康家灣礦的水文地質研究

李 玲，左 宗

（湖南水口山有色金屬有限責任公司康家灣礦，湖南 衡陽 421513）

1 康家灣礦的水文情況

康家灣礦區所處地帶屬于溫暖潮濕氣候，康家灣礦區的康家溪是湘江的次一級支流，這條支流流經康家灣礦區的中部，在康家灣礦區的北部的獅子腦頭匯合后流入湘江。因此，湘江是康家灣礦區域最大的地表水體。

康家灣礦地下水主要分為淺部的蓋層水和深部的構造水。淺部蓋層水主要是裂隙溶洞水，來源于第四系松散巖類、白堊系紅色砂巖、侏羅砂巖等的裂隙水。倒轉背斜控制，南部為潛水，北部為承壓水，這部分地下水接受大氣降水的滲入補給。中部深部構造水可分為東部地下水、中部地下水以及西部地下水。東部地下水受一級褶皺構造——新盟山地下水，受鹽湖復式向傾斜控制，主要水分補給來源于外圍的深循環和東部侏羅砂巖的裂隙水的滲入。西部地下水，受大市至廻水灣倒轉背斜控制，這個區域的水分主要靠大氣降水和地表水補給，富水性強。經勘探、試驗和礦床疏干證實，康家灣礦區域的淺部蓋水層的裂隙水之間無水力聯系。淺部蓋層水和深部構造水之間同樣沒有水力聯系，截至康家灣礦區開拓到十五中段，覆蓋在康家灣倒轉背斜之上的白堊系紅層的含水層仍然保持原來的靜止水位，說明淺部蓋層水并沒有受到深部疏干的影響。

康家灣礦區域的地表水主要分布為康家溪、老盟山溪、春陵江和曾家溪，這些溪流都會在康家灣礦區的北部匯合并注入湘江。湘江是康家灣礦區域最大的地表水體，在豐水期水位達到65.1m,枯水期水位為52.56m。

2 康家灣礦的地質情況

康家灣礦床位于水口山鉛鋅（銅）金銀礦田，在老鴉巢北東2.5km,礦區主要呈斷層構造，其裸露的地層東部為侏羅系地層，西部為白堊系地層，南部為斗領組和當沖組地層，礦區深部為二疊系和石炭系地層。康家灣礦整體礦帶呈北東走向，全長約6千多米，寬150～700米。礦體產狀和倒轉背斜巖層產狀差不多一樣平緩。該礦區內大大小小的礦體有63個，其中主礦體群有7個。主礦體位于康家灣隱伏倒轉背斜與礦田斷層的各種地質層硅化破碎帶中。

3 康家灣礦礦井水異常研究

康家灣礦已開拓至十五中段（-486米標高），開采范圍南至108線，北至139線，東西寬約300米，現采礦最大深度為十三中段（-417米）（見圖1）。

圖1 康家灣礦開拓示意圖和項目研究位置圖

康家灣礦礦區深部的13中段和15中段坑內溫度34℃，水溫35.5℃，相對濕度90%，這個環境狀況已經遠遠超出地下采礦安全作業的環境要求。在2014年9月的工作中，9中段就有兩個涌水點水溫達到39℃，嚴重影響到礦井作業人員的安全，對礦井的開拓影響非常大。另外，康家灣礦東部礦區含水層靜儲量非常大，如果在深部采礦的過程中，不小心揭露大的溶洞，極大可能會出現淹井現象，這將會危害井下采礦工作人員的安全以及操作設備的安全。地下鉆井，可能會出現水溫、水質發生變化，水溫變化，可能會導致有害氣體和元素的增多，進而危害人體。

4 康家灣礦深部疏干

針對以上對康家灣礦水文地質的分析，可知在挖坑道的過程中，如果不小心挖到含水層，可能會引發充水現象。而礦坑的充水巖層主要分為下部含水層和侏羅系微弱裂隙含水帶。下部含水層主要分布在硅化破碎角礫帶的中下部和灰巖的頂部。這個部位因為具有良好的空間和位移通道，據資料顯示，平均熔巖率為8.35%，其涌水量大小主要由出水點決定，涌水量小至3m3/h，大至160 m3/h。其中十三、十五中段的涌水量較大，可達130～160m3/h。侏羅系微弱裂隙含水帶主要分布在侏羅系的厚層石英砂巖中，裂隙最寬為0.2m，裂隙率為0.05%，單點最大出水量為60m3/h。

在勘探鉆孔過程中，如果遇到涌水，需要及時對礦坑進行疏干處理。這個時候要做的工作包括研究過往礦區的水文地質資料，查明施工地段地下水的分布特征及其化學類型、地下水的補給、地下水的含水層、地下水排泄途徑、計算礦坑涌水量等，通過綜合分析制定礦坑深部疏干方案。比如，在深部礦坑開采過程中，礦坑充水巖的含水層出現低溫熱水涌出，應檢測熱水水質，并對其進行分析，看其是否符合礦井水排放標準。在符合排放的情況下，將地下熱水超前疏干，使得水位降到工作中段以下20m以上，然后建立過水巷口，并對其進行封閉和隔離。如果遇到有些地段沒有專用的過水巷，可以開挖引水溝，加蓋蓋板，或者直接采用水管引流方式，將熱水引出，減少熱水的散熱及其對礦井環境和工作人員的影響。同時，加大通風力度，可以采用抽風和送風雙回路的方式，注意確保風速和風量，盡量降低熱水對礦井環境的影響。

5 結語

康家灣礦的水主要來源于降雨、湘江、地表水和地下水。地質復雜，呈斷層構架，主要為侏羅系、白堊系等地層。在礦道挖掘過程中，最常見的問題就是出現涌水或者是水溫水質發生變化等。針對涌水現象，要進一步確定礦井中含水層存水量、地下水的補給方式、水的理化性質等，來預測可以通過什么方式對涌水進行排放，并設計疏干方案對其進行疏干處理。通常情況下，都是通過引流方式來達到排放水流的效果，此外，為了加快疏干的進程，有條件的情況下，可以使用自動化排水系統以接力的形式進行排水來達到疏干排水的目的，這種方法工作量較少，可以加快整體的疏干進程，加快工作效率，減輕工作人員的工作量。另外，對于有熱水涌出的工程，要先對熱水進行處理，減少熱水水面與空氣的接觸，減少熱水熱量的散發，這種情況可以通過抽風和送風雙回路的方式加快散熱加上水管引流熱水的方式來達到快速降溫和排水的目的。