铜陵市狮子山矿区地下水位动态监测网建设研究

铜陵市狮子山矿区地下水位动态监测网建设研究

周天健;庞冯秋

【摘要】阐述狮子山矿区地下水资源开发利用现状以及地下水开发引起的环境地质问题,特别是岩溶塌陷地质灾害情况.研究认为矿山抽排地下水破坏周边地下水环境,改变区域地下水流场,成为了区内岩溶塌陷主要诱因之一.针对矿区内主要矿山、岩溶塌陷区分布位置以及现有水文井孔分布情况,初步提出狮子山矿区地下水位动态监测网建设设想,为矿区岩溶塌陷地质灾害监测预警及水资源管理部门提供参考.【期刊名称】《地下水》

【年(卷),期】2018(040)003

【总页数】5页(P58-61,115)

【关键词】地下水位;动态监测网;狮子山矿区;铜陵市

【作者】周天健;庞冯秋

【作者单位】安徽省地质矿产勘查局321地质队,安徽铜陵 244033;安徽省地质矿产勘查局321地质队,安徽铜陵 244033

【正文语种】中文

【中图分类】P641.74

狮子山矿区位于铜陵市东郊约7 km，是长江中下游成矿带最大的铜矿田，也是我国重要的铜资源生产基地之一[1]。狮子山矿区长期大规模矿产开发活动为地方经济建设做出了巨大贡献，但矿业开发诱发的矿山地质环境问题，也成为制约经济和

社会发展的重要因素，严重影响了人民生命财产安全和正常生活秩序[2]。特别是

岩溶塌陷地质灾害问题[3-4]。例如位于矿区东北部的西湖镇朝山村自2011年12月10日起开始发生岩溶塌陷，至2011年12月31日，共产生塌陷40处之多，影响面积约24×104 m2，危及村民466户，1 229人，属重大岩溶不良地质灾害。分析认为，该塌陷区位于新华山铜矿的排水漏斗范围内，新华山铜矿大强度排水是本次塌陷重要诱因[4]。相关研究也表明矿山抽排地下水是本地区岩溶塌陷的重要

诱因之一[3、5-9]。通过岩溶地下水监测，可及时掌握其变化规律,做到正确地预

测预报岩溶塌陷的发生发展趋势[3、6]。

地下水监测是一个系统工程，包括地下水位监测、水质监测、水温监测及水量监测等内容[10]。我国地下水监测工作始于20世纪50年代[11]，目前有关地下水位

监测网建设方面的研究，主要集中在我国北方城市，监测目的多是为工农业生产、城市供水等水资源管理提供依据[12-14]。而针对大型矿区开展的地下水动态监测

网的研究相对较少。因此，本研究在详细分析矿区地质背景的基础上，再结合区内主要矿山分布位置、岩溶塌陷区分布位置以及现有水文井孔分布情况，初步提出了狮子山矿区地下水位动态监测网建设方案，可为矿区岩溶塌陷地质灾害监测预警及水资源管理部门提供参考。

1 矿区地质概况

1.1 地质构造

狮子山矿区处于顺安—大通复向斜次一级褶皱青山背斜的北东段，区内除部分地

段为第四系冲积和坡积物覆盖外，出露的地层主要为三叠系中、下统，深部经工程揭露可见上泥盆统—上二叠统。赋矿地层自下而上依次产出志留系茅山组到三叠

系龙头山组，岩性主要为灰岩、硅质灰岩、白云质灰岩、白云岩、砂岩、砂页岩及硅质页岩等，其中金矿床主要富集在上部三叠系地层中。构造主要发育北东向的青山背斜，以及近南北向、近东西向、北东向和北西向的断裂；岩浆岩多呈岩墙—

岩枝状产出，主要为燕山期辉石闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩等中酸性侵入岩以及晚期煌斑岩、花岗斑岩等脉岩等。狮子山矿区铜、金等矿产资源丰富，以铜为主的矿床有冬瓜山矿床、大团山矿床、老鸦岭矿床、花树坡矿床和东、西狮子山等，以金为主的矿床主要有朝山金矿床、胡村金矿床、包村金矿床和长龙山金矿床等，以及还有鸡冠山铁矿床、曹山硫铁矿床等矿山。

1.2 水文地质条件

狮子山矿区位于长江南岸丘陵平原区，水文地质条件严格受区域地貌、地质构造和岩性的控制，主要含水层为三叠系龙头山组、分水岭组和南陵湖组，单井出水量可达1 000 m3/d，岩溶发育，形态以小溶洞和溶蚀裂隙为主，岩溶发育下限-200 m，强岩溶带位于+10 m标高以上，破碎带、裂隙发育带和接触带附近岩溶增强[15]。从宏观上看，浅部为厚约300～400 m的含水相对丰富的岩溶裂隙含水层，中部为厚约200～260 m的含水微弱的砂页岩裂隙含水层，深部为含水弱且很不

均匀的灰岩裂隙含水层，该层以构造裂隙导水为主。

本区地下水的埋藏主要受地形控制，第四系孔隙水埋藏较浅，一般小于5 m。岩

溶水和基岩裂隙水水位随地形变化较大，地下水位埋深一般在5～15 m。矿区附

近地下水受矿山排水影响，地下水位埋深较大，可达100 m以下。大气降水是区

内地下水的主要补给来源，由碳酸盐岩石组成的丘陵为补给区，地表及浅部发育的岩溶(溶蚀)裂隙为降水入渗的通道。地下水大部分就地排泄在坡脚形成季节泉，部分进入第四系覆盖区向外排泄，矿山疏干排水是区内地下水的主要排泄方式。

2 地下水开发利用现状及环境地质问题

2.1 地下水资源开发利用现状

上个世纪80年代以来，地方经济快速增长，需水量急增，工矿、乡镇纷纷打井取水，据不完全统计，矿区基周边建有基岩供水井21口(见表1)，开采量约200～2 000 m3/d，主要开采南陵湖组、东马鞍山组岩溶裂隙水。在开采地下水过程中，

曾有零星的小规模岩溶塌陷产生，如大冲、西湖镇水泥厂等岩溶塌陷。2004年前后狮子山老城区自来水改造，企业、乡镇等水井皆停采。部分水井受矿山排水影响，井水位降深较大也停止开采。截止目前，这些供水井均已停采。

表1 矿区及周边供水井历史上开采情况一览表编号地理位置建井时间(年·月)井深

/m静水位埋深/m降深/m开采量/m3/d开采层位1铜陵县农科所

1999.6100.021.4519.45230T2n2西湖水泥厂1987.3129.94042.3603T2n3狮子山村1997.3110.0010.819.20354T2n4大铜塘

1981.12150.064.2627.92771T1t5包山金矿化工厂

1992.5411.2734.3115.85248T2n6包山化工厂办公室旁

1993.7120.2943.0719.91130T2n7狮子山硫铁矿

1993.3150.1563.3514.72530T2n8大冲1996.7170.2014.8014.80583T2l9大冲1996.8198.1016.1017.95874T2l10狮子山火车站

1974.2150.193.9511.78485T2n11狮子山火车站1988.2150.076.4014.471 054.T2n12兰花冲1983.6250.034.2833.371 089T2n13兰花冲

1994.4105.6016.0512.29318T2n14鸡冠山铁矿1982.10200.233.1317.571

662T2l15三二一队汽修厂1995.180.31.5T2f16三二一队跃进门

1978.11408.7510.868.93985Br17阀门厂1981.12850.124.929.891 192Br18三二一队办公楼前1991.10250.0024.935.50387T2n19泉塘157.000.5642.751 011T2l20泉塘200.006.6074.781 324T2l21泉塘162.733.4225.812 316T2l

2.2 矿山抽排地下水现状

狮子山矿区矿产资源丰富，采矿历史悠久，开采矿山众多。区内最多时共有开采矿山32座，目前仍在生产约10余座，其余多为停产、闭坑或未开采状态，矿区范

围内曾有非法开采井口也已被取缔。目前区内主要排水矿山有6座(见表2)，矿坑总排水量丰水期(汛期)可达2～3×104 m3/d，一般1～2×104 m3/d。除冬瓜山