莫俊暉

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧　530022)

1　地下水資源概況

根據(jù)1∶20萬區(qū)域水文地質(zhì)報告，礦區(qū)位于巴荷—下雷地下水資源分區(qū)(Ⅷ2)，該區(qū)地下水主要為巖溶裂隙溶洞水。本區(qū)地下水枯季徑流量為0.52億m3/a，年平均徑流量為3.18億m3/a。主要以地下河系統(tǒng)方式徑流排泄，地下河分布以下雷河為中心，分別在兩側(cè)以南西—北東向展布，出口均位于下雷河附近，下雷河南西側(cè)發(fā)育有兩條地下河系統(tǒng)，北東側(cè)發(fā)育有4條地下河系統(tǒng)，年均流量66～1 699 L/s。經(jīng)統(tǒng)計地下河年均徑流量為1.43億m3/a[1]。

2　礦區(qū)水文地質(zhì)特征

礦區(qū)分布在下雷向斜南西端，起于0線，南西至46線以西。東面以黑水河為界；北西面邊界：黑水河—蹬高梁山—礦區(qū)邊界拐點(diǎn)8—礦區(qū)邊界拐點(diǎn)7—礦區(qū)邊界拐點(diǎn)1。南面邊界在泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)與泥盆系上統(tǒng)榴江組(D3l)和泥盆系上統(tǒng)五指山組(D3w)的交界處[2]。

2.1　礦區(qū)地下水類型及含(隔)水地層特征

礦區(qū)的地下水含(隔)水層類型有6種。

1)松散巖類孔隙含水層。

2)大塘階(C1d)、中石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)純碳酸鹽巖裂隙溶洞含水層。

3)下石炭統(tǒng)巖關(guān)階下段(C1y1)純碳酸鹽巖溶洞裂隙含水層。

該含水層巖石溶溝、溶槽、溶隙、溶芽發(fā)育，具有不均勻性：該層為礦層的間接頂板，礦層采空放頂后，將通過垮塌影響帶對礦坑間接充水，該含水層對礦床開采潛在影響較大。

4)泥盆系上統(tǒng)五指山組第一至三段(D3w1-3)硅質(zhì)巖裂隙含水層。

5)泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)灰?guī)r裂隙溶洞含水層。

6)隔水地層：下石炭統(tǒng)巖關(guān)階上段(C1y2)硅質(zhì)巖泥巖相對隔水層；泥盆系上統(tǒng)五指山組第四段(D3w4)泥灰?guī)r、泥巖相對隔水層；泥盆系上統(tǒng)榴江組(D3l)鈣質(zhì)泥巖相對隔水層。

2.2　礦區(qū)構(gòu)造破碎帶水文地質(zhì)特征

2.2.1F1斷層水文地質(zhì)特征

走向近于東西，北盤為底板隔水層，南盤為東崗嶺組含水層，15線以東巖溶較發(fā)育，透水，含水性強(qiáng)，是南部巖溶水的通道，使南部礦坑充水的隱患增加；15線以西巖溶不發(fā)育，透水、含水性較弱。垂向上隨深度增大巖溶發(fā)育程度減弱[3]。

2.2.2其他斷層的水文地質(zhì)特征

其他斷層發(fā)育在礦層含水層及D3w4隔水層中的各組斷層。斷層破碎帶一般都很小，寬度10～30 cm，個別斷層在擠壓特別強(qiáng)烈地段及斷層交叉處，可達(dá)1～2 m，斷層角礫與方解石、石英脈膠結(jié)良好。由于斷層影響使巖層含水性增強(qiáng)，但就滲透系數(shù)K值絕對值而言，斷層裂隙帶的透水性仍屬弱的；而當(dāng)斷層延伸到D3w4，泥巖較多的層位時，則斷層帶的透水性更弱。因而，由斷層帶連通地表水(布康溪水)弱，對礦坑充水影響小。

3　礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、逕流與排泄特征

3.1　地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件

在自然條件下，松散巖孔隙含水巖組在獲得大氣降雨補(bǔ)給后，主要以分散而垂直方式向下滲透補(bǔ)給下伏的硅質(zhì)巖(或碎屑巖)、碳酸鹽巖含水巖組及巖漿巖裂隙含水巖組地下水。而裸露的碎屑巖(如硅質(zhì)巖)、碳酸鹽巖含水巖組及巖漿巖裂隙含水巖組則直接獲得大氣降水的入滲補(bǔ)給[4]。上述含水巖組地下水獲得直接或間接補(bǔ)給后，一部分以分徑散滲流等形式向溝谷徑流排泄，最后匯入礦區(qū)的溪流；另一部分則下滲補(bǔ)給深部地下水，向東、東南方向作區(qū)域性徑流與排泄，最終也匯入黑水河。黑水河位于礦段的東部，是礦段大氣降水、地表水、地下水的主要排泄通道。由于河床砂礫石、碎石層結(jié)構(gòu)松散，透水強(qiáng)，河水與第四系孔隙含水層水力聯(lián)系密切，河水直接補(bǔ)給第四系孔隙水，間接補(bǔ)給基巖裂隙水。而在礦段范圍內(nèi)黑水河河床最低標(biāo)高為241.5 m，該標(biāo)高以上淺部巖石風(fēng)化裂隙水多以泉、老窿口排水、地下河水的形式排泄補(bǔ)給黑水河。

3.2　地下水動態(tài)特征

礦區(qū)的地下水動態(tài)仍呈氣象動態(tài)型。地下水氣象動態(tài)型的主要特點(diǎn)是：在雨季期間，地下水水位抬高，徑流量與排泄量增大；而在雨季過后，地下水水位下降，徑流量與排泄量減少。如下為泉、坑道、溪水的長觀動態(tài)情況：q5泉水流量在2～4月間，流量為3.5～9.1 L/s，而在7～8月份；q5泉水流量為15.1～38.9 L/s；280 m中段在2～4月、5～8月坑口排水流量分別為：31.9～43.3，30.1～1 208.7 L/s?？梢姶髿饨邓堑V段地下水的重要補(bǔ)給源[5]。

4　礦床涌水分析

4.1　北部礦段

北部礦段主要充水含水層為泥盆系上統(tǒng)五指山組2～3段(D3w2-3)，主要隔水層為泥盆系上統(tǒng)五指山組1、4段(D3w1，D3w4)，局部地段C1y1可能構(gòu)成間接充水含水層。礦床主要充水來源有：①礦層直接充水含水層D3w2-3；② C1y1為間接充水含水層，可能通過未封好的鉆孔對礦坑充水，或者礦層采空放頂引起D3w4隔水層陷落，導(dǎo)致對礦坑充水；③下雷河和布康小溪對礦坑充水影響?。?/p>

礦區(qū)南部已開采的中段水平主要有385，340，280，220 m?？紤]礦層特點(diǎn)以及便于與目前礦坑涌水量做比較，計算水平為340，280，220，100 m。北中部礦段的礦層埋深南深北淺，北端礦層埋藏淺，開采時可自然排水，局部地段礦體賦存條件復(fù)雜，礦層層位標(biāo)高起伏變化較大，礦區(qū)南部舊采礦坑道可能成為未來的充水來源。

4.2　南部礦段

目前，礦區(qū)南部正在開采坑道共有標(biāo)高385，340，280，220 m 4個中段，礦坑涌水主要通過PD385、PD340和PD280洞口排出。根據(jù)歷年觀測資料，各洞口排出水量均具有明顯的季節(jié)變化，其雨季(5～9月份)涌水量是旱季的數(shù)倍甚至十幾倍。將礦坑的涌水情況與88年提交的礦區(qū)南部勘探報告中預(yù)測的涌水量進(jìn)行對比，以全面了解礦坑的充水因素。目前主要開開挖施工坑道為220 m中段，礦坑排水主要通過抽水至280 m中段坑道排出。因此，可以將PD385、PD340和PD280洞口排水量之和作為220 m中段的涌水量，分雨季、旱季和年平均以說明涌水量全年變化情況。

表1　礦區(qū)南部預(yù)測涌水量與實際涌水量對照

從表1中可以看出預(yù)測的涌水量偏小，預(yù)測值與旱季的涌水量相對比較接近，其主要原因可能是對降水入滲補(bǔ)給量估算不足。實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，礦山露采采場、堆渣場等地段地表徑流能力有限，降水易于入滲地下轉(zhuǎn)化為地下水，進(jìn)而增大礦坑涌水量。與年平均涌水量相比，預(yù)測誤差為13%～33%，預(yù)測精度為B級，精度較高，這也表明以往的勘探工作對礦區(qū)水文地質(zhì)條件了解比較充分。

5　含水層對礦床開采潛在影響分析

C2h、C1d巖溶含水層，大氣降雨補(bǔ)給，水位標(biāo)高368.18～392.4 m，自西向東徑流，排泄于黑水河(下雷河)，局部因C1y1隔水層作用，以泉的形式向相鄰溝谷排泄，對礦床充水影響小。

C1y1溶洞裂隙含水層，大氣降水和地表水補(bǔ)給，地下水位是西高東低，北高南低，最大標(biāo)高510 m，最小標(biāo)高240 m，布康溪多為350～310 m，地下水總的流向是自西向東，排泄于黑水河(下雷河)，局部補(bǔ)給布康溪，為礦層的間接充水含水層。礦層含水層與(C1y1)純碳酸鹽巖溶洞裂隙含水層間存在(D3w4)相對隔水層，兩層水位差達(dá)數(shù)米至20 m以上，通過鉆孔對兩含水層隔離檢查，水位差一般在5～37 m，具有良好的隔水性能，故兩含水層在天然的條件下無水力聯(lián)系。

礦層含水層和直接底板風(fēng)化帶含水層，兩含水層是相互密切聯(lián)系的含水體，均為大氣降水補(bǔ)給，西部(26線以西)及兩翼露頭帶的潛水區(qū)為補(bǔ)給區(qū)，地下水位標(biāo)高大于400 m。地下水自西向東流，補(bǔ)給黑水河(下雷河)，在潛水區(qū)，于深切的溝谷中偶以線狀，片狀滲出形成泉，補(bǔ)給地表小溪。由于滲透性的差異，9線以西，底板風(fēng)化帶含水層地下水位高于礦層含水層，9線以東，水位底于礦層含水層，局部地下水可能沿此巖溶發(fā)育帶向東徑流，于04線附近可能通過巖層裂隙補(bǔ)給D2d含水層。該含水層是礦床直接充水含水層。

D2d裂隙溶洞含水層：大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給源豐富，主要以地下河的形式集中徑流、排泄，礦區(qū)南面水位標(biāo)高446～240 m，大致由西向東徑流，地下河出口(在下雷鎮(zhèn))流量368 L/s以上；礦區(qū)北面地下水位標(biāo)高285～430 m，地下水由南西向北東方向徑流，地下河出口流量468～2 864 L/s。D2d巖溶含水層是區(qū)域含水層，同時該層也是礦層底板間接充水含水層，補(bǔ)給源豐富，富水性強(qiáng)，因南翼局部地段底板隔水層較薄、且斷層的切割，都有可能引起該含水層對未來礦坑充水。

黑水河(下雷河)對礦坑充水影響的問題：黑水河在礦區(qū)東面3 km，切割各含水層，河床標(biāo)高241.5 m，即使開采水平低于黑水河，因礦層導(dǎo)水性較差，黑水河通過礦層及其直接頂?shù)装逖a(bǔ)給影響小。

6　結(jié)　論

礦區(qū)位于一個獨(dú)立完整的水文地質(zhì)單元，即以泥盆系上統(tǒng)五指山組第一至第三段(D3w1-3)硅質(zhì)巖裂隙水為礦床直接充水層的向斜構(gòu)造水文地質(zhì)單元。礦區(qū)30線以西屬以裂隙充水為主，頂板直接進(jìn)水，水文地質(zhì)條件屬簡單類型；30線以東緩傾斜礦體部分屬以溶洞充水為主，頂板間接進(jìn)水，水文地質(zhì)條件為中等類型；陡傾斜礦體中：30～13a線屬以暗河充水為主，底板間接進(jìn)水，水文地質(zhì)條件屬復(fù)雜類型；13a～10線屬以裂隙充水為主，底板直接進(jìn)水，水文地質(zhì)條件屬簡單類型；10線以東以溶洞充水為主，底板直接進(jìn)水，水文地質(zhì)條件屬中等類型。

在今后回采設(shè)計過程中，要兼顧考慮區(qū)域的塊段設(shè)計開采對于含水層的影響，礦區(qū)的地表及井下280和220中段都已經(jīng)形成了良好的排水系統(tǒng)，進(jìn)行開采設(shè)計規(guī)劃時，特別是深部礦體開采，要把礦區(qū)排水系統(tǒng)納入到區(qū)域塊段設(shè)計中區(qū)考慮，這樣才能防患于未然，保證礦山企業(yè)安全生產(chǎn)。