某銅礦主、副豎井水文地質特征與涌水量預測

許玲燕

摘要：在詳細研究某銅礦豎井水文地質特征的基礎上，進行抽水試驗，選取正確的水文地質參數，預測了豎井的涌水量，為初步設計和施工圖設計提供工程地質資料。

關鍵詞：水文地質特征；涌水量預測

1概述

湖北某銅礦公司擬在銅山口建立主、副豎井，主井井筒設計深度605m，副井井筒設計深度637m。為后期井筒施工地下水方案處理提供相關水文地質參數和井筒涌水量（最大涌水量、單位涌水量）數據。本文在探明銅山口銅礦主、副豎井水文地質特征基礎上，決定采用抽水試驗進行預測主、副豎井涌水量。

2區域水文地質

銅山口銅礦區東南部以裸露型碳酸鹽巖為主，地形標高200～600m，是大氣降雨的主要入滲區，也是區域巖溶地下水的主要補給區。西部和北部以巖漿巖為主，地形標高40～110m，是埋藏型和隱伏型碳酸鹽巖分布區（碳酸鹽巖上覆巖漿巖和第四系）。大氣降水通過裸露型碳酸鹽巖中的裂隙、溶溝、溶槽、落水洞、巖溶洼地等滲入后，一部分經過短暫徑流以泉水形式泄出地表，一部分繼續向北及北西方進入碳酸鹽巖埋藏和或隱伏區，或側向補給其它含水層。

3主、副豎井各含水層的水文地質特征

銅山口銅礦主、副豎井場地位于鄂東南低山丘陵區北部邊緣，井筒地層含基巖裂隙水和巖溶裂隙水均稍具承壓性，井筒中部火成巖及表部火成巖風化殘積粉質粘土層為相對隔水層，構成本場地的特有水文地質特征。主、副豎井水文地質特征描述如下：

（1）表部殘坡積粘土層（Q4dl+el）：表部土層由少量人工填土及坡殘積粘土等組成，局部地段間夾少量已完全風化火成巖團塊或球狀風化體，含少量碎石，相對下層可溶巖而言，本層可視為相對隔水層。初見水位在孔深11～12m間，該層主井層底埋深18.26m，副井層底埋深21.06m。

（2）上部大理巖化白云巖（T21）：主井孔深18.10m～46.00m溶孔、小溶洞及溶蝕裂隙發育；副井孔深54.70～56.00m；56.50～57.00m；62.75～65.00m為溶洞，鉆進過程中兩井均不返水。該巖層在主、副井的層底埋深分別為85.76和98.90m，為主、副井中的主要含水段。水為硫酸-碳酸-鈣鎂型中性水，水的來源主要由大氣降水補給。

（3）花崗閃長斑巖（δγπ）：本層段主井孔深98.90～110.65m；副井孔深85.76～100.60m，是主、副上下可溶巖的相對隔水層。

（4）下部大理巖化白云巖及大理巖（T21、T14 、T13）：主井孔深110.65～610.00m，副井孔深100.60～641.75m，巖體巖芯完整。其中副井在孔深156.20～224.50m穿插有蝕變花崗閃長斑巖，另主井在434.65～442.85m見構造破碎帶，其角礫膠結完好，一般含微量裂隙水。故本段層可視為以含微弱基巖裂隙水及微弱巖溶裂隙水為主的含水層。

4主、副豎井涌水量預測

根據主、副豎井孔水文地質實際情況，主、副豎井工程勘察鉆孔相距80米左右，擬采取互為觀測孔進行單孔分段抽水試驗。

考慮主、副豎井工程施工過程中，排水問題是關鍵，所以選擇在地下水補給充沛的雨季進行。又考慮兩鉆孔需互為觀測孔，以確定其影響半徑，由此確定抽水試驗時間于兩孔終孔后進行。

主、副豎井抽水試驗工作歷時一個月左右結束，主井和副井均做全孔混合抽水和上部主要含水層段抽水，通過分析及整理各種抽水試驗數據及資料，整理得表1。

抽水試驗期間適逢多雨季節，因此預測的涌水量取值可作為今后主、副豎井開拓設計配置排水設備的依據。通過抽水試驗及鉆探工作，主、副豎井井筒掘進時穿越地層的涌水量，運用相關計算公式：Q=1.37K（2H- S）/（lgR- lgr）計算結果見表2：

最終預測主井井筒涌水量為1702.80m3/d，預測副井井筒涌水量為1945.75m3/d。5結論及建議

通過探明主、副豎井水文地質特征后進行了抽水試驗，最終預測主井井筒涌水量為1702 m3/d，預測副井井筒涌水量為1945m3/d。主、副豎井局部地段巖體溶蝕裂隙發育，地下水豐富，可能會產生突水事故，如有必要，可采用高壓注漿法封堵地下水，以防突水事故的發生。

井筒開挖前定量評價井筒穿過含水層的涌水量 ，對于合理確定防治水措施 ，優選施工方案是極其重要的。井筒涌水量預測的準確與否 ，直接關系到建井工期、施工安全和經濟效益，所以井筒建設初期應該引起重視。

參考文獻

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[2]張人權，梁杏，靳孟貴，萬力，于青春.《水文地質學基礎》（第六版）.北京：地質出版社，2011.

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