玉華礦段礦床水文地質(zhì)特征分析

丁正芬

摘要：礦床水文地質(zhì)條件直接決定著礦井建設(shè)及開(kāi)采階段的礦井涌水量和防水措施。隨著開(kāi)采深度的增加，礦山水文地質(zhì)條件也隨之而變得復(fù)雜，需對(duì)礦床水文地質(zhì)特征等進(jìn)行分析研究，以確保礦山安全開(kāi)采。

關(guān)鍵詞：斷裂帶;水文地質(zhì)特征;地下水;玉華礦段

甕安縣白巖礦區(qū)玉華礦段至2014年5月止，建有6口礦井，均在開(kāi)采過(guò)程中，其中2、3、9號(hào)礦井24小時(shí)不間斷排水，6號(hào)礦井每天連續(xù)20小時(shí)排水，8號(hào)礦井平均每天6～7小時(shí)不定時(shí)排水，15號(hào)礦井在枯水期每天排水18～20小時(shí)，豐水期24小時(shí)不間斷排水。礦井在目前最低開(kāi)采標(biāo)高880m下，采空區(qū)面積為246363m²，每天總排水量約為6200?m³/d。主要排往巖根河。

根據(jù)礦井開(kāi)拓揭露的井、巷道資料，礦井在開(kāi)采過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)突水現(xiàn)象，礦井中含水層燈影組（Z₂dn）節(jié)理、裂隙及溶蝕孔洞發(fā)育，且連通性好。以下主要從礦床斷裂帶水文地質(zhì)特征及礦床地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件等方面進(jìn)行論述。

一、斷裂帶水文地質(zhì)特征

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北北東向?yàn)橹鳎浯螢榻鼥|西向、北西向和北東向斷層（F93、F7、F13、F28-1 、F30、F18、F31、F97等）。其中北北東向斷裂是區(qū)內(nèi)形成的早期斷裂，受所有組向斷層改造。其它幾個(gè)組向斷層彼此改造不明顯，屬區(qū)內(nèi)形成較晚的同期斷裂。現(xiàn)對(duì)主要斷層水文地質(zhì)特征描述如下：

（一）縱斷層

分布于白巖背斜軸部和東翼，規(guī)模較大，縱貫?zāi)媳薄?gòu)造型式在剖面上表現(xiàn)為由東向西斜沖，常造成地層疊復(fù)。主要發(fā)育F25、F26、F27、三條逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導(dǎo)水性較差。與北西向斷層交匯帶局部透水，具導(dǎo)水性。

F25：發(fā)育于白巖背斜近軸部位，北部自二坡頭一帶進(jìn)入礦區(qū)，呈北北東向展布，南部自白巖-玉華鄉(xiāng)一帶延出礦區(qū)，區(qū)內(nèi)走向延伸長(zhǎng)約1500m。具強(qiáng)烈擠壓特征，鏡面及擦痕明顯，傾向100～110°，傾角68～74°。根據(jù)ZK400、ZK303、ZK401、ZK411 、ZK501、ZK502鉆孔揭露，破碎帶寬1～18m，破碎帶在白云巖中構(gòu)造巖主要為角礫巖，基底式膠結(jié)，膠結(jié)物為白云質(zhì)。斷距5～50m。逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導(dǎo)水性較差。

F26：發(fā)育于白巖背斜近軸部位，北部自二坡頭一帶進(jìn)入礦區(qū)，呈北北東向展布，南部自白巖-玉華鄉(xiāng)一帶延出礦區(qū)，區(qū)內(nèi)走向延伸長(zhǎng)約1700m。傾向100～110°，傾角70～75°。據(jù)ZK400、ZK600、ZK411、ZK431 、ZK501、ZK502鉆孔揭露，破碎帶寬1～2m，構(gòu)造巖主要為角礫巖，基底式膠結(jié)，膠結(jié)物為白云質(zhì)。斷距70～120m。逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導(dǎo)水性較差。

F27：發(fā)育于白巖背斜近軸及東翼，呈北北東向展布，北部自二坡頭一帶開(kāi)始，北部自白巖-玉華鄉(xiāng)一帶出礦區(qū)，區(qū)內(nèi)走向延伸長(zhǎng)約2000m。傾向110～120°，傾角75～80°。據(jù)ZK400、ZK600、ZK411、ZK431、ZK501鉆孔揭露，破碎帶寬1～3m，構(gòu)造巖由角礫巖和壓碎巖組成，基底式膠結(jié)，膠結(jié)物為白云質(zhì)。斷距170～310m。逆斷層。該組斷層具弱透水邊界特征，富水性弱、導(dǎo)水性較差。

（二）橫斷層

F12：發(fā)育于花京以東——牛欄枰以西一帶，近東西向展布，區(qū)內(nèi)走向延伸長(zhǎng)950m，斷面擦痕發(fā)育，斷面傾向25°，傾角約69°。破碎帶寬5～10m，破碎帶在白云巖中構(gòu)造巖主要為角礫巖，基底式膠結(jié)，膠結(jié)物為白云質(zhì)。沿破碎帶常有泉點(diǎn)分布。正斷層。斷距不明。導(dǎo)水性好。

F42：發(fā)育于棉花寨一帶以西一帶，近北西南東向展布，區(qū)內(nèi)走向延伸長(zhǎng)1.67m，斷面擦痕發(fā)育，斷面傾向69°，傾角約78°。破碎帶寬5～10m，距ZK602、ZK604兩個(gè)鉆孔揭露，破碎帶寬1～3m，構(gòu)造巖由角礫巖和壓碎巖組成，基底式膠結(jié)，膠結(jié)物為白云質(zhì)。斷距42～60m。逆斷層。導(dǎo)水性好。

二、地下水補(bǔ)給、徑流及排泄條件

（一）地下水的補(bǔ)給

天然條件下，礦區(qū)內(nèi)含水層中地下水的補(bǔ)給主要是大氣降水的垂向補(bǔ)給，由于礦區(qū)燈影組白云巖含水層地表大面積出露，大氣降水直接通過(guò)白云巖中發(fā)育的溶蝕管道和溶蝕裂隙直接下滲補(bǔ)給地下水。對(duì)礦區(qū)地下水系統(tǒng)而言，來(lái)自該補(bǔ)給源的補(bǔ)給量是比較大的。

除天然條件下的補(bǔ)給外，現(xiàn)狀巖根河對(duì)礦井充水的影響，根據(jù)礦區(qū)上下游河流斷面觀測(cè)、礦井排水時(shí)間及排水量資料，巖根河河床標(biāo)高970，而現(xiàn)狀各開(kāi)采礦井的開(kāi)采標(biāo)高均達(dá)到880～930m已經(jīng)低于河床40～90m，巖根河已經(jīng)對(duì)燈影組含水層進(jìn)行了滲漏補(bǔ)給。

（二）地下水的徑流條件

在天然條件下，受礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面控制，地下水由河床兩岸向河床匯集，總體逕流方向南西往北東逕流，與區(qū)域地下水流向基本一致。目前礦山生產(chǎn)開(kāi)采，礦區(qū)的多個(gè)礦井每天總排水量約為6200 m³/d，在目前，井下疏干排水已形成了一個(gè)地下水位持續(xù)下降、范圍不斷擴(kuò)大的區(qū)域性的降落漏斗。該降落漏斗的存在和擴(kuò)展，從根本上不斷改變區(qū)內(nèi)地下水動(dòng)力場(chǎng)，也改變了地下水的徑流方向，從而導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地下水原始狀態(tài)下的由南向北徑流變?yōu)樗闹芟蚪德渎┒分醒霃搅鳎S著后續(xù)的礦山開(kāi)采和地下水疏干，地下水由四周向降落漏斗中央徑流的現(xiàn)象更加突顯。

（三）地下水的排泄條件

礦區(qū)地下水的排泄受地形條件和地質(zhì)構(gòu)造的控制。首先，區(qū)內(nèi)地下水的排泄場(chǎng)所為巖根河，礦區(qū)內(nèi)河床最低標(biāo)高970.0m，而礦體分布標(biāo)高850～1130m，礦體分布低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，而現(xiàn)狀各開(kāi)采礦井的開(kāi)采標(biāo)高均達(dá)到880～930m，已經(jīng)低于河床40～90m，地下水的排泄主要為礦井疏干;其次，礦區(qū)位于白巖背斜北傾伏端，構(gòu)造部位相對(duì)較低，來(lái)自構(gòu)造較高部位的地下水補(bǔ)給水源豐富，礦床主要充水含水層燈影組白云巖暴露于地表。因此根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)狀開(kāi)采情況不利于地下水的排泄。

三、結(jié)論及建議

（一）結(jié)論

（1）上述對(duì)斷層水文地質(zhì)特征分析結(jié)果，北北東向斷層（F25、?F26、F27）呈弱透水邊界特征，富水性弱、導(dǎo)水性差。F12具良好的導(dǎo)水性能，并且垂直斷距較大，改造了北北東向的斷層后，在交匯地段富水性導(dǎo)水性都很強(qiáng)，礦坑排水時(shí)將導(dǎo)通背斜東西兩翼地下水。沿該斷層帶成為巖溶地下水向礦井集中充水的地帶。巖根河在8線至6號(hào)勘探線一帶流經(jīng)礦層露頭地段，可能成為突水地帶。

（2）礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，地形不利于排水，直接含水層出露地表的潛水區(qū)，礦井充水主要來(lái)源巖溶裂隙水和斷層水，巖根河在礦井開(kāi)采條件下向礦井間接充水，礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，為頂板直接充水的巖溶充水礦床，水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜。

（二）建議

礦床開(kāi)采有出現(xiàn)雨季突水或斷層附近發(fā)生突水情況，隨著開(kāi)采深度的增加，地下水疏干漏斗范圍將逐步擴(kuò)大，坑道排水難度也將隨之增大，建議在開(kāi)采過(guò)程中，特別是巖根河8線至6號(hào)勘探線一帶，建議開(kāi)采時(shí)在該區(qū)間留設(shè)河流礦柱，以確保礦山安全開(kāi)采。

參考文獻(xiàn)：

[1]李祥坤等.貴州省甕安縣玉華鄉(xiāng)老虎洞磷礦（探礦權(quán)區(qū)）詳查地質(zhì)報(bào)告[R].2011（04）.