达到2.4千万。

本文在野外地质调查基础上，对开阳—息烽磷矿成矿区的明泥湾磷矿水文地质条件进行详细分析，并拓展分析开阳—息烽地区赋存于震旦系中的“下磷矿”的水文地质条件，提出科学合理工程治理措施，减少矿坑抽排水，最终期望到达降低矿山企业开采成本，节约资源，保护环境，实现可持续发展。

1.矿区地质
开阳磷矿明泥湾矿区位于贵州省贵阳市北部的开阳—息烽县境内，矿床成因类型均为沉积型（陈吉艳等，2010；薛天星等，2011；吴文明等，2017），赋矿层为震旦系下统陡山沱组，矿体顶板与底板分别由灯影组灰色中至厚层白云岩或硅质白云岩和灰绿、蓝绿色中厚层细至中粒含砾砂岩及砂岩组成（周茂基等，1984）。

矿区内主要地层为南华系上统南沱组；震旦系下统陡山沱组，上统灯影组；寒武系下统牛蹄塘组、明心寺组、金顶山组、清虚洞组，中统高台组、石冷水组，中上统娄山关组及零星分布的第四系。

明泥湾矿区位于北东向洋水背斜北部倾伏端附近，整体构造线呈北北东向。

核部出露地层为寒武系下统明心寺组，两翼依次为寒武系下统金顶山组，中统高台组、石冷水组，中上统娄山关组。

区内地表断裂构造不发育，经钻探工程揭露控制，在其深部发现两条隐伏断层，为洋水背斜东冀断层的北部延伸。

断层两盘地层为南华系南沱组，震旦系下统陡山沱组，上统灯影组及寒武系下统牛蹄塘组。

此外，在矿层中还发育有少量层间滑动小断层，这些断层具有断距小（0.5m~10m ）、延伸短（1m~30m ）等特点。

此类断层使磷
矿层局部变薄、增厚或短距离错位，破坏了区内磷矿层局部的稳定性和连续性，也是造成矿区充水的重要因素。

2.地表水对矿坑充水情况分析2.1基于矿区水文地质条件方面分析
矿区位于区域性洋水背斜北东部倾伏端。

地表水体主要为发育于矿区中部的洋水河，在矿区附近其径流方向与洋水背斜轴向一致，洋水河由南西向北东径流穿矿层底板含水层→矿层直接顶板含水层→矿层间接顶板含水层，矿层埋藏低于底表水体。

地下水类型主要包括岩溶水、基岩裂隙水。

岩溶水主要赋存于寒武系震旦系灯影组（Z 2dy ）等碳酸盐岩层中，该层富水性强，导水性强；基岩裂隙水则赋存于以碎屑岩为主的南华系南沱组（Nh 2n ）；震旦系陡山沱组（Z 1d ）；寒武系牛蹄塘组（∈1n ）、明心寺组（∈1m ）地层中，富水性较差、相对隔水。

其中灯影组为矿层直接顶板岩溶含水层（图1、图2）。

图1明泥湾磷矿区水文地质简图
贵州开阳县明泥湾磷矿矿区水文地质特征及治理前景
陶小郎张
旭
贵州省地质矿产勘查开发局一〇五地质大队贵阳550000
摘
要：本文通过对我国“三阳开泰”之一的开阳产磷基地所属的明泥湾矿区进行水文地质研究，并结合地
表水与地下水环境化学分析成果，认为地表水也为矿井主要充水水源的结论，提出阻断地表水对矿坑充水降低矿山开采成本的思路，这一研究成果也为磷矿床充水原因提供研究实例和参考。

关键词：开阳地区；磷矿；地表水；矿坑充水
作者简介：陶小郎（1984~），男，汉族，贵州省遵义市人，本科，工程师，主要从事矿区水文地质工作。

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DOI:10.16631/15-1331/p.2019.05.049
RESOURCES WESTERN RESOURCES2019年第五期
水文地质、环境地质、
工程地质
图2明泥湾磷矿区水文地质剖面图
根据图3分析得知在同一观察时期内，矿坑总抽排水
量为1930m3/h。

洋水河仅I-II河段（洋水河在矿区内灯影组
河段）河流漏失量便达到539m3/h。

约占矿坑总抽排水量的
30%。

矿区外流经灯影组及矿层露头的上游河段河水漏失
量暂未掌握。

通过对水文地质工作成果进行认真对比分析
认为明泥湾磷矿地表水体洋水河河水存在水力联系。

洋水
河水通过地质构造（洋水背斜）、灯影组溶蚀裂隙等途径向
矿坑进行充水，
矿山企业又其再抽排于洋水河。

图3水文观测成果示意图
2.2基于水环境方面分析
区内主要地表水体洋水河流经开阳县主要磷矿产区，
其水体目前受到了一定污染。

通过化验分析：其水化学类
型为SO42-、HCO3-—Ca2+、Mg2+型水，pH7.6，其SO42-浓度达到
228.00mg/L、F-浓度达到1.48mg/L，仅能达到Ⅲ类地表水环
境标准。

洋水河、矿坑水水化学特征检测结果如表1所示。

表1洋水河、矿坑水水化学特征检测结果统计表
样品
编号
明XS-1
明XS-2
明XS-3
河SY-2
取样
地点
220m水平
220m水平
145m水平
洋水河
层位
Z2dy
Z2dy
Z2dy
地表水
Ca2+
（mg/L）
41.18
32.95
24.71
67.54
Mg2+
（mg/L）
17.48
14.98
14.98
31.97
SO42-
（mg/L）
132
106
90
228
HCO3-
（mg/L）
37.11
34.26
31.4
148.46
水化学类型
SO42-·HCO3-—Ca2+·Mg2+
SO42-·HCO3-—Ca2+·Mg2+
SO42-·HCO3-—Ca2+·Mg2+
SO42-·HCO3-—Ca2+·Mg2+
通过对地表水体及部分井下巷道股状涌水点采集水样
对比分析发现：明泥湾矿坑水化学类型为SO42-·HCO3-—
Ca2+·Mg2+，主要污染物浓度低于地表水体浓度，与理想条件
下灯影组的水化学类型HCO3-—Ca2+·Mg2+的区域背景值不
一致。

亦从侧面证明矿坑水的补给除灯影组地下水之外，
主要来自洋水河的渗漏补给的推断。

3.治理思路的提出
3.1通过详细的水文地质工作查明主要漏失河段
目前洋水河矿区以外流经灯影组的上游河段尚未开展
观测工作，且目前观测点密度尚不满足详细查明主要漏失
河段的要求，因此为达到治理效果需强矿区水文地质工作，
本文提出以下工作手段：（1）加密地表水观测点，并控制矿
区以外流经灯影组的上游河段；（2）分时段由下游至上游河
段逐步投入荧光示踪剂，并对井下多个水质受污染的股状
涌水点进行同步示踪剂连续浓度监测；（3）对洋水河流经灯
影组河段进行水文地质物探，查明渗流溶蚀带。

3.2投入治理工程
通过投入详细的水文地质工作查明主要漏失河段、主
要渗流溶蚀带后，可通过河道防渗工程治理及渗流溶蚀带
注浆封堵等方法进行工程治理，达到减小明泥湾磷矿矿坑
水害的目的，具有很好的可行性。

4.前景及意义
本文通过研究明泥湾磷矿水害问题，以期于解决矿山
实际问题，从中找出共性来探讨治理开阳—息烽地区“下磷
矿”普遍存在的水患的路径及方法。

不仅仅可根本上减小
矿坑排水，在降低深入矿山企业开采成本上产生极大经济
效益。

且今后随着企业污染排放限量指标管理办法的逐步
推进，企业污染废水排放问题甚至可决定这类矿山企业是
否能继续生产。

因此，推进深入研究这类矿山水文地质条
件、治理水患，更对节约资源，保护环境，实现可持续发展等
方面有重大的社会意义。

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