廣南腳得礦區水文地質條件及涌水量預測

田 鵬

(云南銅業礦產資源勘查開發有限公司， 云南 昆明 650000)

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廣南腳得礦區水文地質條件及涌水量預測

田 鵬

(云南銅業礦產資源勘查開發有限公司， 云南 昆明 650000)

通過對廣南腳得礦區水文地質條件的研究，分析礦床充水因素主要為大氣降水，礦體賦存于巖溶含水層。進行了井下礦坑雨季正常涌水量預測和最大涌水量預測，得出礦區雨季礦坑正常涌水量為小型，雨季日最大涌水量大，為礦區礦坑排水設計提供了依據。

水文地質條件；涌水量預測；降水入滲系數；廣南腳得礦區

廣南腳得礦區位于廣南縣城195°方向、平距35 km處。本礦區屬于小型地下開采礦山，有4個鉛鋅礦體，以往未對礦區內的水文地質進行調查，水文地質工作程度低。應礦山開發需求，對礦區的水文地質條件進行了詳細分析，并進行了涌水量預測。

1 水文地質特征

1.1 地表水體

腳得礦區處于紅河水系和珠江(南盤江)水系分水嶺靠紅河水系一側，地表水屬紅河水系。區內地表水系不發育，水量不太豐富，大部分為受季節影響的間歇性溪流。只有位于礦區南部的腳得溪流為長流地表水。礦區屬水資源缺乏地區。地表水均通過附近的溶洞、巖溶凹地、巖溶漏斗落入地下，由北西向南東以暗流方式匯入礦區以南12 km外的石筍河。腳得溪流在干季測得流量為3.26 L/s，2014年8月雨季測得流量為13.16 L/s。腳得溪流于新寨北東流入溶洞落入地下。

1.2 地下水類型及特征

根據地下水的賦存形式、水力特征及巖性組合關系，區內地下水可劃分為松散巖類孔隙、基巖裂隙水及碳酸鹽巖巖溶水3種類型。各類型地下含水層(組)及其富水性描述如下。

(1) 松散巖類孔隙水含水層。分布于區內的山麓、溝谷等地段，含水層為Qdl+el、Qal+pl，巖性為粘性土夾碎石、砂礫等，厚度幾米至十幾米不等。地下水賦存于土體孔隙之中。區域內該套含水層無泉水出露，區域內單井涌水量0.1～10 m3/d，富水性一般為弱。補給來源主要為大氣降水。洼地、漏斗中的粘性土僅透水而不含水。

(2) 基巖裂隙水含水層。含水層主要為D1p、O1d、O1s1等地層，含水層巖性主要為石英砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖，地下水主要賦存于巖體的構造及風化裂隙中，區域徑流模量Mo=1.13～6.48 L/s·km2，泉流量Q=0.01～10.05 L/s，富水性中等。大氣降雨為其主要補給途徑。

(3) 碳酸鹽巖巖溶水含水層。含水層主要為O1s、3b、3t等地層，含水層地層巖性主要為灰巖、白云質灰巖、灰質白云巖。廣泛分布于礦區中部、東北部。地下水富水性與各地層巖溶發育程度有關，3t地層巖溶發育程度強～中等，地下水賦存于溶隙、溶孔和巖溶管道中，富水性中等～強；O1s、3b等地層巖溶不甚發育，地下水主要賦存于溶蝕裂隙中，富水性中等。總體上區內巖溶富水性中等～強。大氣降雨為其主要補給途徑。據腳得溶洞探測，礦區中部分布的3t巖溶水地下水水位埋深大于80 m，水位標高在1600 m以下。

1.3 礦床充水因素分析

礦區內已施工部分探礦坑道，坑道內未發生過涌水，僅見部分滴水現象。雨季滴水量明顯增加。由于暴雨季節巖溶地下水陡漲陡落將可能對礦坑涌水產生影響，尤其是巖溶水陡漲，可能導致礦坑涌水量驟增，因此對礦區進行涌水量預測。

2 涌水量預測

2.1 預測原則

現在礦體控制高程是：V1礦體為1628.21～1742 m，V2為1669～1750 m，V3為1616～1685 m，V4為1600～1662 m；而地下水位高程在1600 m以下。結合礦山坑采方案，4個礦體的采礦坑道不貫通，因此對礦坑涌水量按4個礦體分別預測。

2.2 方法選擇

通過對礦區進行的水文地質勘查，可知：

(1) 礦區處在地表分水嶺地帶，屬于地下水補給徑流區，地下水潛水面很深，礦區所有施工工程都未接觸地下潛水面；

(2) 礦床充水水源為大氣降水，地下水補給量小；

(3) 礦體均處于區域侵蝕基準面以上，且根據目前揭露情況看，地下水穩定水位在1600 m以下；

(4) 四個礦體開采方式以井下開采為主；

(5) 礦區屬于老礦山，未做過抽水實驗。

根據以上水文地質條件及礦區實際情況，預測只考慮大氣降水的影響，降雨匯水面積以開采面積為準，采用降水入滲系數法進行礦坑涌水量預測。

2.3 計算公式選擇

根據對礦區水文地質條件資料的整理，選用的涌水量計算公式為：

Q正常=A正常×Fi×αi

式中，Q正常為預測礦坑正常涌水量，m3/d；A正常為雨季平均日降雨量，m。據氣象資料統計，礦區每年6～9月為雨季，其降雨總量為936 mm，降雨日數為120 d，則A正常取為0.936/120=0.0078 m/d；Fi為礦坑匯水補給面積，m2，根據礦區各礦體水文地質條件，以地形、海拔及分水嶺為依據，大致估算匯水面積。借助cad軟件，經統計概算的各礦段降水匯水補給面積見表1；αi為降水入滲補給系數，各礦段不同地層巖性的降水入滲補給系數見表1。

Q最大=A最大×Fi×αi

式中，Q最大為預測礦坑正常涌水量，m3/d；A最大為雨季平均日降雨量，m。據廣南縣氣象資料統計，礦區歷年雨季日最大降雨量為101.7 mm，則A最大取為101.7 mm/d，即0.1017 m/d；Fi、αi的代表意義和數值確定同上，按表1取值。

表1 礦區各礦體地層巖性降雨匯水面積及入滲系數統計

2.4 計算結果

按上述公式及參數，計算獲得的雨季礦坑正常涌水量見表2。

表2 礦坑涌水量預測結果

2.5 礦坑涌水量預測結果評述

從表2可以確定，廣南腳得礦區雨季礦坑正常涌水量和日最大涌水量相差大。經過現場調查發現，目前所有坑道工程仍未揭露地下潛水面，即仍位于地下水穩定水位面以上，其礦坑涌水量主要源自地表大氣降水，實際涌水量應更小。礦區雨季礦坑正常涌水量為小型，而最大涌水量較大，礦山今后應注意加強礦坑水動態觀測和深部地下水賦存狀況調查工作，監測礦坑用水量變化。

3 結 論

(1) 廣南腳得礦區地表水不發育，4個礦體均位于當地侵蝕基準面以上。礦體賦存于碳酸鹽巖巖溶水含水層，開采深度處于巖溶水垂直滲透補給帶內，開采范圍內含水層富水性不強，大氣降雨為礦床充水的主要因素。礦區水文地質條件為巖溶裂隙含水層間接充水的簡單類型。

(2) 根據礦山實際情況，采用降水入滲系數法計算礦坑涌水量，得出礦區雨季礦坑正常涌水量為小型。但礦區雨季日最大降雨量大，日最大涌水量大，礦區應加強監測，礦坑排水設計必須充分考慮各種影響因素。

(3) 礦區今后應加強水文地質勘查，采用多種方法進行涌水量預測，提高準確性，為礦山開采提供依據。

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田 鵬(1988-)，女 研究生，助理工程師，從事地質工作，Email：310235986@qq.com。