江西省分宜縣某鐵礦水文地質條件分析

黃銀寶，龐新龍

（1.江西省地礦局九0二地質大隊，江西 新余 338000；2.江西應用技術職業學院，江西 贛州 341000）

1 礦區背景簡述

礦區位于江西省新余市分宜縣內，直距分宜縣城約30km。走向長約240m，呈北北西—南南東向展布，礦區地形南高北低，最高標高347m，最低標高約137m，相對高差約209m。本區地處亞熱帶季風性濕潤性氣候區，四季分明，氣候濕潤多雨，雨量充沛。區內植被發育，松樹，杉樹，毛竹茂密，雜草叢生，地表廣泛覆蓋著腐植土及第四系殘坡積層。本區域為袁水與瀘水的分水嶺。北部的袁水，南部的瀘水、同江河等均為贛江支流。區域內地表水系不發育，多為山澗，僅有少數溪流。

研究區礦產以鐵礦主，分布于震旦系楊家橋組下段的鐵礦層圍繞神山倒轉背斜南翼及南部邊緣展布，東起峽江、良山，經大平山南西的楊家橋，西至松山、新址一帶，延展約60余千米，礦層厚2m～8m，平均含鐵量在24～28%之間。區內已探明鐵礦床19處，其中大型1處，中型16處。區內還分布有高嶺土、硅石等非金屬礦。

2 礦區水文地質條件

2.1 含水層特征

本礦區除第四系松散層外，均為震旦系上部一套以泥質為主的變質巖地層。在區域內大面積分布的變質巖系地層中，未發現強含水層，區域地下水以基巖裂隙水為主，富水性弱。

2.2 隔水層特征

根據鉆孔巖芯編錄資料，基巖風化層以下，層間破碎帶以上未經風化和構造破碎較弱的巖石堅硬致密，風化裂隙和構造裂隙不發育。根據鉆探簡易水文觀測，絕大多數地段水位穩定，不發生大的變化，無涌水和漏水現象，鉆孔巖芯較完整，主要呈長柱狀態、柱狀，少數呈短柱狀，巖石質量指標好-極好。椐坑道調查可知，大多數地段干燥無水或頂底板微濕，是穩定的隔水層。

2.3 地下水的補、徑、排特征

礦區內氣候潮濕多雨，年平均降雨量為1577.90mm，大氣降水豐富，為本區地下水提供了充足的補給水源。但由于本地區地形較陡，溝谷發育，地表水和地下水排泄條件良好，因此多數降水成為地表徑流沿溝谷往區外排泄，不利于地下水的積聚，少數降水滲人第四系及基巖風化帶轉化為地下水，并從高處往低處滲流。在滲流途中，一部分泄出地表，形成帶狀裂隙水，再由低洼處排入溝谷。與此同時，有一小部分風化帶裂隙水補給第四系孔隙水，然后轉化為地表水，沿溝谷排出區外。本地區地下水是具有就地補給、就地排泄的特點。

2.4 礦坑涌水量預測

目前，露采已全部結束，全面轉入地下開采，開采方式為斜井開拓，在不同水平開采標高預算其礦坑涌水量。根據礦體形態、產狀、水文地質特征，采用比擬法、滲透系數法和水動力學法預測礦坑涌水量（表1）[1-3]。

（1）比擬法：本礦區與周邊另一開采多年礦區同屬震旦系變質巖系，其地層、巖性及水文地質特征基本相似。其資料可用來預算本礦區的礦坑涌水量。

Q0----已知礦區坑道實測涌水量（174.18t/d）。

F0----已知礦區坑道補給面積（380000m2）。

S0----已知礦區坑道水頭高度（49.0m）。

S----水位降低（m），取預測水平以上有關鉆孔水位標高平均值與本水平標高之差。

H----鉆孔水位標高平均值（241m）。

F----補給面積（m2）：F=（B+2R）·L。

式中：

B----礦體在該水平上的寬度，在各剖面圖上量取該平均值。

L----預測水平礦體長度（m），在地形地質圖上量取。

R----坑道排水時影響半徑（m），用公式求R=10S。

K----滲透系數（m/d），抽水試驗資料值（0.0094）。

（2）滲入系數法：本礦區巖性單一，與贛中鐵礦田某鐵礦區水文地質條件基本相似，已有多年的長期觀測資料，引用該礦區長觀資料求得的滲入系數，來預算本礦區的礦坑涌水量。

計算公式 ：Q =α×A×F（m3/d）。

式中：α----滲入系數（取0.16，根據礦區4年長觀均衡資料）。

A----正常涌水量取多年平均日降雨量（0.0046）；最大涌水量取雨季一次連續最大降雨量196.6mm（18d），折算為日平均降雨量0.011。

F----補給面積（m2），同比擬法。

（3）地下水動力學法：礦層開采時，可視為兩邊進水的排水廊道。

式中：L、K、S、R值同比擬法。

從以上三種計算結果表明：比擬法和滲入系數法兩者計算結果相接近，動力學法計算結果相差較大。而比擬法和滲入系數法是建立在實際資料的基礎上其結果較為實際。

礦山開拓以來，未發生過嚴重影響坑道作業的透水事故，水文地質復雜程度為簡單地區。隨著開采延深和采區擴展，采礦再生裂隙及導水介質漸漸增多、排水疏干漏斗范圍也相應擴大，采區地下水動水位將持續低位。水動力條件變化后，礦坑充水通道會因水壓傳導作用增加其滲透性能，倘若采區邊緣導水裂隙延伸至地表，在雨季地表水資源豐富的時候也會增大礦井涌水量，未來采礦過程中應加強防范。

2.5 礦區供水條件

本礦區地下水資源較貧乏，礦區內唯一較大的地表水體為礦區東部的溪流，據流量長期觀測測得流量0.217m3/s，即18748.87m3/d;水質屬HCO3-Cu-Ca-Mg-K+Na型，礦化度0.065g/L；PH值6.9，總硬度1.8731.按需水量估計，溪流水能滿足采礦需水量。礦山現生產區供水方式是，利用巷道涌水泵輸至高位水池沉淀后供生產使用。自建集水池采集風化裂隙含水層泉水供生活飲用。目前，兩類供水源水量和水質均滿足礦山要求。

3 結語

礦區可采工業鐵礦體大部分賦存在+50m標高以上，地下水為礦坑主要充水源，由基巖風化裂隙潛水、基巖裂隙承壓水和層間破碎帶承壓水構成。充水方式是經礦體頂底板和構造裂隙進入礦坑。生產礦井涌水量隨季節變化，水源來自于降雨滲入補給，間接充水源有少量的第四系孔隙水和季節性溪溝地表水，在地形低洼處通過松散層或風化帶沿采礦再生裂隙滲入礦井。

礦區位于水文地質單元中的丘陵-低山基巖裂隙弱富水區，地形有利于自然排水。當地最低侵蝕基準面標高為+125m，礦坑水自然排泄面標高為+137.60m，工業儲量底界標高為+50m。礦床主要充水含水層為基巖風化裂隙潛水含水層、基巖裂隙承壓水含水層和層間破碎帶承壓水含水層，其都為弱富水性。根據礦體賦存位置與礦區充水因素的關系，以及礦區水文地質特征、充水影響程度分析，該礦床屬水文地質條件簡單的裂隙充水礦床。