某銅礦主、副豎井水文地質(zhì)特征與涌水量預(yù)測(cè)

許玲燕

摘要：在詳細(xì)研究某銅礦豎井水文地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行抽水試驗(yàn)，選取正確的水文地質(zhì)參數(shù)，預(yù)測(cè)了豎井的涌水量，為初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)資料。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)特征；涌水量預(yù)測(cè)

1概述

湖北某銅礦公司擬在銅山口建立主、副豎井，主井井筒設(shè)計(jì)深度605m，副井井筒設(shè)計(jì)深度637m。為后期井筒施工地下水方案處理提供相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)和井筒涌水量（最大涌水量、單位涌水量）數(shù)據(jù)。本文在探明銅山口銅礦主、副豎井水文地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，決定采用抽水試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)主、副豎井涌水量。

2區(qū)域水文地質(zhì)

銅山口銅礦區(qū)東南部以裸露型碳酸鹽巖為主，地形標(biāo)高200～600m，是大氣降雨的主要入滲區(qū)，也是區(qū)域巖溶地下水的主要補(bǔ)給區(qū)。西部和北部以巖漿巖為主，地形標(biāo)高40～110m，是埋藏型和隱伏型碳酸鹽巖分布區(qū)（碳酸鹽巖上覆巖漿巖和第四系）。大氣降水通過裸露型碳酸鹽巖中的裂隙、溶溝、溶槽、落水洞、巖溶洼地等滲入后，一部分經(jīng)過短暫徑流以泉水形式泄出地表，一部分繼續(xù)向北及北西方進(jìn)入碳酸鹽巖埋藏和或隱伏區(qū)，或側(cè)向補(bǔ)給其它含水層。

3主、副豎井各含水層的水文地質(zhì)特征

銅山口銅礦主、副豎井場(chǎng)地位于鄂東南低山丘陵區(qū)北部邊緣，井筒地層含基巖裂隙水和巖溶裂隙水均稍具承壓性，井筒中部火成巖及表部火成巖風(fēng)化殘積粉質(zhì)粘土層為相對(duì)隔水層，構(gòu)成本場(chǎng)地的特有水文地質(zhì)特征。主、副豎井水文地質(zhì)特征描述如下：

（1）表部殘坡積粘土層（Q4dl+el）：表部土層由少量人工填土及坡殘積粘土等組成，局部地段間夾少量已完全風(fēng)化火成巖團(tuán)塊或球狀風(fēng)化體，含少量碎石，相對(duì)下層可溶巖而言，本層可視為相對(duì)隔水層。初見水位在孔深11～12m間，該層主井層底埋深18.26m，副井層底埋深21.06m。

（2）上部大理巖化白云巖（T21）：主井孔深18.10m～46.00m溶孔、小溶洞及溶蝕裂隙發(fā)育；副井孔深54.70～56.00m；56.50～57.00m；62.75～65.00m為溶洞，鉆進(jìn)過程中兩井均不返水。該巖層在主、副井的層底埋深分別為85.76和98.90m，為主、副井中的主要含水段。水為硫酸-碳酸-鈣鎂型中性水，水的來源主要由大氣降水補(bǔ)給。

（3）花崗閃長(zhǎng)斑巖（δγπ）：本層段主井孔深98.90～110.65m；副井孔深85.76～100.60m，是主、副上下可溶巖的相對(duì)隔水層。

（4）下部大理巖化白云巖及大理巖（T21、T14 、T13）：主井孔深110.65～610.00m，副井孔深100.60～641.75m，巖體巖芯完整。其中副井在孔深156.20～224.50m穿插有蝕變花崗閃長(zhǎng)斑巖，另主井在434.65～442.85m見構(gòu)造破碎帶，其角礫膠結(jié)完好，一般含微量裂隙水。故本段層可視為以含微弱基巖裂隙水及微弱巖溶裂隙水為主的含水層。

4主、副豎井涌水量預(yù)測(cè)

根據(jù)主、副豎井孔水文地質(zhì)實(shí)際情況，主、副豎井工程勘察鉆孔相距80米左右，擬采取互為觀測(cè)孔進(jìn)行單孔分段抽水試驗(yàn)。

考慮主、副豎井工程施工過程中，排水問題是關(guān)鍵，所以選擇在地下水補(bǔ)給充沛的雨季進(jìn)行。又考慮兩鉆孔需互為觀測(cè)孔，以確定其影響半徑，由此確定抽水試驗(yàn)時(shí)間于兩孔終孔后進(jìn)行。

主、副豎井抽水試驗(yàn)工作歷時(shí)一個(gè)月左右結(jié)束，主井和副井均做全孔混合抽水和上部主要含水層段抽水，通過分析及整理各種抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)及資料，整理得表1。

抽水試驗(yàn)期間適逢多雨季節(jié)，因此預(yù)測(cè)的涌水量取值可作為今后主、副豎井開拓設(shè)計(jì)配置排水設(shè)備的依據(jù)。通過抽水試驗(yàn)及鉆探工作，主、副豎井井筒掘進(jìn)時(shí)穿越地層的涌水量，運(yùn)用相關(guān)計(jì)算公式：Q=1.37K（2H- S）/（lgR- lgr）計(jì)算結(jié)果見表2：

最終預(yù)測(cè)主井井筒涌水量為1702.80m3/d，預(yù)測(cè)副井井筒涌水量為1945.75m3/d。5結(jié)論及建議

通過探明主、副豎井水文地質(zhì)特征后進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，最終預(yù)測(cè)主井井筒涌水量為1702 m3/d，預(yù)測(cè)副井井筒涌水量為1945m3/d。主、副豎井局部地段巖體溶蝕裂隙發(fā)育，地下水豐富，可能會(huì)產(chǎn)生突水事故，如有必要，可采用高壓注漿法封堵地下水，以防突水事故的發(fā)生。

井筒開挖前定量評(píng)價(jià)井筒穿過含水層的涌水量 ，對(duì)于合理確定防治水措施 ，優(yōu)選施工方案是極其重要的。井筒涌水量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確與否 ，直接關(guān)系到建井工期、施工安全和經(jīng)濟(jì)效益，所以井筒建設(shè)初期應(yīng)該引起重視。

參考文獻(xiàn)

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