開陽磷礦馬路坪礦段溫水飲用水源地評價

鄒仕孝 靳云川 譚云龍

（貴州開磷集團礦業總公司，550302）

開陽磷礦馬路坪礦段溫水飲用水源地評價

鄒仕孝 靳云川 譚云龍

（貴州開磷集團礦業總公司，550302）

開磷集團部分單位近1.5萬職工家屬分布在開陽縣金鐘鎮洋水礦區，開磷礦區隨著開采深度的逐漸加大，大量地下水被白白地流失，而地表生活飲用水日趨緊張，僅有的兩岔河水源地水量已不能滿足居民生活用水量要求，枯水期水量嚴重不足。利用井下開拓工程疏干流出的大量優質地下水補充居民生活飲用水，實現地下水資源的有效利用，是水文地質工作者探索的目標；現在，開磷開拓工程基本都布置在頂板白云巖含水層中，給開拓工程疏干流出的大量優質地下水的有效利用創造了條件。通過《開陽磷礦馬路坪礦段溫水飲用水源地評價》，進行探索總結，為今后優質礦坑水的有效大量利用創造條件和積累經驗。

溫水；水源地；評價；礦山

1 馬路坪礦段開采概況

貴州開陽磷礦位于貴州省貴陽市開陽縣金鐘鎮，礦區賦存于黔中隆起帶東部的洋水短軸背斜上，該背斜軸向呈NNE—SSW向，洋水河深切背斜核部成谷地。從北往南背斜東翼分布有沙壩土礦段、馬路坪礦段、牛趕沖礦段，西翼有極樂礦段、兩岔河礦段、用沙壩礦段。馬路坪礦段為開陽磷礦開采的一期工程，開采范圍為E4---E27線，長約5200米，從1965年3月動工到現在已有五十多年的開采歷史，E15線北由馬路坪礦開采，南由青菜沖礦開采，馬路坪礦現已開采到 570米標高，青菜沖礦開采到640米標高，開采標高降低了約550米。溫水飲用水源地就分布在E15線附近約300—700米范圍內。

2 礦區水文地質條件

2.1 地形地貌概況

馬路坪礦段位于開磷洋水背斜東翼的中部，南部與牛趕沖礦段相接，北部與沙壩土礦段相接。由于洋水河深切背斜核部，在礦段內總體形成西低東高的地形，礦體出露位置高出河谷100—200米以上。在礦體出露線與河谷間紅頁巖形成傾角25°以上的逆向坡；礦體出露線東側出露的白云巖，發育有溶溝、溶槽等形成 0—20°的逆向坡，礦段內白云巖出露南北長約5公里、東西寬約0.5公里，出露面積約2.65平方公里；白云巖至礦區地表水分水嶺寒武系地層呈20—50。的逆向坡,匯水面積約2平方公里。

2.2 巖層構造

2.2.1 巖層

礦段內出露地層有寒武系婁山關群、清虛洞組、金頂山組、明心寺組、牛蹄塘組，震旦系燈影組、陡山沱組、南沱組，元古代板溪群清水江組，巖層均為整合或假整合接觸，開磷集團開采陡山沱組上部致密磷塊巖礦層，區內燈影組含水層之上和寒武系下統金頂山組以下巨厚隔水層，隔水性能良好，阻隔了燈影組含水層中地下水與區域其他含水層地下水的聯系，燈影組白云巖是補給礦坑水的唯一含水層。

2.2.2 構造

馬路坪礦段位于開磷洋水背斜東翼的中部，南部與牛趕沖礦段相接，北部與沙壩土礦段相接，巖層傾向85—105°，傾角20—45°；礦段內構造主要為斷裂，規模較大的斷層主要有：F41逆斷層和F210橫向斷層。

2.2.2.1 F41逆斷層

F41斷層系洋水背斜東翼主導性斷裂，貫通牛趕沖礦段、馬路坪礦

段和沙壩土礦段，長15km以上。該斷層沿走向及傾向均呈舒緩波狀產出，切割礦層造成礦層重復，F41斷層下盤礦靠近斷層附近受斷層的牽引產生撓曲、倒轉和次級斷裂，致使礦層空間形態較為復雜。

F41斷層傾向為80～140°，傾角40～50°，斜斷距一般為300～500m，垂直斷距120～200m,水平斷距350～800m。

F41斷層破碎帶寬 5.60～10.58m,破碎帶中斷層角礫巖發育,擦痕清晰可見,角礫成分主要為白云巖、砂頁巖,角礫大小一般1～50mm,膠結緊密，對上、下盤地下水具有一定的阻水作用，上盤白云巖巖溶較發育，含水豐富。

2.2.2.2 F210斷層

該斷層為橫向斷層，F210斷層產于洋水背斜東翼中部 E27線附近，走向長約5.56km，總體傾向NNE，傾角50～60°。斷層以南地層傾向100°左右，以北地層傾向90°左右。該斷層將洋水背斜東翼的磷礦層切割成南、北兩個大礦塊，水平斷距約 70米，是開陽磷礦沙壩土礦段與馬路坪礦段的分界線。斷層破碎帶寬3.83～5.19m,破碎帶中斷層角礫巖發育,擦痕清晰可見,角礫成分為白云巖、頁巖,角礫大小一般1～10mm,泥質膠結緊密，屬弱導水斷層。

2.2.3 巖溶發育特征

燈影組（Z2dn）白云巖地下水是補給礦坑水的唯一含水層，據淺部（西側）沙壩土礦段、馬路坪礦段及牛趕沖礦段以往勘探資料，洋水礦區東翼燈影組白云巖地表巖溶較發育，南部地表多為裂隙狀干溶洞，分布標高大部分在 1203.97～1407.00m，巖溶一般順構造線方向和順層發育；中部和北部地表溶洞洞口形態多不規則，延伸長度一般在50米以內，個別超過100米；高度一般在10米以內，個別達32米；寬度一般2～3米；洞內充填物多為粘土和白云巖碎塊，常見滴水現象并有石鐘乳、石筍等。

地下巖溶高度為0.10～30.90m，平均線巖溶率為1.54～2.05%，并主要集中發育在 700m標高以上，總體南高北低，此標高以下僅稀疏可見，開采前地下水位1063.88---863.11米，其標高由南往北逐漸降低，溶洞多分布于1030—1090米內，且大多分布于F41斷層上盤。

礦區總體為向東傾斜的單斜儲水構造，燈影組白云巖出露地表，直接接受大氣降水補給，在中深部，由于其上部和下部均有巨厚隔水， 層阻隔，因此，深部地下水總體為承壓水。區內地下水主要賦存及運 移于溶蝕裂隙及溶洞中。根據井下坑道揭露的溶隙水情況可知，640中段以上地下水壓不大，溶隙中地下水基本是自流而出，但580中段地下水就有噴射而出現象。例如2012年2月13日,在E20+2線580下磷交叉口，有1536m3/d水從一直徑30cm的溶洞中噴出約2米遠；2013年8月1日，在570

570中段突水點 插圖2-3

中段 E22+3線北 110米大巷處從距左幫 1.5米、底上 2.5米的釬孔中有約16001m3/d的水噴出，噴射距離約5米（見570中段突水點 插圖2-3），說明在580米標高以下地下水壓較640米標高比有明顯增大。 1.11.2.1.2

2.2.4 氣象條件

開磷礦區屬北溫帶氣候與亞熱帶氣候交匯處，根據開陽縣 2003-2012年氣象資料，區內 5～10月為雨季，平均降雨量 1088.4mm，最大最小年降雨量分別為1276.2mm、829.5mm，最大月降雨量為303.8mm（2004.5），最大最小年蒸發量分別為1356.6mm、998.6mm。年平均氣溫12.1～13.8℃，最高氣溫出現在7、8月，最高達32.2℃，最冷月為元月，最低氣溫達-7.2℃。12月至翌年3月出現凝凍，年平均相對濕度79%～90%。

3 溫水分布及成因分析

3.1 礦段溫水勘探情況

1964～1965 年貴州省地質局第三地質隊對馬路坪礦段開展祥勘地質工作，并提交了《貴州開陽磷礦洋水礦區馬路坪礦段詳細勘探報告》，報告未提到溫水富存情況,只在地形地質圖上牛趕沖礦段E78線北110米處標有1#溫泉和在E78線北300米處標有2#溫泉(即稱陽橋1#、2#溫泉)。

2013 年底前完成的《貴州省開陽縣洋水礦區東翼深部磷礦詳查報告》中指出，鉆孔未出現地溫異常點，總體平均地溫梯度值為 0.70～2.37℃/100m，鉆孔孔底溫度極值為18.5～46.80℃。根據本次測溫結果分析，工作區內地溫特征如下：

⑴、區內平均地溫梯度均小于3℃/100m（平均地殼地溫梯度），總體區內屬地溫正常區；

⑵、區內地溫總體隨深度的增大而增大。最高溫分布在 15線（對應祥勘的E30線）至25線（對應祥勘的E17線）間，埋深大于1000米，溫度大于37℃，孔底最高溫度出現在19線（對應祥勘的E27線， 即F210斷層附近）的ZK1920鉆孔，測井深度為1443m，井溫為46.80℃。

⑶、15線至25線平均地溫梯度較高，其值為1.2～2.47℃/100m。

由于受地溫梯度的影響，在深勘的17線至25線之間的深部溫度較高，在測井深度1000m（即246.74m標高）以下已高出人體正常體溫（37℃），且ZK1920鉆孔在1443m（即-196.26m標高）孔深處井溫已高達46.80℃。

過電壓檢測裝置利用測量電極上過電壓產生的電場分量對過電壓進行測量和記錄,同時通過試驗來確定測量電極輸入電壓與檢測電路輸出電壓之間的關系[10-11]。為此對該檢測裝置分別做工頻過電壓傳輸試驗、沖擊波過電壓傳輸試驗和頻率特性試驗，以確定在各種激勵條件下檢測裝置的傳輸特性和輸入、輸出對應關系。

3.2 馬路坪礦段井下溫水

3.2.1 馬路坪礦段井下溫水分布概況

在礦區東翼井下開采過程中，只在馬路坪礦段 E15+1線附近遇見溫水，從馬路坪礦段開拓巷道揭露情況可知，馬路坪700中段在E15線北60米、E15+2線的石門內掘到溫水，水溫、坑溫最高溫度 30.9℃，E15線向南水溫、坑溫逐漸降低，到E13線水溫只有17℃而成為冷水,北到E15+3線水溫降為17℃，溫水南北長300米;640中段在E15線北60米處掘到f4斷層溶隙溫水，水溫、坑溫最高溫度31℃，向南水溫、坑溫逐漸降低，到E14線變為冷水，北到E15+3線水溫降為17℃，溫水南北長500米；570巷道由北向南掘進，在E17+1線北20米處水溫27.5℃、坑溫28℃，溫水南北長約700米。據700、640、570三中段溫水分布可知，溫水都處于f41逆斷層的上盤，從與f41逆斷層斜交的較大次生斷層溶隙中流出，隨深度增加，溫水分布范圍有向北移動和擴大的趨勢，最高水溫為31℃，溫度變化不大,640溫水抽到馬路坪860游泳池進水口時，水溫為28.5℃，降低了2℃。

3.2.2 溫水水溫水量狀況

2011年10 月18日，當700E15線北60米的膠帶石門，掘到磷礦層時，見滴水、淋水現象的溫水，巷道向前掘進過程中水溫、坑溫都逐漸增加，2012年1月10日下午5點鐘,當巷道掘到距石門口大巷中272米時,迎頭退回0.5米巷中坑頂處有1米左右厚巖體冒落,大量地下水從巷中坑頂直徑約35厘米的白云巖溶隙中流出,水呈黃色，含泥砂量較重，1月11日下午4點鐘測得涌水量5499.5m3/d,水溫30.7℃，坑溫 30.7℃，后石門停止掘進，其水量、水溫變化情況祥見表（3-1）；2012年3月17日，在700E15+2線的風井石門距石

馬路坪700E15+1膠帶石門溶隙水插表3-1

門口90米處掘到溫水，水從巷道掌子面的釬桿孔中共有900m3/d地下水流出，水壓很小，基本為自流，水溫30℃,當石門向前掘進時，水溫、坑溫都逐漸增加，2012年11月14日，石門掘到f1斷層前8.4米，風井石門涌水量為2099m3/d，水溫30.4度，水來自f3斷層至f1斷層前8.4米范圍內，f3斷層以西巷道干枯，f3往東巷道只在f1斷層左幫高1.2處有530m3/d水流出，其余的幫和頂無流水和淋水，滴水

馬路坪700E15+2風井石門溶隙水 插表3-2

都很少，水來自坑道底部和掌子面，在掌子面處只聽到水流聲而看不見水，坑道底積水約5至15厘米深，坑溫30.9度，熱氣讓人熱得受不了，有面紅耳赤現象，其水量、水溫變化情況祥見表（3-2）。

馬路坪640溫水水量觀測成果表 插表3-3

2014.4.10 814.41 31 30 2014.5.27 2171.4 31 30 2014.6.27 2014.6.27 1267.72 2014.7.23 31 30.5 2014.7.23 2056.57 31 30 2014.8.1 846.11 31 30 2014.8.1 2834.68 31 30 2014.8.23 f6斷層水經掘長4米高3.5米水倉后將水抽到f4斷層水倉。2014.11.19 1700 30.5 為f4和f6斷層水量總和。

700 溫水在抽水過程中，水量在逐漸減小、直至干枯，水溫、坑溫逐漸降低，主要原因是下中段（即640中段)在E15+2線附近往南掘進揭露溫水，祥見馬路坪640溫水水量觀測成果表 （插表3-3），2013年8月25日當坑道掘到E15+1線f4斷層時，700中段溫水于8月27日就干枯了；2014年2月10日，當640坑道向南掘進到 f8斷層時，700E13線冷水就干枯了，說明溫水流通通道是斷層溶隙，640溫水主要是受控于640中段近東西走向的f4正斷層，該斷層與700E15線北60米的膠帶石門中揭露的f4逆斷層交匯而存在水力聯系，當570中段掘到E15+1線附近揭露f4正斷層時，640的溫水也將干枯。從上述可知，因下中段的開采，是導致上中段溫水干枯的主要原因，一個中段的溫水使用時間只有近兩年的時間。

3.2.3 溫水水質

水時，都在源頭取水樣按飲用水標準進行了全分析，其分析結果祥見 表3-4，從表中可知，溫水水質良好，所有指標全達到飲用水標準。

2012年6 月28日在700中段膠帶石門建水倉，將溫水全抽到馬路坪礦860硐口,供馬路坪單身樓、辦公樓、澡堂、游泳池做生活飲用水，并間斷性供給社會服務總公司三個職工食堂做生活飲用水，在860硐口取水樣化驗分析發現，2013年5月27日取樣分析結果中色為32度、渾濁度53度、有肉眼可見物超標外，其他項目均合符飲用水標準,但色度、渾濁度2—3天后就達到了飲用水標準，2015年3月18日取水監測，發現總大腸菌群數（為5.1個/100mL）超標，其他項目合符飲用水標準，2015年4月13日，取水監測，所有監測指標均達到飲用水標準。

經調查，細菌超標是640使用E15線北40米處探礦硐室做調節儲水倉所致，即當 640大巷東側抽水倉不抽水而水位抬高時，為了水不漫過水倉流失，而通過管道將水引入 640大巷西側的探礦硐室儲存起來，當抽水時探礦硐室儲存起來的水又反流到抽水倉，由于探礦硐室布置在白云巖中又靠近礦體，且未經混凝土封閉處理，就很容易被裂隙中的生產污水污染，所以640E15線北40米處探礦硐室調節儲水倉應停用，今后的抽水倉和儲水倉都不能建在大巷靠礦體一側。

4 溫水供水保護措施

馬路坪礦段現開采埋深在700至900米，地壓較大，開拓采準坑道都布置在頂板白云巖中，已全面實行了磷化工全廢料自膠凝充填采礦技術。這給充分利用開拓工程揭露流出的優質地下水創造了條件，但由于充填采礦的影響，人們很擔心地下水受到污染而不能做生活飲用水，所以溫水在使用時應加以保護，其保護性開采措施總結如下：

⑴要引用白云巖大巷東側的水，因靠礦體一側的水易干枯和受到污染；

⑵抽水倉和調節用儲水倉都要建在白云巖大巷的東側，不能建在大巷靠礦體一側；

⑶回采時，要在使用的斷層溶隙水南、北各留近500米范圍推遲回采、充填，以免污染水源；

⑷在馬路坪 860硐口附近建一供水池，對抽來水進行供水處理，確保水質和穩定供水；

⑸對860供水池流出水，按生活飲用水標準每月進行2至3次的水質監測，確保供水安全。

5 結論

經過對馬路坪礦井下溫水在抽取使用過程中的調查研究，取得以下認識：

⑴我們認為馬路坪礦井下溫水的成因是，熱氣沿與深大斷裂F41斷層近正交的次生大斷層F4（水平斷距140米）斷層破碎帶上升，將F4次生大斷層附近地下水加熱而成。由于F4次生大斷層產狀為25。＜70。，所以向下開采過程中，溫水范圍有向北移動的趨勢，水溫、坑溫向深部有增大趨勢，據鉆探資料可知，到246.74m標高水溫、坑溫會達到37℃以上，從700中段、640中段、570中段揭露情況可知，熱水帶寬為300至700米，向深部有增加的趨勢；

⑵該溫水可作為生活飲用水，天然水質良好；為預防溫水在使用過程中受到生產污染，要執行“溫水供水保護措施”；

⑶隨著開采中段的降低，溫水抽水標高也跟隨下移，溫度會增加，將水抽出地表成本也將增加，所以溫水的使用應多樣化和商業化；

⑷現水質分析從飲用方面化驗較多，今后應從礦泉水、溫水療養等方面做些分析了解，以造福磷礦職工家屬。

馬路坪700、640生活飲用水水質分析成果表 表3—4

水 磷溶隙水水溫（℃） 30 28.7 12.4 30.6色（度） ＜5 ＜5 ＜5 10渾濁度（度） ＜1 ＜1 ＜1 3

臭和味（無） 無 無 無 無肉眼可見物（無） 無 無 無 無pH（無） 7.15 7.46 7.11 7.7總硬度（CaCO3計)（mg/L） 127 133 132 127鐵（mg/L） ＜0.03 ＜0.03 ＜0.03 0.11錳（mg/L） ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01銅（mg/L） ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05鋅（mg/L） ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05硫酸鹽（mg/L） 16 7 10 4氯化物（mg/L） ＜1 ＜1 ＜1 6溶解性固體（mg/L） 138 145 152 206

高錳酸鹽指數（mg/L） ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5砷（mg/L） ＜0.007 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01鎘（mg/L） ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0005六價鉻（mg/L） ＜0.004 ＜0.004 ＜0.004 ＜0.004氰化物（mg/L） ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002氟化物（mg/L） 0.4 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02鉛（mg/L） ＜0.0025 ＜0.0025 ＜0.0025 ＜0.0025汞（mg/L） ＜0.00001 ＜0.00001 ＜0.00001 ＜0.00001硝酸鹽（mg/L） 0.02 0.11 0.33 0.16氨氮（mg/L） 0.16 0.14 0.05 0.12硫化物（mg/L） ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02陰離子洗滌劑（mg/L）亞硝酸鹽氮（mg/L）＜0.05＜0.001＜0.05＜0.001＜0.05 0.003＜0.05＜0.03二氧化氯（mg/） ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02細菌總數（個/mL） 未檢出 75 93 2耐熱大腸菌群（個/100mL） ＜2 未檢出 未檢出 未檢出總大腸菌群數（個/100mL） ＜2 未檢出 未檢出 未檢出

[1]《貴州開陽磷礦洋水片區馬路坪礦段詳細勘察報告》；

[2]《貴州省開陽縣洋水礦區東翼深部磷礦詳查報告》。

G322

B

1007-6344（2015）08-0071-03

鄒仕孝，1963年11月出生，貴州省遵義市人，水文地質工程地質工程師職稱，學士學位，在貴州開磷集團礦業總公司從事水文地質工作.