江西永平銅礦水文地質特征及充水因素分析

盧 躍

（江西省地質局第一地質大隊，江西 南昌 330000）

礦山水文地質特征有四大指標，分別是地表水體或地表匯水的面積、地下水涌水量、含水層以及隔水層的狀況、斷裂帶以及構造帶的存水狀態。分析礦山水文地質的主旨在于評價防排水，并根據評價結果制定礦井的防護和支護措施，從而避免透水事故地發生。永平銅礦地處江西省上饒鉛山縣，其是一座大型露天成熟銅礦，日采選銅硫礦石可達1萬噸。整個礦床包含有南北兩坑，隨著開采的深入，外部水以及地下水向坑內涌入的風險較大，因此，分析永平銅礦的水文地質特征及充水因素，以此客觀地評價永平銅礦的開采生產狀態，降低水文地質災害的影響，實現銅礦資源的安全生產[1]。

1 永平銅礦水文地質特征

1.1 永平銅礦礦區地質條件

永平銅礦地處武夷山脈北麓，起于武夷山隆起北緣，止于信江拗陷帶南側，廣豐—南城深斷裂貫穿其中，復式褶皺以及斷層發育是其主要地質特征。震旦—寒武系混合巖組構成其基底地層，石炭系葉家灣組、二疊石炭系茅口組、李家組、龍潭組構成其蓋層，整個礦區屬于第四系廣泛發育，賦礦層位位于葉家灣組，少部分呈現脈狀分布于船山組以及二疊系茅口組。

礦區內的應天寺－火燒崗逆沖斷層以巖石為主要斷裂，長度足7000m，10m～60m寬度的破碎帶生長和發育，糜棱巖化帶、角礫巖帶以及碎裂巖帶以此形式出現于斷裂地點的中心兩側。在前寒武紀時期，整個礦區是一個大陸性邊緣型的裂谷，隨著海底火山噴流厚巖系統，形成地質基底。層狀、類似屋形和透鏡狀等顯著地層控和清晰圍巖褶皺界線均是火山噴發流下沉積變質成礦證據。

1.2 永平銅礦礦區水文地質條件

永平銅礦南高北低具備一定的海拔優勢，溝谷侵蝕切割較為明顯，且該斷層的主要組成為糜棱巖、角礫巖和碎裂巖，這些巖層屬于裂隙發育，透水性能絕佳，因此，地表并無明顯的水體，主要的地下水源補給在于大氣降水，其在地勢的作用下沿著沖溝流走，僅在露天的坑底留有一定的積水[2]。另外礦區內的巖層富水性較弱，石炭二疊系采空巖溶含水帶以及石炭系的裂隙水是整個礦區的充水因素[3]。整個礦區的斷裂帶對于礦體的產出起到了一定的控制作用，因此其成為了礦區內水文地質條件的最大影響。

勘測結果顯示，石炭二疊系巖溶與原本的開采礦窿以及塌陷地段難以區分[4]，且巖溶發育銅礦內的硫化礦物氧化導致大量的強酸性礦水形成，導致灰巖的溶蝕越發嚴重，二者形成了一個富水性較強的含水帶，該含水帶內的平均厚度為80m，標高在157.51m～159.35m之間，由于構造作用裂隙發育往北減弱并逐漸與巖溶含水帶接觸，含水層厚度為105m。

2 永平銅礦礦床充水因素分析

2.1 充水水源

充水水源分為直接水源和間接水源，在礦床的采掘過程當中，直接充水源在于地下水的涌入，間接充水源為大氣降水，含水層的滲水和溶洞裂隙水也是充水水源之一。永平銅礦分為南北兩個礦坑，直接充水水源均為灰巖溶洞裂隙水，但礦坑有著南高北低的特點，而水文地質的差異也對充水水源造成了明顯的影響。永平銅礦的南坑雖然目前處于閉坑狀態，但是存在有一定的充水風險。因為南坑的地勢較高，含水層來源于大氣降水的滲水補給，其涌水量受季節影響較為明顯，豐水期涌水量大，且有一定的滯后性。另外，永平銅礦南坑的水文地質相較于北坑要復雜一些，石炭二疊系巖溶與原本的開采礦窿以及塌陷地段形成富水性較強的含水帶，這也是南坑的充水水源之一。相較于南坑而言，永平銅礦北坑的地勢較低，地表水沿著地勢轉移，充水源除了大氣降水，二疊石炭系灰巖溶洞裂隙水也是充水水源之一。

2.2 充水途徑

充水途徑是指沖水水源涌向礦坑經歷的路徑，即為一條水路通道。不同的水源造就了不同的沖水途徑。永平銅礦南坑因為水位的持續下降，陸續地出現了巖溶塌陷的現象，由此為大氣降水以及地表水提供了一個充水通道，且南坑的礦體本就賦存在巖體之上，巖石本身由于受到擠壓產生了一定的裂隙，這些裂隙與破碎帶發育成為小規模斷層，并間接地構成了導水通道，另外永平銅礦南坑的圍巖的巖溶也具備較高的發育程度，逐步形成溶洞水。北坑的充水水源來源有限，因此充水途徑更為簡單，并且地勢的差異是導水通道的構成原因，斷層破碎帶以及構造裂隙也是主要的充水途徑。盡管地勢呈現出了一定的擴展延伸趨勢，但北礦坑的涌水量相對穩定，因此充水途徑沒有太大的波動。

3 永平銅礦安全生產防治水工作措施

3.1 編制水文地質報告，礦區超前勘探

整個礦區的防治水工作應該建立在詳細的水文地質探測以及報告分析的基礎之上，堅持圍繞“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原則，因此，應該對整個礦山的富水區以及斷層實施詳細的勘察檢測，并有效結合動態觀測形成全面的水文地質條件分析，明確充水水源以及沖水途徑，從而制定有效的排水措施。另外，重視礦區內受到采掘破壞或者嚴重影響的含水層以及塌陷部分，因為該處容易造成二次破壞。一般而言礦井的涌水以及水量呈現一定的規律分布的，而水文地質類型劃分報告的編制是制定防水措施的根據，只有建立健全的基礎資料和規章制度才能夠形成有效的參考。并以此為出發點，綜合礦區的開采計劃、開采路徑等建立健全的防治水基礎地質資料，為防治水決策提供科學依據。

工作人員一旦發現現有的水文地質資料不足，應該針對問題進行專項的補充調查與勘探。勘探的方法可以通過多種形式融合的方法，堅持以物探為主，設置較大的鉆探范圍，科學地進行設計施工。水文地質的調查不僅要包含有礦坑水文地質，更要結合熔巖現象、斷層破碎帶的調查以及巷道水文地質的調查。調查的內容主要以水理性質、斷層規模、含水層的分布、巖性厚度、涌水量以及裂隙發育等指標為主，并且不能忽視廢坑以及老坑地調查，其是有效借鑒以往經驗的關鍵，從中汲取經驗形成有效的避免措施，在勘探的過程中要嚴格做到邊勘探邊記錄，并形成有效的文字文件和圖形說明。

另外，由于存水狀態影響礦體開采的進程以及施工安全，長期動態觀測可以有效地預防水害病，因此重視礦區地表水以及地下水的動態觀測。該觀測是一個長期的過程，目的在于掌握地下水的動態特征，從而綜合大氣降水情況以及含水層之間的聯系形成有效分析。觀測的內容主要有水位、水壓、水量、水質及相關的地質工程現象，并利用地下水資源為礦產開采提供服務。

3.2 注重采空區的積水疏干，加強斷層水防治

當前永平銅礦的南坑處于關閉狀態，但其防治水的工作也不能忽視，尤其是對于老空區，其涌水事故不僅造成巨大的經濟損失，還波及到其他的開采范圍，因此，需要認真對待老坑塌陷以及老空區的積水調查，并根據實際情況進行相應的預防以及治理對策，及時對老空積水進行疏干，以免波及其他礦區。另外根據以往的經驗進行分析，涌水情況的發生，其充水途徑大多存在于斷層及其影響帶，因為二者均是重要充水通道且其分布比較密集。因此，如何加強斷層地下水的治理為礦區工作的重點。對于已知的導水斷層應該采取設防隔水或提前疏干放水的措施，同時注重新斷層的勘測和查明，根據其分布情況以及斷層寬度判斷其富水層。另外，以往的不良鉆孔和開采區域也應該重視起來，并進行全面的排查登記，建立不良鉆孔的資料記錄，規范廢棄礦坑制度。

3.3 預測涌水量，綜合防治地表水害

盡管永平銅礦礦井并未因為涌水而造成不良影響，但是生產密度的增大以及開采的加深，勢必會對礦壓以及地質造成影響，屆時充水條件必然會發生相應的變化。因此，在加強動態監測的同時，預測礦井的涌水量。永平銅礦的涌水主要來自含礦斷裂帶、熔巖水和裂隙水，并且地表水和大氣降水的影響均明顯，由其隨著開采的深入，地面裂隙坍塌地發生，也影響含水層以及隔水層，一旦各層之間構成較強的水力聯系，則導致難以估量的后果。因此，應該定期地進行涌水量預測以及勘察，及時地發現問題并處理問題。

4 綜述

在現代的銅礦開采工作當中，在保證生產量的同時,實現安全和穩定的開采，因此，水文地質勘察以及充水分析是重中之重。江西永平銅礦作為我國知名的銅礦，相應的水文地質特征及充水因素分析更為重要，全面地掌握資料利于水害的有效防治，保證礦山開采的可持續發展，實現開采質量和工作效率的雙向提升。