探討甕福磷礦礦區水文地質及開采后的變化

曹操

（貴州煤田黔中地質咨詢有限公司，貴州金陽 550001）

0 引言

現階段，礦山開采行業進行礦山的水文地質特征勘查時，往往會將工作精力集中在地震前后、巷道抽水（長期）、地熱田等位置的水文特征分析方面。雖然現有的研究成果已經很好的為礦山開采提供了相應的技術支持。但是，在實際的開采中，礦山在開采前和開采后的水文地質條件也會出現變化，卻很少有專家學者將精力投放在該角度加以分析，很大程度上影響了礦區開采效率的同時，對于開采后的生態保護工作開展也會形成負面影響。鑒于此，本次選擇甕福磷礦作為研究重點，圍繞“礦區水文地質及開采后的變化”這一內容進行深入分析具有重要現實意義。

1 甕福磷礦礦區簡介

甕福磷礦礦區所在位置為貴州福泉市道坪鎮，距離貴陽鐵路的里程達到了114km，與湖南株洲鐵路的里程相隔為902km，交通十分便利。甕福磷礦礦區的的采礦權面積已經達到了2.7595km2，生產規模上，每年達到了出礦250萬噸。

2 甕福磷礦礦區水文地質條件分析

本次研究中，針對甕福磷礦礦區的水文地質條件調查分析可得出如下結果：

（1）白巖——高坪背斜兩翼巖溶裂隙潛水區（Ⅲ），與礦體有關的部分是承壓水，區域最低侵蝕基準面約+1120—+1340m 之間，礦區最低侵蝕基準面約+1107m左右。

（2）礦區內以淺切割侵蝕剝蝕低中山區，地形切割相對較小，一般相對高差在200～300m 左右[1]。海拔標高一般為+1200～+1464m，南部較高處可達+1500 余m。阿羅河于丁家院附近構成礦段內的最低侵蝕基準面。

（3）按照我國所頒布的《礦區水文地質工程地質勘探規范》（GB12719—91）要求，甕福磷礦區的水文地質主要類型以溶蝕裂隙為主，部分區域的水文地質情況以頂底板直接進水的溶隙-裂隙充水礦床類型為主，綜合來講，其水文地質條件從屬于中等[2]。

3 甕福磷礦礦區開采前水文地質概況

根據原勘查結果，大部分露天采場底界標高較地下水位標高，目前只有少部地下水沿開采的礦層出露匯集形成泉點，英坪礦段4 線與7 線2 號露天采場所成泉點流量相對較大，2 號露天采場枯水期為17.429L/s，但受大氣降水影響較為明顯，在降雨后水量明顯增大。在無大氣降水時地下水的泉點流量隨無降雨天的增長而逐步減少[3]。

當礦體處在橫向斷裂較發育的地段，是地表水滲入補給地下水的有利條件，況且加上人工爆破作業因素的影響，以及采空區裂隙帶波及到地表，都將在一定程度上密切了地下水與地表水的水力聯系。局部地段的河水將通過滲入補給地下水再以泉點的形式在礦坑中排泄。

4 甕福磷礦礦區開采后的水文地質變化

甕福磷礦山20 余年的露天開采，形成露天采礦場5 個，它們沿磷礦露頭區呈北東——南西向展部，開采深度位于地表以下60～120m，海拔高程+1180m 左右，位于地下水位以下10～30m。到目前為止，本次僅見英坪礦段4線與7線1、2號露天采場所成泉點流量相對較大，1 號露采坑涌水量在7000—20000m3/d之間。2 號露天采場為17.429l/s，且雨后流量增大，說明原勘查時對露采場涌水量預測結果偏大。

（1）地表水的水文地質變化

磨坊礦段11～13線間為磨坊河下游，水力坡度為1.8%，流量因沿途小溪補給略有增大。月平均流量0.077～0.557m3/s（6652.8～48124.8m3/d）。河水流經在I號礦體中偏北部，于13線附近與阿羅河會流。在自然條件下淺層基巖裂隙水以泉水形式補給河流。若在坑采的情況下，即改變了地下水的自然狀態，當采空高度平均為11.5m，頂板白云巖的松散系數K 為1.78，礦層傾角17°時計算的陷落帶高度為17.42m，按裂隙帶高度一般為陷落高度的4～7倍推算，其影響厚度為62～108m，與風化帶裂隙相銜接，其影響間接地波及到地表，將會增強地下水與地表水的水力聯系。在無隔水層存在的地表河床地帶，河水是不可忽視的礦坑充水的間接因素。

綜合分析可知，在自然狀態下磨坊河與地下水聯系不密切，但礦區內沖溝均將成為礦坑充水因素之一。

（2）地下水的水文地質變化

燈影組含水層為礦層直接頂板，是礦床充水的主要因素，其充水量的大小將隨開采標高不同而變化：當開采標高在+1140m 以上時，排水不涉及中等富水區，僅弱富水區部分地下水補給，涌水量較小；當開采標高為+1090m 時，排水將涉及部份中等富水區，涌水量較大；原來的地下水排泄區將變為補給區，地下水對礦坑的補給量將增大。

（3）礦坑沖水

張扭性裂隙與斷裂：近東西向、南北向構造形成期發生的一對共軛裂面之一的北西組扭裂面，后期受新華夏系應力場的疊加而發生右行扭張，走向轉化為北西西。在本區表現為張扭性裂隙的發育，尤以英坪礦段0～7 線間為最，而成條出現的斷裂僅有F109斷層。

英坪礦段0～7 線間張扭性裂隙的發育強度達5～20 條/m，裂隙寬者1～30cm，充填粘砂土夾碎石窄者0.1～0.5cm，充填粘土或鐵質，在地貌上走向近東西的對稱沖溝，即是沿張扭性裂隙帶發育的結果。據0線以南施工的鉆孔觀察巖心破碎遇溶洞裂隙較多，線巖溶率0.92～32.05%，大部分鉆孔沖洗液漏失，鉆孔單位涌水量0.175～7.359L/s·m。英坪礦段ZK732 位于F109 附近，抽水結果單位涌水量1.071L/s·m，滲透系數3.08m/d。

綜合而言，張扭性裂隙近于垂直巖層走向，是礦坑沖水的主要通道。

（4）地下巖溶

區內共計有18 個鉆孔見24 個溶洞，能見率為10.65%。其中0.10～0.50m 的溶洞有13 個，占溶洞總數的54%；0.5～1.50m 的有8 個，占溶洞總數的33%；大于1.50m 的溶洞有3 個，占溶洞總數的13%。多為黃色粘土充填。其中大部分溶洞分布在燈影組白云巖內，少數部分布在于陡山沱組含白云巖團塊的硅質巖內。僅有部分溶洞分布在當地侵蝕基準面1107m 標高線以下，絕大多數溶洞發育在海拔標高+1200m以上。

鑒于上述，區內隱伏巖溶溶洞不發育，而巖溶裂隙特別是3～5mm 的微裂隙的發育且較為普遍。此外，較普遍發育的巖溶裂隙是承受大氣降水補給地下水的主要通道，亦是礦坑充水的重要因素。

5 結束語

通過對甕福磷礦礦區的采礦后水文地質條件變化進行分析能夠發現，甕福磷礦在20 余年的開采背景下，水文地質條件已經產生了相當大的改變。面對此種狀況，作為礦山開采工程的管理者，應該主動做好礦山水文地質情況的勘查工作，隨后結合勘查結果編制詳細的專項水文地質報告，要求其中重點闡述礦山當前的開采環境及開采條件，并同步做好礦山的動態監測工作，唯有如此才能真正為甕福磷礦未來開采的科學化、經濟效益最大化目標實現奠定基礎。