矿山开发对地下水影响分析

矿山开发对地下水影响分析

【摘要】云南是我国的矿业大省，矿业开发不可避免对地下水环境造成影响，本文结合滇西某露天矿山建设为例，在对矿区水文地质条件进行分析的基础上，结合矿山开采的工艺，分析矿山开采对地下水环境的影响。

【关键词】矿山开发；地下水；影响分析

1 水文地质条件

1.1 含水层岩组类型及特征

根据地层岩性特征及赋存地下水介质的空隙特征，将评价区地下水类型划分松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水及火成岩裂隙水四大类型。各类型地下水含水层（组）及其富水性描述如下：

（1）松散岩类孔隙水含水层岩组（Q1Pe+al）：该层主要分布在矿区（段）外围。由亚粘土夹砂、砾石组成，无分选，涌水量100 m3/d，水量贫乏。

（2）基岩裂隙水含水层岩组（E2L1）：为一厚约0-175 m的含砾砂粘土岩，虽固结程度差，但泥质充填好，富水性较较弱，隔水性能良好。

（3）基岩裂隙水含水层岩组（T1）：灰绿、灰黑色含碳砂质泥岩、火山碎屑砂砾岩。厚80—100 m，风化裂隙、层间裂隙发育，线裂隙率3%左右，局部地段有泉水出露，泉流量0.2—7.6 l/s，平均1.4 l/s，富水性中等。

（4）火成岩隙水含水层岩组（ξπq）：为灰白色正长斑岩，煌斑岩呈脉状、岩枝状、透镜状穿插于T2b灰岩中，裂隙不发育，局部较破碎（钻孔中），厚度0-50 m，富水性较弱，为相对隔水层。

（5）碳酸盐岩岩溶水含水层岩组（E2l2）：岩性为半固结的灰质角砾岩，地表有少量泉水出露，单泉流量0.14—10.5 l/s，在主斜井涌水量为0.65—1.85 l/s，水位标高1819—1824 m，单位涌水量q=0.093l/s·m，=3.41 m/d，泉水极不稳定，为中

等富水的岩溶含水层。该岩溶含水层厚0—46m覆于矿体之上；在矿带东部，含水层底板距矿体顶板12—37m，中间有E2l1隔水层阻挡，在天然状态下，不会对矿（床）坑充水造成大的影响。对矿坑、硐的开采影响较大。

（6）碳酸盐岩岩溶水含水层岩组（T2b1-5）：按岩性分为上、下两段，上段为深灰色灰岩为主，厚245—346 m；下段以碎屑灰岩为主，厚66—253 m，整套灰岩在补给区岩层裸露，岩溶漏斗、落水洞，溶蚀洼地发育分布广泛，单泉流量9.38—500 l/s，平均142升/秒；暗河出口流量达620—6900 l/s，平均流量达1056

l/s，占总流量的99%以上，富水性极强，由于分布广，厚度大，补给充足，为评价区主要含水层。

1.2 构造富水特征

F11断裂带走向近南北，倾向西，倾角8-38°，长大于1000 m，宽5.12-41.50 m；断裂带岩体较破碎，岩溶较发育，富（透）水性中等。深部从南到北穿过整个矿带，错断了矿体和含（隔）水层；倾向延伸较远，地表多被覆盖。早期表现为张性，晚期为压扭性，金矿体多赋存在破碎带中。F11断裂带富水性较复杂，据钻孔揭示的地下岩溶发育于地下水位以上，岩溶水以垂直运动为主。据开拓斜井及采矿坑道揭示的F11的特征来看，普遍无淋水、涌水、滴水现象，其水位埋深完全限于T2b灰岩，透水而不含水，且F11被泥质充填（水位以上），为无水断层；而1734m以下则属含水断层。因此，1734m以上或T2b岩溶水水位1718m 以上，F11对矿（床）坑充水无影响，1734m标高或岩溶水位1718米以下，对矿（床）坑充水有影响。

1.3 地下水补给、径流、排泄条件

盆地（向斜）东、西、南三面为高山、洼地组成的斜坡。地形和岩性均有利于地表、地下水的汇集和渗透。向斜西翼，山高坡陡，地表水系不发育，因此大气降水是地下水的主要补给来源，地表水和裂隙水补给为辅。大气降水主要通过溶隙、溶洞、漏斗、落水洞等直接渗入或灌入地下。在山坡地带，基岩裸露，岩溶发育，浅部及地表溶蚀洼地、漏斗、落水洞发育，极利于大气降水的渗入补给，雨后地表积水也能很快消失，渗入性极佳。

该区地下水迳流条件受地形和构造控制，在山坡地带岩溶水主要赋存于溶隙和溶洞中，由上向下作垂直运动（循环）；在接近地下水面后作水平运动，汇入暗河支流，最后注入暗河形成管道流。

地下水的排泄受地形，构造和岩性控制，在地形低洼的沟谷中、接触界面、断裂带、向斜轴部倾没端等有利部位，岩溶水常以下降泉及暗河的形式排出地表，其中以暗河排泄为主。暗河自南西向北东穿过盆地。

该区岩溶地下水的主要补给区为马鞍山山梁一带，山坡地带为径流区，向斜倾没端，矿区东侧暗河出口为排泄区，构成一个较为完整的三面补给一面排泄为主的水文地质单元，而矿区正好位于区域水文地质单元的径流排泄区。

2 地下水环境影响分析

2.1 采矿活动对地下水的影响分析

（1）矿段位于盆地北部地带，地形低洼，有利于地表水和地下水的汇集及排泄。采矿场位于区域水文地质单元的径流区，主要含水层为岩溶含水层。采矿场位于当地最低侵蚀基准面标高1694 m上，且设计露采的矿体资源储量赋存于

主要岩溶含水层（地下水位埋深1719—1726 m）以上，因此，矿山开采不会对主要含水层造成影响。

（2）采矿活动会造成以采场为中心的露采范围内含水层被疏干，由于露采场最低开采标高为1734 m，因此采矿活动主要会使1734m以上矿体上覆的松散岩类孔隙水含水层、基岩裂隙水含水层岩组（E2L1）和碳酸盐岩岩溶水含水层岩组（E2l2）含水层遭受破坏，使其地下水储量损失；同时由于矿坑排水疏干影响，采矿活动会使采区范围外山体汇水区内含水层水位下降。由于露采场过去已受到历史采矿活动的破坏，且其下游及附近无泉点出露，因此采矿活动不会影响附近居民村庄生活生产用水。

（3）由于矿石为氧化矿，无产生酸性矿坑水的条件，采矿活动一般不会改变原来地下水水质，对地下水水质无影响

2.2 废石渣对地下水的影响

废石成分主要为灰岩、石英正长斑岩，灰岩主要化学成分为CaO、MgO，石英正长斑岩岩石化学总体特征是低铁镁，富碱，尤其富钾，富SiO2，TiO2、FeO、MnO、CaO、Na2O含量偏低，K2O的含量明显高于Na2O，K2O/Na2O1.88-20.21。

从岩石主要元素含量来看，围岩中有害元素及重金属元素含量均偏低，淋沥液中主要是悬浮物过高。

排土场处于地下水的径流区。排土场地层上部为富水性较弱的第四系坡残积和洪积层（Q1Pe+al）和富水性较强的T2b岩溶水地层，地表水转入地下水过程中由于上部粘土层渗透性较弱（10-5cm/s-10-6cm/s），厚度较大，由于上部粘土层过滤作用，悬浮物吸附在上部地层中，因此废石渣淋沥液对地下水的影响较小。

评价区泉点均在排土场影响范围外，故废石排放对泉点水质水量无影响。

3 小结

（1）矿区主要含水层为碳酸盐岩岩溶水含水层，地下水迳流条件受地形和构造控制，在山坡地带岩溶水主要赋存于溶隙和溶洞中，岩溶水常以下降泉及暗河的形式排出地表，其中以暗河排泄为主。

（2）采矿场位于区域水文地质单元的径流区，位于当地最低侵蚀基准面标高1694 m上，且采区位于主要岩溶含水层以上，因此，矿山开采不会对主要含水层造成影响。采矿活动会造成以采场为中心的最低开采标高1734m以上含水层被疏干，使其地下水储量损失。

（3）排土场处于地下水的径流区，地表水转入地下水过程中由于上部粘土层渗透性较弱，厚度较大，上部粘土层过滤作用使得悬浮物吸附在上部地层中，