歐陽志宏，張 兵，李仕斌

（1.云南省楚雄礦冶股份有限公司，云南 楚雄 657401；2.云南省有色地質(zhì)局物勘院，云南 昆明 650216）

六苴銅礦區(qū)位于云南高原中北部，屬中高山地貌，礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面目前靜止水位在1785m標(biāo)高，礦體70%位于其以下。礦區(qū)為滇中貧水區(qū)，以侵蝕構(gòu)造地形為主，礦區(qū)地表水系較發(fā)育，排泄條件好，流量受季節(jié)控制，變化極大，地下水補(bǔ)給主要靠大氣降水補(bǔ)。礦區(qū)內(nèi)泥巖分布廣，地形切割大，排泄條件好，地層富水性總體較弱，含水層之間的水力聯(lián)系差，形成了礦區(qū)自流斜地地下水水壓大而水量小的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)泉水流量＜0.1l/s的點(diǎn)占65%，0.1l/s～ 1.0l/s占33%，1.0l/s～ 3.0l/s僅2%[1]。礦體埋深超2000多米，礦化帶較長，受白堊系上統(tǒng)馬頭山組地層嚴(yán)格控制。礦山已有四十多年的開采史，隨著開采深度的加深伴隨而來的水文地質(zhì)問題也變得越來越復(fù)雜，給礦山生產(chǎn)帶來諸多影響，現(xiàn)對深部采礦中遇到的問題進(jìn)行探討，希望能給開采過程中遇到的實(shí)際問題提供幫助。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)含、隔水層特征

礦區(qū)處大雪山背斜傾沒端西—南西翼，含其含、隔水層呈北西向條帶狀相間產(chǎn)出、傾向南西，為一單斜儲水構(gòu)造單元。區(qū)內(nèi)地層含隔水性自上而下依次為：白堊系上統(tǒng)江底河組（K2j）巖性為紫色泥巖，為富水弱的含水層；馬頭山組大村段（K2md）巖性為灰色細(xì)—粉砂巖、灰黑色鈣質(zhì)、碳質(zhì)泥巖，底部具復(fù)礦礫巖，以孔隙、裂隙潛水含水層為主，為富水中等的含水層；馬頭山組六苴上亞段（K2ml3）巖性為厚層狀泥巖，巖石結(jié)構(gòu)致密，隔水條件好，為隔水層；馬頭山組六苴中亞段（K2ml2）巖性為砂質(zhì)泥巖與紫色細(xì)—中粒長石石英砂巖互層，砂巖多呈透鏡體，補(bǔ)給有利時構(gòu)成富水段，以構(gòu)造裂隙承壓含水層為主，富水中等的含水層；馬頭山組六苴下亞段（K2ml1）巖性為：紫色、灰白色細(xì)—中粒長石石英砂巖夾粗—含礫砂巖，以構(gòu)造裂隙承壓含水層為主。是苴礦床含礦層位，富水中等的含水層；白堊系下統(tǒng)普昌河組（K1p）巖性紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖。以構(gòu)造裂隙承壓含水層為主，就全層而言，總體富水性弱，可視為隔水層，為礦床的隔水底板。

1.2 構(gòu)造對礦床充水影響

礦床位于大雪山背斜傾沒端西—南西翼，含水層的空間位置、展布方向及水力性質(zhì)均受其嚴(yán)格控制，形成一套向南西傾伏的自流斜地。組成自流斜地的地層含、隔水性相間，使得礦床深部地下水具承壓性，礦區(qū)礦體埋藏較深，導(dǎo)致礦床深部靜水壓力較大，由于組成礦床單斜儲水構(gòu)造的主要含水層以構(gòu)造裂隙水為主，總體富水性較弱，從而決定了單斜構(gòu)造地下水靜儲量小，礦坑涌水量不大，且易被疏干。

礦區(qū)發(fā)育NW、NE、近EW和近SN向斷裂構(gòu)造，具多期活動特征，次級構(gòu)造發(fā)育。為地下水提供了活動途徑和儲存場所。從地表及1228m、740m坑道的調(diào)查情況上看，主沿、穿脈所揭露的上述斷裂帶部位，地下水在坑壁上以面狀滲出、形成滴水現(xiàn)象排泄為主，坑道掘進(jìn)施工期間，局部地段斷裂帶（F801、F901）出現(xiàn)小規(guī)模涌水，涌水量在10m3/h～20m3/h，但在較短的時間內(nèi)涌水量很快減少，沒有影響施工生產(chǎn)，此類涌水屬構(gòu)造帶內(nèi)孔隙率較高的部位聚集裂隙水形成的含水構(gòu)造的涌水，其特點(diǎn)為儲水構(gòu)造規(guī)模較小，聚集水量有限，對開挖揭露后涌水量較小，且涌水量衰減較快，該巖層富水性總體很弱，不會對掘進(jìn)及開采造成較影響不大。但由于此組斷裂構(gòu)造切割深度及延伸范圍大，切穿了深部的碎屑巖含水層時（六苴下亞段含水層）可形成承壓強(qiáng)導(dǎo)水帶，揭露時會產(chǎn)生突水事故。

1.3 地下水補(bǔ)給、排泄特征及變化

區(qū)內(nèi)為滇中貧水區(qū)，礦區(qū)內(nèi)無大的地表水體，大氣降水是礦區(qū)地下水主要的補(bǔ)給來源。天然狀態(tài)下地下水補(bǔ)給地表水，地下水在構(gòu)造帶或受下部隔水層的阻擋下沿溝谷以滲流或泉的形式排泄補(bǔ)給地表溝谷徑流，流量受控于含水巖層的水文地質(zhì)條件，同時隨季節(jié)性變化大。

隨著地下開采水平不斷加深、面積不斷增大，地下水位不斷下降，降落漏斗不斷增大，目前，六苴礦床地下水位下降之最低降落漏斗中心與740m水平相當(dāng)。疏干影響范圍（降落漏斗區(qū)）上部河溝季節(jié)性地表水反過來補(bǔ)給礦區(qū)地下水，成為除大氣降水之外的礦坑涌水的另一補(bǔ)給源，同時，疏干的含水層接受對大氣降水下滲補(bǔ)給的能力增強(qiáng)。大面積采空區(qū)形變產(chǎn)生不同程度的導(dǎo)水裂隙，也有施工的鉆孔較多及人工采掘，造成地表水與下部含水層以及不同空間含水層之間的水力聯(lián)系增強(qiáng)。

1.4 深部工程揭露地下熱水分布特征

在六苴礦床1228m～740m標(biāo)高探礦坑道中明顯感受到溫度逐漸加大的熱害影響，隨深度增加，溫度由41℃漸增至47℃，主要是因?yàn)橛繜崴斐伞Ｌ降V坑道、鉆孔均出現(xiàn)涌熱水現(xiàn)象，地下熱水主要賦存于白堊系馬頭山組砂巖裂隙之中。經(jīng)測定鉆孔涌水初期最大值可達(dá)168m3/h，但衰減很快，幾天后為180m3/d。各水點(diǎn)亦基本全部疏干，本次于740m水倉測得水溫29.1℃，氣溫35.4℃。1228m水倉測得水溫33.3℃，氣溫28.5℃。

據(jù)水樣分析結(jié)果，溫?zé)崴瘜W(xué)類型為SO4-Ca·Na型水，總礦化度3.0205g/l～ 7.6421g/l，PH值7.06～ 7.41，總硬度25.90mmd/l～38.0mmd/l。地下熱水的形成機(jī)制，初步認(rèn)為主要是受南北向隱伏構(gòu)造及其伴生的低序次低級別斷裂控制。

2 深部開采對礦坑充水因素的影響

六苴礦床采礦活動主要在馬頭山組（K2m）地層進(jìn)行，該地層受單斜構(gòu)造控制，含、隔水性相間，含水層的靜儲量和動儲量都是有限的，前期礦山排水以消耗靜儲量為主，由于上下隔水層的作用，一般與外圍含水層的水力聯(lián)系較弱。礦坑主要充水因素以六苴中亞段（K2ml2）、下亞段（K2ml1）直接充水為主。隨著開拓系統(tǒng)及開采面積、開拓深度不斷增大，礦區(qū)礦坑充水因素主要表現(xiàn)在：1228m水平及以上的淺部坑道內(nèi)含水層已疏干，降落漏斗擴(kuò)大，季節(jié)性地表水下滲，原來的由地下水補(bǔ)給地表水逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇硭囱a(bǔ)地下水（通過聯(lián)系上、下含水層的導(dǎo)水?dāng)嗔鸦蚱扑閹ΦV坑進(jìn)行充水），補(bǔ)給量及補(bǔ)給能力有一定增強(qiáng)。

3 深部開采對涌水量的影響

礦山多年的開采活動一直對裂隙含水層進(jìn)行疏干，隨礦山開拓系統(tǒng)的開拓面積增大、開拓水平的下降，礦坑涌水逐漸增大，但增大到一定程度后基本趨于穩(wěn)定，礦山目前開采系統(tǒng)已基本開拓完畢，已充分揭露了礦床各類充水因素，其影響范圍基本穩(wěn)定，最低開拓水平（740m）的礦坑涌水量（5376m3/d～7880m3/d）也基本穩(wěn)定。根據(jù)礦山對多年來的礦坑涌水量（抽水水）的長期的動態(tài)觀測資料，礦床充水早期以淺部風(fēng)化裂隙水為主，中深部為風(fēng)化裂隙水+構(gòu)造承壓裂隙水。目前，礦坑涌水基本由深循環(huán)的構(gòu)造承壓裂隙溫?zé)崴疄橹鳌?/p>

4 礦山開采中主要水文地質(zhì)問題及其對應(yīng)措施

隨著礦山開采水平的不斷下降，礦山水文地質(zhì)條件逐漸發(fā)生變化，礦坑涌水都集中于最下面的探采水平，礦山開采中的水文地質(zhì)問題日益突出，對礦山生產(chǎn)活動帶來一定影響。礦山生產(chǎn)遇到的主要水文地質(zhì)問題如下：

（1）礦山探采過程中，揭露強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)嗔鸦蚱扑閹r產(chǎn)生大量涌水（突水），也是今后礦山開采過程中可能面臨的主要水文地質(zhì)問題，建議進(jìn)行超前探、放水工程，降低突水的影響。

（2）隨著深度的增加，構(gòu)造裂隙承壓水的壓力增大，地下水溫也增大，隨之而來的地?zé)岷τ绊懸仓饾u加大，所帶來的水文地質(zhì)問題將變得更復(fù)雜。

5 水文地質(zhì)條件預(yù)測評價

現(xiàn)礦山的生產(chǎn)活動已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面，隨著礦山進(jìn)一步開拓面積增大、開拓水平下降，礦山水文地質(zhì)條件逐漸發(fā)生變化，明顯由最初的以風(fēng)化裂隙潛水—層間裂隙承壓水直接充水為主的簡單類型逐漸向構(gòu)造裂隙承壓溫?zé)崴苯映渌疄橹鞯闹械阮愋头较虬l(fā)生變化。地下水降落漏斗隨采空區(qū)及開采深度的增大而擴(kuò)大。礦山地下水補(bǔ)、徑、排條件也逐漸變化，補(bǔ)給源、途徑、通道增多，涌水量增大，同時，礦坑突水的可能性也增大。當(dāng)?shù)V山的探采活動集中最低資源量分布標(biāo)高時，礦山水文地質(zhì)條件將變得更復(fù)雜。

因此，礦山探采過程中應(yīng)一改過去對水文地質(zhì)條件的輕視態(tài)度，加強(qiáng)礦區(qū)地表水、泉水以及礦坑涌水、突水點(diǎn)的動態(tài)觀測（包括流量、水溫、水壓等），完善排水系統(tǒng)設(shè)計，建立長效的礦坑突水監(jiān)測預(yù)警機(jī)制。