礦床開采技術條件研究

張家利

內蒙古自治區五地質礦產勘查開發院，內蒙古興安盟烏蘭浩特 137400

1 礦區水文地質

1.1 礦區水文地質特征

礦區各礦體所在水文地質單元多為基巖裂隙水補給區，礦區內的巴勒代溝、德爾斯谷溝、蘇明溝以及沃吉勒高勒溝為礦區各礦體，礦段相對應的為最低侵蝕基準面。各礦段開采底界標高及洪水位標高。

通過第四系地質、地貌路線穿插及水點調查，民井抽水以及泉水測流、鉆孔抽水，各鉆孔簡易水文觀測、穩定水位、水工編錄以及采送水樣化驗等工作、對礦區含水層的分布埋藏條件，含水層的巖性、含水層、水化學特征及地下水的滲透性能以及它的補、徑、排條件做了初步了解，從而大致查明了礦區水文地質條件。

2 充水因素分析

2.1 地下水

1）礦區地下基巖風化裂隙水水量貧乏，多數礦體位于當地侵蝕基準面之上，附近溝谷無地表水體，礦體主要含水層富水性弱，水文地質邊界簡單，基巖風化裂隙對露天礦床開采影響較小，但也是硐采的主要充水水源；

2）礦區四周的蘇明溝、沃吉勒高勒溝、巴勒代溝及德爾斯谷溝的第四系沖洪積砂礫石層為中等富水性的含水層，鐵礦床Ⅰ—Ⅲ號礦體分布于中部的分水嶺上，呈近東西向展布，距溝谷較遠，高差較大，礦區構造不發育，僅有些小褶皺和小斷裂，不存在導水構造，風化裂隙雖發育，但發育深度也只有8.00m ～55.40m，且Ⅰ—Ⅲ號礦體離溝谷最近部位也有400 多米，即使礦體開采底界低于侵蝕基準面，也不至于溝通第四系砂礫石潛水層。所以說各溝谷的第四系砂礫石潛水層不構成礦體的充水水源，對礦井不構成威脅。

2.2 地表水

礦區內沒有大的地表水體，僅在德爾斯谷溝有一處泉水出露，是由潛水補給的下降泉，形成常年地表流水，經測流量為6.98L/s，流經礦區范圍之后流量為8.53L/s，另根據調查巴勒代溝最高洪水位2.2m。德爾斯谷溝最高洪水位2.6m。這些水同樣對礦床開采不構成威脅。

2.3 大氣降水

露采區形成后，降雨可直接降入采坑內，成為該鐵礦區露采的主要充水水源，充水強度隨季節變化較大。雨季涌水量增加，而旱季相對減少。

3 礦坑涌水量預測

根據該礦床Ⅰ—Ⅲ號礦體的特點，上部為露采。因此本次涌水量預測，根據本礦區的水文地質條件和充水因素分析，上部確定為水均衡法。根據鉆孔抽水試驗，單位涌水量為0.00096升/秒.m，水量微弱，相對降水隨著開采深度和范圍的增大，涌水量還會逐漸減小，對礦床影響較小。所以不再進行下部涌水量預測。另外在Ⅳ號礦體用大井法預測礦坑涌水量。“大井法”預測Ⅳ號礦體礦坑涌水量：

Ⅳ號礦體位于巴勒代溝南側，與溝近平行，離之較近，礦體開采底界又在侵蝕基準面之下，第四系孔隙潛水與基巖風化帶裂隙水的互補關系，構成統一含水體，利用“大井法”預測Ⅳ號礦體礦坑涌水量，將四周視為供水邊界，因屬潛水區，所以將開采底界視為隔水邊界。

計算公式選擇和參數確定：

選用公式：

主要計算參數的確定：

1）含水層的滲透系數（K）：引用巴勒代溝MJ2 民井抽水資料，K 值為0.27m/日。

2）含水層的厚度（H）：根據民井水位埋藏深度及Ⅳ號礦體開采底界之間。

3）引用影響半徑（R0）：根據民井抽水資料所得：

4）礦坑（大井）引用半徑（r0）：根據四號礦體面積計算所得，計算公式采用：

選用公式：

主要計算參數的確定：

1）含水層的滲透系數（K）

2）含水層厚度（H）

根據各礦體鉆孔的水文地質工程地質編錄資料確定弱風化帶下限及近似靜止水位之間。

3）水位降低（S）

采用最大水位降深，降至含水層底板。即各礦體弱風化帶底界。

4）引用影響半徑（R0）

根據鉆孔抽水試驗資料計算所得：

5）礦坑（大井）引用半徑（γ0）：各礦體面積計算所得。計算公式采用：

以上各計算參數代入（1）式，計算結果見表1。

表1 大井法預測礦坑涌水量計算結果表

以上結果與大氣降水直接進入礦坑的水量相加為本次Ⅳ號礦體涌水量預測結果。

[1]韓麗娟，陳文華，郭梅鳳.代縣李家莊昌盛鐵礦礦床開采技術條件研究.華北國土資源，2011(2).