南京棲霞山鉛鋅礦—625米以淺水文地質現狀淺析

摘 要：文章通過總結分析水文地質調查數據，對礦山目前的水文地質現狀有了一定的認識，并對下一步礦山防治水工作提出合理建議。

關鍵詞：水文地質；儲水構造；涌水量

1 礦山簡介

南京銀茂鉛鋅礦業有限公司棲霞山鉛鋅礦位于南京市棲霞街89號。礦區面積為0.9808平方公里，至今已生產50多年。1971年開始開采地下鉛鋅礦，目前礦山實際生產能力為35萬噸/年。

2 礦山井下涌水現狀

據長期觀測數據顯示，井下涌水量隨季節呈波動變化，雨季涌水量大，旱季涌水量少，但總的情況是-475米以淺隨著開采工作的完成和充填工作的進行，涌水量基本穩定在330m3/d左右，而-475米以深，隨著開采深度的不斷加深，礦坑涌水量越來越大，最大已超過4600m3/d，給深部采礦及下一步的延深開拓造成一定難度。

3 礦區儲水構造

經礦區勘探資料分析和實地調查，該地段經歷了多次構造變動，最終形成截然不同的上下兩個儲水構造層；下儲水構造又分為南北兩個儲水構造單元。其中上下兩個構造層呈不整合接觸；南北兩個儲水構造呈斷層接觸。

下構造層為倒轉的緊密的同斜褶皺，形成棲霞山復背斜。地層走向北東50～60°，傾向北西，傾角70～80°。沿傾向地層上倒下陡，深部漸趨正常。復背斜南翼發育兩個次級褶皺，地層繼續倒轉，次級褶皺軸向與復背斜軸基本一致。

上構造層為（象山群）褶皺，象山群以舒緩開闊的褶皺構造不整合地覆蓋于下構造層之上。區內為一背斜，軸向北東60°，北翼產狀傾向310°，傾角35°；南翼產狀傾向150°，傾角37°。

礦區最主要的控礦構造為東西向斷裂F2、F3，系燕山期壓扭性斷裂，F2、F3斷裂在深部重疊（重疊后統稱F2）。斷裂帶中除了礦質熱液環流對石炭、二疊系灰巖進行溶解交代作用成礦外還充填大量的斷層角礫巖、斷層泥，斷層帶與相對隔水地層高驪山組砂頁巖、和州組泥灰巖等（總厚40m左右）共同形成地下隔水墻。隔水墻北側含水地層主要為泥盆系五通組石英砂巖；隔水墻南側含水地層主要為石炭系、二疊系灰巖，從而在礦區形成了以F2斷裂為界的南、北兩個相對獨立的二個儲水構造單元。北側地下水類型為碎屑巖類孔隙裂隙水；南側主要為碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。

礦區北部分布中上志留系墳頭組地層，主要為灰綠色、棕黃色粉砂巖、頁巖、泥巖組成，厚度大于120m，產狀陡，近乎直立，它們和北側分布的F1壓性斷層共同構成了北側隔水屏障，中部為泥盆系五通組石英砂巖含水巖組，南側為F2斷裂帶形成的隔水墻。三者共同構成東西長，南北狹窄的廊道式碎屑巖類孔隙裂隙含水構造。

礦區南側碳酸鹽巖類含水構造北側為F2斷裂帶構成的隔水巖墻，南側為F5斷裂帶構成的隔水巖墻，地下水賦存于灰巖中，亦呈廊道式，廊道寬250～300m，東端基巖裸露區接受降水補給，向西徑流。地下水賦存于石炭系黃龍組、船山組和二疊系棲霞組灰巖中，富水性不均一。

南、北兩個儲水構造處于區域地下水流場網絡中，較多的規模不等形式不一的斷裂構造裂隙，均各自不同程度地溝通了地下水與外界區域水力聯系。

4 巷道涌水原因分析

4.1 KK5401和PK5401勘探孔漏水原因分析

-625中段54線深部勘探孔KK5401涌水量大，達489.9m3/d（2010年），水頭高度達8m左右，該孔孔深165.52m，開孔傾角73°，開孔方位角320°。根據現場編錄該孔巖性0～78.96m為灰巖；78.96～107.02m段為礦體（F2斷裂處），其間夾有灰巖段；107.02～123.07m段為泥質粉砂巖；123.07～165.52m段以灰巖為主，夾有角礫巖段。該孔處于石炭系黃龍組灰巖地層中，屬下部南側儲水構造單元，灰巖呈中～厚層狀，結構致密、堅硬而脆。該孔溶蝕現象較為發育，3.8m以淺巖芯溶蝕現象發育，9.89～10.09m見溶洞，76.36～77.06m見兩個溶洞，84.36～84.46m見溶洞，86.18～86.28m見溶洞，溶洞中有方解石晶簇；受構造影響，50.5～51.6m段、149.52～152.42m段、151.1～154.3m段巖芯破碎，裂隙十分發育，裂隙面上有較厚的方解石脈。由此可見，該孔漏水原因主要是該孔地處于地下水深循環帶，溶蝕、溶隙較發育；-625中段以上各中段均未開拓到46線以西區段，未能切斷地下水補給通道，該地段的鉆機窩四周巖壁滲漏水現象也明顯比其它地段嚴重，鉆孔北側巖壁上見一小溶洞，涌水量約為12m3/d。該鉆孔穿過F2斷裂后又回到斷裂南側，在F2斷裂附近為構造應力集中帶，配套發育有大量的北西向張性斷裂，與溶洞、溶隙一同構成地下水賦存、運移的空間和通道，富水性較強。-625中段54線勘探孔PK5401-1鉆孔深度為10m，巖性為黃龍組灰巖，涌水量較大，達204.8m3/d，其漏水原因與KK5401孔一致。

4.2 穿脈巷漏水原因分析

-625中段現有穿脈巷5條，分別位于34、40、42、46、54線，均穿過F2斷層帶及石炭系高驪山組泥質粉砂巖、炭質頁巖后進入泥盆系五通組石英砂巖。勘探期間對在各穿脈巷漏水量進行了測量，分別為27.7～98.0m3/d，其中54線達288.29m3/d，總計為599.3m3/d，占-625中段漏水量的53%。-625中段以上各穿脈巷均穿過F2斷層帶進入石炭系高驪山組泥質粉砂巖、炭質頁巖后即終止，均未發現較大漏水現象，部分漏水點均分布在F2斷層帶的灰巖中，漏水量表現為先大后小，逐漸枯竭之特征。由此可見，現階段各穿脈巷的地下水主要來源于泥盆系五通組石英砂巖，即礦區北側碎屑巖類孔隙裂隙水儲水單元。水量大的主要原因是-625中段以上各中段均未揭穿石炭系高驪山組泥質粉砂巖、炭質頁巖這個相對隔水層，因此尚未對北側碎屑巖類孔隙裂隙水進行有效疏干。高驪山組地層和泥盆系五通組地層為假整合，接觸帶泥盆系五通組石英砂巖的古風化殼是地下水富集和運移的重要儲水空間和通道；F2斷裂為壓性隔水構造，但其附近為構造應力集中帶，配套發育有大量的北西向張性斷裂，這些張性斷裂形成的破碎帶也是地下水富集和運移的重要儲水空間和通道。-625中段的穿脈巷在深部揭露五通組石英砂巖，就成為礦區北側碎屑巖類孔隙裂隙水儲水單元地下水的排泄通道，其水量較大且較為穩定。

5 結束語

5.1 根據勘探情況，礦區46線以西地下水尚未疏干，水量較大，建議深部開拓不宜超過該線，如必須在46線以西開拓，應做好水文地質地質勘探工作，加強地下水的防治。

5.2 在條件允許的情況下，穿脈巷不宜超過高驪山組地層，以防北側碎屑巖類含水構造中的地下水涌入巷道。

5.3 對于各巷道零星出水點可不予治理，隨著開拓深度加大和時間的延長，其出水量呈逐漸枯竭之勢。

5.4 進一步加強各中段漏水量、排水量的監測，為準確預報提供基礎資料。

5.5 在深部勘探過程中應做好孔口的封孔工作，防止深部地下水流入巷道，減少礦山排水量。

作者簡介：王偉（1984，6-），男，河南虞城人，本科，助理工程師；主要研究方向：礦山地質。