毛坪鉛鋅礦東西向帷幕線地質(zhì)特征分析

李東立 楊昌松 彝良馳宏礦業(yè)有限公司

毛坪鉛鋅礦東西向帷幕線地質(zhì)特征分析

李東立 楊昌松 彝良馳宏礦業(yè)有限公司

本論文闡述了毛坪鉛鋅礦東西向帷幕線的地層、構(gòu)造、水文地質(zhì)等地質(zhì)特征以及帷幕線地下水與礦坑水的關(guān)系，在深入分析了東西向帷幕線地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，更為科學(xué)的對(duì)礦區(qū)地下水含水系統(tǒng)做出了劃分，給出了將來(lái)實(shí)施帷幕注漿的空間邊界，為礦山合理開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。

大水礦山；帷幕注漿；地下水；含水層

1 引言

毛坪鉛鋅礦位于云南省彝良縣境內(nèi)，是我國(guó)西南地區(qū)一座水文地質(zhì)條件復(fù)雜的大水礦山，東西向帷幕線處于礦區(qū)南部洛澤河河?xùn)|片區(qū)。當(dāng)前礦山排水、治水問(wèn)題突出，其中河?xùn)|區(qū)排水量最高達(dá)30，000m3/d，嚴(yán)重制約著礦山未來(lái)深部的安全開(kāi)采，為此，公司制定了注漿防滲帷幕堵水方案。本文分析了南部東西向帷幕線的地質(zhì)、構(gòu)造和水文地質(zhì)特征以及東西向帷幕線地下水與礦坑水的關(guān)系，來(lái)說(shuō)明東西帷幕線注漿的可行性和必要性，并為將來(lái)注漿段的選取提供依據(jù)。

2 地層特征

東西向帷幕線橫切石門(mén)坎背斜東翼，地層總體產(chǎn)狀自西向東逐漸緩傾，受應(yīng)力擠壓，呈波狀起伏。東西向帷幕線鉆孔揭露地層特征由淺至深巖性變化如下：

（1）灰色、灰白色白云巖：605～743m標(biāo)高以上，粗晶結(jié)構(gòu)，中-厚層構(gòu)造，巖芯呈薄餅狀，破碎地段含少量白色硅質(zhì)細(xì)脈體，小晶洞較發(fā)育，連通性差。

（2）灰黑色白云巖：743～605m標(biāo)高以下，中—細(xì)晶結(jié)構(gòu)，中層構(gòu)造，局部薄層構(gòu)造，晶洞發(fā)育，一般1cm左右，最大2～3cm，但分布不均勻，連通性較差。

（3）炭質(zhì)白云巖：本次施工的鉆孔在400～480m標(biāo)高的不同位置均揭露一層炭質(zhì)白云巖，灰黑色，微細(xì)晶—泥晶結(jié)構(gòu)，厚層構(gòu)造，巖石硬度降低，局部見(jiàn)少量白色硅質(zhì)細(xì)條帶。該層分布厚度穩(wěn)定，連續(xù)性好，構(gòu)成下部承壓含水層的隔水頂板。

3 構(gòu)造特征

該區(qū)域斷裂構(gòu)造如下：

① 水平向特征

以帷幕線DK06鉆孔為界，西段和東段裂隙發(fā)育差異較大。DK06鉆孔以西段地層靠近背斜核部，裂隙發(fā)育方向極不規(guī)則，各個(gè)方向發(fā)育程度不等。

② 垂向特征

垂向裂隙發(fā)育特征主要受地層埋藏深度、巖石性質(zhì)影響。DK06鉆孔以西段，自上而下裂隙發(fā)育程度呈減弱趨勢(shì)。

4 水文地質(zhì)特征

本次在東西向帷幕巷道施工的鉆孔，在深部穿過(guò)炭質(zhì)白云巖時(shí)突遇涌水，并具有高水頭壓力。炭質(zhì)白云巖完整性好，厚度穩(wěn)定，隔水性好，其與石門(mén)坎背斜核部的弱透水層共同形成一個(gè)阻水帶，將含水層分為上下兩個(gè)含水層子系統(tǒng)。

（1）阻水帶在DK05鉆孔及其東段，構(gòu)成承壓含水層頂板的炭質(zhì)白云巖連續(xù)性好，厚度穩(wěn)定；DK05鉆孔以西段，位于背斜核部，由于石門(mén)坎背斜核部地層透水性呈現(xiàn)上強(qiáng)下弱的特征，深部地層透水性明顯減弱，根據(jù)DK04鉆孔壓水試驗(yàn)資料，在460m標(biāo)高以下地層透水率一般在0.08～0.24Lu，透水性極弱。因此，由炭質(zhì)白云巖及背斜核部的弱透水帶共同形成一個(gè)阻水帶阻擋下層地下水，并使其具有高水頭壓力。

（2）上部含水層。因受裂隙發(fā)育特征差異的影響，上部含水層的透水性、富水性表現(xiàn)為西部較強(qiáng)，向東減弱。礦山經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開(kāi)采疏干，上部含水層中地下水位大幅下降，沿帷幕線在東西向上形成一個(gè)槽狀低洼帶。

（3）下部含水層。依據(jù)鉆孔巖芯及井下電視資料分析，下部承壓含水層為石門(mén)坎東翼地層受構(gòu)造作用順層滑動(dòng)，形成緩傾斜的層間裂隙帶，層間裂隙帶以上分布36～41m厚度的炭質(zhì)白云巖，完整性好，裂隙不發(fā)育，構(gòu)成該承壓含水層頂板。

（4）上、下層地下水之間的相互關(guān)系。由于礦山井下排水以及勘探工程從未揭過(guò)該區(qū)下部承壓含水層，該承壓含水層地下水基本處于天然原始狀態(tài)。由于礦山長(zhǎng)期排水疏干，上層地下水水位大幅度下降，低于下層承壓水頭，造成下層承壓水對(duì)上層水有一定越流補(bǔ)給，但補(bǔ)給量有限。

5 帷幕線地下水與礦坑水的關(guān)系

東西向帷幕線內(nèi)，上部含水層，巖性主要為白云巖，巖石硬而脆，受擠壓應(yīng)力作用，巖石破碎，形成一系列擠壓性裂隙，地下水通過(guò)裂隙間滲流運(yùn)動(dòng)，自南向北補(bǔ)給礦坑水。本次進(jìn)行的示蹤試驗(yàn)，在DK05鉆孔上部含水層中投入熒光素鈉試劑，連續(xù)監(jiān)測(cè)31天后在井下670m中段92線一帶的新建豎井附近接受到，估算地下水流動(dòng)速度約為7.9m/d，說(shuō)明東西向帷幕線一帶上部含水層中地下水是礦坑充水的補(bǔ)給水源之一。下部承壓含水層位于石門(mén)坎背斜東翼，由于背斜核部在深部具有阻水作用，東西兩翼深部含水中地下水聯(lián)系弱，東西向帷幕線一帶下部含水層中地下水對(duì)礦坑充水影響小。

6 結(jié)論

東西向帷幕線含水層分為上部含水層和下部承壓含水層，下部承壓水和礦坑水聯(lián)系微弱，礦坑南部來(lái)水的主要補(bǔ)給通道是上部含水層，上下含水層之間的隔水層可以作為擬建帷幕體的底板。帷幕線東段（DK07～DK08鉆孔一帶），地層透水性極弱，可作為擬建帷幕體東部邊界。因此，在地質(zhì)體空間分布特征上滿足帷幕建成的基礎(chǔ)條件。

［1］ 劉大金.云南彝良馳宏礦業(yè)有限公司毛坪鉛鋅礦區(qū)9.07地震后水文地質(zhì)研究報(bào)告［M］. 2015，06：177-190.

［2］ 盧萍，侯克鵬.帷幕注漿技術(shù)在礦山治水中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2010，03：21-24.

［3］ 蔣鵬飛，于同超，高廣鋒.帷幕注漿工藝在大水礦山中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2010，06：118-120.

［4］ 趙曉林.昭通市毛坪鉛鋅礦礦山地質(zhì)環(huán)境變異研究［D］.昆明理工大學(xué)，2011.

［5］ 何成應(yīng)，趙斌.大紅山礦帷幕注漿工程實(shí)踐及治水效果［J］.巖土工程界，2007，04：81-84.