矿区水文地质条件分析

矿区水文地质条件分析
发表时间：2018-09-10T16:10:07.890Z 来源：《科技研究》2018年7期作者：赵静兰[导读] 本文水文地质调查以整个广西南丹南星锑业有限责任公司茶山矿采矿权范围为中心向矿区外围适当扩展。

（广西地矿建设集团有限公司 530023）摘要：本文水文地质调查以整个广西南丹南星锑业有限责任公司茶山矿采矿权范围为中心向矿区外围适当扩展，调查范围以山脊分水岭为界。

调查总面积约10.6km2。

基本查明了矿区水文地质条件，为矿山的开采提供比较可靠的水文地质依据。

关键词：矿区；水文地质；条件；分析
1区域水文地质特征根据1：20万南丹幅区域水文地质报告，区域含水岩组主要有碳酸盐岩裂隙溶洞水、碎屑岩夹碳酸盐岩溶洞裂隙水含水岩组和基岩构造裂隙水含水岩组三类。

1.1碳酸盐岩裂隙溶洞水含水岩组
该岩组主要由中石炭统－茅口组（）组成，岩性主要为灰岩、含燧石灰岩夹白云质灰岩泥灰岩等。

岩层倾角较大，多成条带状展布。

溶洼、漏斗、溶洞、落水洞发育，面岩溶率17.5～25％，平均20.25％，岩溶强烈发育。

枯季地下径流模数3.73L/s·km2。

地下河一般流量75.6～96.13L/s，最大流量198.74L/s，大泉流量一般7～30L/s，水量中等。

主要分布于矿区西南角的八面山山顶。

1.2碎屑岩夹碳酸盐岩溶洞裂隙水含水岩组
该岩组主要由下石炭统大塘组（）、上泥盆统榴江组（）和中泥盆统东岗岭组（）组成，岩性为硅质岩、泥灰岩、含燧石灰岩夹扁豆状灰岩、灰岩、含碳质页岩等。

溶洼、溶洞不甚发育且规模小。

富水性中等，大泉流量一般7.6～10.19L/s，最大流量13.62L/s，枯季径流模数3.4～5L/s·km2。

钻孔涌水量一般78.797～278.467t/d，最大可达667.354t/d。

主要分布于矿区东、北部，西南角有少量分布。

1.3基岩构造裂隙水含水岩组
该岩组主要由莲花山组－那高岭组（－）及岩关组（）和侵入岩株、脉（）组成，岩性为粉砂岩、泥页岩、炭质页岩夹长石石英砂岩、硅质岩、泥灰岩及花岗斑岩、石英二长岩等，裂隙率3.52％。

富水性中等，枯季地下径流模数一般为1.55～3L/s·km2，少数可达3.61～6.83 L/s·km2，常见泉流量0.1～0.42L/s。

主要分布于矿区西部及中部。

2矿区水文地质
矿区所在部位为中低山地貌区，主要分布于南北山脉的山脊部位，最高标高为810m，最低标高为637m。

在矿床两侧为常年不断的溪流，侵蚀基准面标高为435m。

地形总体的趋势为西北高东南低，地下水和地表水朝南东方向流出区外。

2. 1矿区含水岩组 2.1.1松散岩类孔隙水含水岩组
该岩组主要由第四系残坡积层组成，岩性以砂土为主，夹砂砾石、含砾砂土、炭质粘土等，水量贫乏，多以地表径流的方式排泄。

2.1.2碎屑岩夹碳酸盐岩溶洞裂隙水含水岩组
该岩组主要由上泥盆统榴江组上段（）和中泥盆统东岗岭组（）组成，岩性为硅质岩、泥灰岩、含燧石灰岩夹扁豆状灰岩、灰岩、含碳质页岩等。

溶洼、溶洞不甚发育且规模小。

富水性中等，泉流量一般5.6～8.2L/S，枯季径流模数3.8～4.2L/s·km2。

2.2断裂水文地质特征
矿区的断裂构造含水性强，与断层有关的泉水较多，而且流量也相对较稳定，一般为3～40L/S。

在纵横断层交汇处及其附近是地下水特别有利富集的地段，在断裂附近的剥离构造部位也往往是较好蓄水的小构造。

3导水裂隙带高度计算根据开采设计方案，本矿山矿体的回采阶段高度为30～50m，平均h=40m。

南矿段平均开采矿体厚度为2.03m，矿体倾角60～90°，属急倾斜矿层，从矿区地质剖面及结合该矿段资源量估算纵投影得知，开采深度H约为500.0～628.6m；北矿段平均厚度为1.23m，矿体倾角63～87°，属急倾斜矿层，从地质剖面及结合该矿段资源量估算纵投影得知，开采深度H约为307.0～568.0m。

其中南矿段最小开采深度为500.0m；北矿段最小开采深度均为307.0m。

各相关的参数计算如下：北矿段导水裂隙带高度： Hli＝100Mh/(7.5h+293)+7.3=100×1.23×40/(7.5×0+293)+7.3=15.60m 南矿段导水裂隙带高度： Hli＝100Mh/(7.5h+293)+7.3=100×2.03×40/(7.5×0+293)+7.3=20.99m 据调查矿区岩层风化带厚度一般小于15m，南、北矿段导水裂隙带高度远远小于最小采深与风化带厚度的总和（北矿段最小采深度307.0m,南矿段最小采深500.0m）。

因此，地表水体对坑道直接充水的影响极小。

4矿山排水
矿区内所有的土建工程及相关的生产、生活设施、各井口及工业场地均高于当地侵蚀基准面且避开山溪沟谷，避免山洪对各井口造成危害。

矿体深部开采采用集中排水系统，南北矿段为一个排水系统，在-10m中段竖井井底车场附近设立排水泵站，井下涌水经竖井排出地表，并按规程配备水泵（流量155m3/h，扬程603m）三台（正常涌水时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水时，两台工作，一台备用），将坑内井下涌水经竖井排出地表。

各水泵站中任一台水泵的排水能力能在20小时内排出一昼夜的正常涌水量；二台同时工作时，可以在20小时内排出一昼夜最大涌水量，及时将井下涌水抽排至地表。

坑内水用排水泵抽排至地面，经地表沉淀池沉淀处理，达到国家环境保护标准后，一部分向外排入附近的河沟，一部分抽到地表高位水池供矿山生产循环使用。

根据现场调查，调查期间矿坑积水均被抽到地表蓄水池内循环利用，不对外排放。

5矿坑疏干范围预测
根据开采设计方案，本矿山拟开采最低标高为-10m，由于开采深度较深，采深最大将近900，-10m以下泥灰岩风化裂隙弱，透水性差，故可视-10m以下岩层为相对隔水层，由于含水岩层夹有页岩或互层，而页岩为相对隔水层，地下水具一定的承压性，概化为承压－潜水完整式水平坑道进行反算影响半径，根据《水文地质手册》表9-4-3中的9-4-22公式进行反算。

矿坑最低开采标高排水疏干影响半径R：
R＝
式中：B--水平坑道长度
K--渗透系数
S--水平坑道水位降深
m--含水层厚度
Q--水平坑道涌水量
据前面5.3节计算结果，-10m高程水平坑道长度2000m，水位降深取632m，含水层厚度取410m，涌水量为13504.32m3/d，渗透系数K值取值为泥灰岩、灰岩及硅质岩的综合渗透系数，由于这些岩石各项异性，其值大小取决于裂隙的发育情况，综合考虑取值为3.4×10-3m/d，故开采至-10m中段后，矿山排水的影响半径R为：
R＝2000×3.4×10-2（2×632-410）410/13504.32＝176.3m
由此可见，疏干范围将涉及到矿区中部的生产生活区及拉么村东部的局部村民住宅区，对矿区中部的生产生活区及拉么村东部村民的生活用水有一定影响。

结语：
通过本文的分析可以得出一下几点建议，第一，严格按照《开采设计》及相关法律法规、规范规程进行开采和生产。

第二，开采过程中应密切关注坑道内地下水动向，必须切实做好地下水防治工作。

第三，井下涌水经地表水池澄清处理，各项污染物达标后可循环用于井下作业用水。

为防止不达标污水流入地面水体造成河水污染，矿山应定期对排放废水进行监测。

第四，本调查报告不替代矿山环境影响评价及其他评价工作。

参考文献：
[1] 付江伟,傅雪海,刘爱华. 焦作矿区煤层气开发的水文地质条件分析[J].中国煤炭. 2011(01)
[2] 张宜生.焦作矿区煤层气开发失利原因分析和对策[J]. 中国煤炭地质. 2012(02)
[3] 李文桃.成庄煤层气区块15号煤层气储层物性及特征研究[J]. 江西煤炭科技. 2018(02)。