廣東省永新鐵礦礦區水文地質特征及礦坑涌水量預測

謝天

摘要：廣東永新鐵礦礦區處于粵華夏陸臺東南洼區，紫金深斷裂北西側。位于南嶺東構造帶與北北東向構造帶的交接部位。區域上，褶皺、斷裂構造發育，巖漿活動頻繁。礦區水文地質條件簡單。介紹了該礦區的水文地質特征，并利用解析法和水均衡法對礦坑涌水量進行了預測，為礦區采礦設計與施工提供參考。

關鍵詞：礦區水文地質；涌水量預測；解析法；水均衡法

廣東永新鐵礦礦床水文地質條件簡單。針對該礦區的實際情況，合理計算礦坑涌水量可為礦山設計部門提供科學依據，以便于準確的為礦坑采礦設計與施工提供參考。本文在礦區水文地質條件的研究基礎上，開展了礦區水文地質野外調研及資料分析總結，采用解析法和水均衡法分別進行了礦坑涌水量預測。

1.礦區地質、水文地質概況

1.2礦區水文地質概況

礦區地下水根據巖性組合，埋藏條件和賦存狀態，礦區的含水層有：侏羅系下統橋源組（J₁qy）裂隙含水層，巖性為石英粉砂巖夾薄層灰黑色粉砂巖及細砂巖，灰黑色頁巖與流紋質英安巖，石英粉砂巖，灰白色、紫紅色粉砂巖，砂質長石英砂巖；三疊系上統（T₃）裂隙含水層，巖性為灰黑色泥質砂質粉砂巖，中厚層細礫石英砂巖，泥質頁巖，中粗粒含長石石英砂巖，富含鐵質結核，為含鐵礦層位。富水層位為三疊系上統粉砂巖風化裂隙帶，該層位于第四系與新鮮未風化砂巖之間。

礦區的隔水層有：第四系殘坡積層（Q）；侏羅系下統橋源組（J₁qy）和三疊系上統小坪組（T₃x）新鮮完整砂巖；燕山三期（γ₅5^2（3））花崗巖。

礦區由分水嶺單獨形成一個封閉的小水文地質單元。地下水主要接受大氣降水補給，局部接受地表水的滲入補給。從T₃含水層的等水位線圖來看，本區地下水的補給、逕流、排泄三區在同一個區，因此其逕流途徑短，其逕流方向總體來說，是由地勢高處向地勢低處逕流。其逕流方式：主要是沿風化裂隙和溶蝕裂隙運移。T₃砂巖風化裂隙含水層的水位起伏較大，與地形大致吻合，說明其接受降雨的補給影響較大，動態變化大，逕流較快。T₃含水層往往在溝谷口及陡坎以泉水（下降泉）的形式排泄。

礦區由分水嶺圍成相對比較封閉的小水文地質單元。地下水與地表聯系總的趨向是，雨季地表水補給地下水；旱季地下水以泉水形式補給地表水。溪溝、水庫水主要通過砂巖的節理和風化裂隙以及構造破碎帶滲透補給地下水。由于礦區地形較陡，地表水徑流速度較快，地表水對礦區地下水的補給是有限的。礦區地下水多數主要是靠大氣降水的滲入補給。

2.礦坑涌水量計算

2.1邊界條件

（1）充水邊界礦床的絕大部分礦體均位于地表水位之上，排水疏干降落漏斗影響半徑范圍內的地表水（水庫、溪流）與風化含水帶的水力聯系弱，不能作為供水邊界。因此，水庫及溪流的地表水不能作為充水邊界。

（2）礦床隔水邊界礦床的頂板細砂巖富水性較弱，且大多數極弱（可相對地作為隔水層）。因此，三疊系細砂巖在本次礦坑涌水量計算中，不將其作為垂向補給礦層的含水層。礦體底板的粉砂巖細砂巖隔水性好，巖石堅硬新鮮，是一個好的隔水層。

綜上所述，本次礦坑涌水量預測中，簡化的把風化砂巖含水帶視作一個無限的水平含水層，而且是間接充水層。并且在目前資料的情況下是本礦區礦坑唯一的充水含水層。

2.2預測深度

根據礦體及含水層的形態，并結合礦區開采方案，預測水平為+339m。

2.3預算方法及公式的選擇

預測方案及計算公式的選擇詳見下表1。

2.5涌水量預測結果

礦坑涌水量預測結果詳見表2。

第一種采用地下水動力學分析計算法，所求的水文地質參數來自抽水試驗，可信度較大。水均衡法的數據多是收集資料得到，只能預測總的最大涌水量。因此采用我們推薦的第一種計算結果。

3.結語

本文用兩種方法預測礦坑涌水量，其中解析法具有明顯的代表性，該方法能夠考慮較多的影響因素，比較充分的反映出礦區的含水介質的特征和特定的邊界條件，用來解決實際工程中比較復雜的問題。

結果表明：解析法預測的礦坑涌水量是可靠的，為未來礦山開采礦坑排水疏干設計和防治水措施的制定提供了依據。