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        樂家灣銻礦向深部開采過程中的水文地質(zhì)分析

        2018-11-06 09:38:54鄒輝輝
        西部資源 2018年3期
        關(guān)鍵詞:開采銻礦標(biāo)高

        鄒輝輝

        摘要:本文在介紹樂家灣銻礦開采歷史、開采情況與地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,分析了礦山在向深部開采過程中水工環(huán)地質(zhì)條件的變化及類型。

        關(guān)鍵詞:銻礦;開采;標(biāo)高;上龍

        1.礦山開采簡史

        據(jù)調(diào)查于公元1933年~1935年由長沙一位留美冶金學(xué)者李××和資本家進(jìn)行土法開采,就地冶煉,開采范圍5線以東地表和淺部的民窿。1965年~1967年由樂昌縣鉛鋅礦公司開采,主采范圍388m中段標(biāo)高以上5線以西段。1968年~1969年由慶云公社組織力量開采,建設(shè)銻選廠一座,選礦規(guī)模處理礦石100噸/日。1980年~1985年由樂昌銻冶煉廠承包開采,后期開拓370m中段。1986年由樂昌縣經(jīng)委接管辦礦,開采范圍370m中段以上,并開拓基建坑道335m和300m中段。已擴(kuò)建選廠規(guī)模150噸/日,并建配套的井下,地面提升設(shè)備和10ms~20ms壓風(fēng)動力設(shè)備。于1995年6月體制改革,轉(zhuǎn)為有限責(zé)任公司開采,至今均為由樂昌市慶云鎮(zhèn)上龍銻礦有限公司開采。

        礦山經(jīng)過多年的開發(fā)建設(shè),已由+388m標(biāo)高開采至+30m標(biāo)高。

        2.水文地質(zhì)條件及開采后的變化

        2.1水文地質(zhì)現(xiàn)狀評價

        (1)礦區(qū)在區(qū)域水文地質(zhì)單元中的位置

        礦區(qū)位于地表水分水嶺,地形有利于排泄。地下水以F1斷裂經(jīng)過的上樂家灣為分水嶺,地下水向北東、南西方向以溶洞下降泉的形式向外排泄,不利于地下水聚集。礦區(qū)當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面在上樂家灣,標(biāo)高370m;儲量估算最低邊界為-67m;主礦體位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以下,不利于自然排水。

        (2)構(gòu)造破碎帶的水文地質(zhì)特征

        F1縱斷層,走向北東,傾向南東,從豐收水庫南西經(jīng)樂家灣,洞頭往竹芬方向延伸,穿過(D3ma)和(D3mb)。斷層線上,泉點(diǎn)呈串珠狀排列。受斷層影響,溶洞,地下暗河發(fā)育,并向下延伸較深。據(jù)ZK221鉆孔揭露,在標(biāo)高52.09m~49.65m仍發(fā)育有溶洞;另據(jù)ZK220鉆孔資料,該孔自地面至標(biāo)高49.94m,孔深339.03m,均發(fā)育有溶洞和溶蝕裂隙,裂隙面多見黃褐色、紅褐色附著物,地下水活動痕跡明顯,部分溶洞充填。

        沿斷層發(fā)育地下暗河,主要有上樂家灣一豐收水庫暗河;上樂家灣一竹芬暗河,兩條暗河以上樂家灣為分水嶺,分別沿斷層向北東、南西方向以溶洞下降泉的形式在豐收水庫和竹芬一帶排出地表,流出區(qū)外。

        由F1縱斷層位于礦體下盤,與礦體之間有100m~200m厚的隔水層存在,未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造斷裂溝通,根據(jù)鉆孔和坑道揭露,斷層對礦坑充水無影響。

        (3)礦區(qū)含水層和隔水層

        ①帽子峰組下亞組(D3ma)中厚層白云質(zhì)灰?guī)r巖溶含水層:走向北東,傾向南東,傾角40°~60°,厚度80m~120m。受傾伏褶皺影響,該層在礦區(qū)北面和南面均有出露。

        ②天子嶺組中亞組上段(D3tb-3)中厚層灰?guī)r裂隙含水層:厚度15m-20m,該層巖溶不發(fā)育,巖心檢查僅見少量溶蝕裂隙。泉流量O.059L/s-1.638L/s,據(jù)ZK1111簡易抽水資料,q=0.013L/(s·m);坑道揭露到本層只見兩處裂隙突水,水量分別為0.136L/s和0.288L/s,富水性弱。鉆孔水位標(biāo)高400m-412m;地下水流向南西。由于含水層厚度較薄補(bǔ)給來源主要靠大氣降水,動儲量不大,以靜儲量為主。據(jù)坑道水文地質(zhì)調(diào)查,張性裂隙發(fā)育地段有點(diǎn)滴狀、線流狀滴水和小股狀出水,水量一般在突水后不長時間內(nèi)就明顯減少甚少干涸。受季節(jié)影響明顯,如388m中段一處突水,雨季水量為0.288L/s,旱季只有點(diǎn)滴狀和線流狀滴水。

        本含水層位于礦體上盤,與礦體問存在天子嶺組中亞組中段(D3tb-2)薄層泥灰?guī)r,泥巖隔水層,由于該隔水層厚度不大,且松軟破碎,地下水可沿裂隙補(bǔ)給礦坑,另外由于部分巷道通風(fēng)井通過該含水層,因此、構(gòu)成了礦坑充水次要含水層。

        ③天子嶺組中亞組下段(D3tb-t)中厚層灰?guī)r裂隙弱含水層:厚度18m~150m,巖溶不發(fā)育、鉆孔僅見少量溶蝕裂隙及破碎帶導(dǎo)水。據(jù)鉆孔資料、水位標(biāo)高為398m-417m,地下水流向南西。該含水厚度不大。補(bǔ)給來源主要依靠大氣降水,以消耗靜儲量為主。如388m中段貫通370m中段運(yùn)輸斜井施工中,發(fā)生一處突水,初始突水量5.618L/s,20ds時后即減少到0.102L/s,最后干涸,富水性弱。

        本含水層為主要含礦層位,地下水可直接進(jìn)入礦坑,為礦坑充水主要含水層。

        ④天子嶺組上亞組下段(D3tc)薄層泥質(zhì)灰?guī)r隔水層:厚度lOOm-120m,該層泥炭質(zhì)含量高,局部夾粉砂巖,頁巖,巖溶不發(fā)育,為礦區(qū)主要隔水層。

        ⑤天子嶺組中亞組中段(D3tb-2)薄層泥灰?guī)r隔水層:厚度25m-60m,位于礦體頂、底板,該層泥炭質(zhì)含量高,巖性松軟,為隔水層;由于厚度小,穩(wěn)定性較差,少量張性裂隙可成為地下水通道。

        ⑥第四紀(jì)沖積含水層不發(fā)育,而風(fēng)化殘坡積黏土、亞黏土覆蓋全區(qū)且厚度大(0.2m~12m),弱透水或局部透水,與裂隙水有水力聯(lián)系。

        (4)地表水與地下水動態(tài)變化及其水力聯(lián)系

        本區(qū)地表水及地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給,流量及水位隨季節(jié)變化明顯,年變化幅度較大。地下水位年變幅為4.12m-10.00m。

        本區(qū)地表水田頭河、南大溝遠(yuǎn)離礦床。與礦區(qū)含水層之間無水力聯(lián)系。由于F縱斷層穿過豐收水庫,且沿(D3ma)巖溶發(fā)育。在豐收水庫中發(fā)現(xiàn)有數(shù)個溶洞泉,為上樂家清一豐收水庫地下暗河的出口,故豐收水庫與(D3m3)巖溶含水層水力聯(lián)系密切,在天然情況下,地下水補(bǔ)給豐收水庫。但位于礦體上方的水塘(原慶豐水庫),未發(fā)現(xiàn)水庫與地下水有水力聯(lián)系:如ZK1108鉆孔距水庫只有18m,水位低于水庫水位4.10m;ZK226鉆孔距離水庫只有5m,水位高出水庫水位1.39m。

        (5)礦床主要充水因素

        主礦體賦存于(D3tb-1)灰?guī)r中,含礦層即是弱裂隙含水層,地下水可直接進(jìn)入礦坑。此外。(D3tb-3)灰?guī)r裂隙中之地下水,也可從礦層頂板間接進(jìn)入礦坑。這兩個弱含水層是礦床充水床充的主要來源,但由于富水性弱,補(bǔ)給來源主要靠大氣降水,但水量不大,故對礦床充水不會造成較大危害。

        2.2本次水文地質(zhì)調(diào)查情況

        根據(jù)礦山水文地質(zhì)小組長期監(jiān)測,礦井排水采用多級向外排水方式。目前共設(shè)置4個水倉,分別為+230m、+265m、+330m、+390m各中段一個,各水倉的水通過水泵泵出到地面蓄水池。據(jù)礦山介紹,礦井內(nèi)生產(chǎn)用水量較小,井下水倉容量能供給生產(chǎn),多余水量通過水泵排向井外。

        根據(jù)近年礦山水文監(jiān)測資料統(tǒng)計(jì)(表1),+230m中段以上總排水量為:枯水期200m3/d,豐水期最大1100m3/d,年均650m3/d,其中+230m坑道(主坑道總長約0.28km)最大排水量為:枯水期140m3/d,豐水期最大730m3/d,年均435m3/d;+265m坑道(主坑道總長約0.28km)涌水量為:枯水期60m3/d,豐水期370m3/d,年均215m3/d,與1988年相比略有減小。與2010年相比,+230m坑道水量略有增加,+265m坑道水量略有減少。

        本次礦山生產(chǎn)勘探新開拓的探礦中段+200m、+155m、+120m、+60m、+30m四個中段,根據(jù)我隊(duì)井下觀測,時間稍久的+200m、+155m、+120m中段坑道中,坑底有少量積水(據(jù)礦井負(fù)責(zé)人講,積水主要為施工用水積水),坑壁潮濕,未見明顯積水,而最新的+60m、+30m中段,我隊(duì)工作人員下井觀測時,坑道兩壁較為干燥、未見滴水或潮濕。由此推斷近礦含水層未往深部延伸,大致在+155m-+200m范圍中斷,因此不進(jìn)行深部低標(biāo)高的礦坑涌水量預(yù)測。

        綜上所述,礦區(qū)水文地質(zhì)條件較好,但+370m中段突水量可達(dá)5.618L/s,因此礦區(qū)水文地質(zhì)條件中等。

        3.結(jié)語

        水文地質(zhì):礦體賦存于侵蝕基準(zhǔn)面以下,附近有地表水體,但對礦床充水無影響;礦區(qū)以裂隙充水為主,根據(jù)開采資料,+370m中段礦坑涌水量1100m3/d,突水量可達(dá)5.618L/s,而新開拓的礦坑中段+200m、+155m、+120m、+60m、+30m五個中段坑底有少量積水、坑壁潮濕或坑道兩壁較為干燥、未見滴水,因此礦床水文地質(zhì)條件屬中等。

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