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        玲瓏礦田東風(fēng)礦區(qū)水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

        2020-12-20 10:03:19楊松林
        中國(guó)金屬通報(bào) 2020年1期

        楊松林,武 帥,張 潔

        (1. 煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264000 ;2. 山東黃金礦業(yè)(玲瓏)有限公司,山東 煙臺(tái) 264000)

        水文地質(zhì)條件是東風(fēng)礦區(qū)開(kāi)采設(shè)計(jì)時(shí)必須予以充分考慮的重要因素。本文旨在根據(jù)東風(fēng)礦區(qū)水文地質(zhì)概況和自然地理特點(diǎn),對(duì)本區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查研究,為生產(chǎn)單位基建工程施工提供依據(jù),同時(shí)為礦山下一步開(kāi)采設(shè)計(jì)提供參考。

        1 地質(zhì)概況

        東風(fēng)礦床是玲瓏金礦田四大礦床之一,位于招遠(yuǎn)市北東24km,礦區(qū)交通方便,礦床范圍內(nèi)以構(gòu)造剝蝕為主的中低山區(qū)為主,該區(qū)一年四季分明,夏季高溫多雨,降水集中,地表水系不發(fā)育,礦區(qū)周圍的地表水資源缺乏。本區(qū)巖層主要是第四系松散層和以花崗巖為主的巖體。

        1.1 巖層(體)水文地質(zhì)概況

        本區(qū)巖層(體)主要有兩大類,即第四系松散層和以花崗巖為主的巖體。第四系主要頒布于淺部:東部和中部多為殘、坡積及沖洪積層,主要為碎石、砂、亞砂土及粘土等組成,厚度不均,一般厚1m~12m,為潛水類型。單位涌水量一般為0.013L/s.m~2.810L/s.m,滲透系數(shù)為1.29m/d~19.69m/d,礦化度0.19g/L~0.42g/L,水化學(xué)類型為水化學(xué)類型SO4-Ca及SO4-HCO3-Ca型,礦化度<0.5g/l。花崗巖在本區(qū)在面積出露,上部風(fēng)化強(qiáng)烈,風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖石破碎,風(fēng)化層厚度一般在5m~39m,構(gòu)成花崗巖風(fēng)人裂隙含水層。一般為潛水類型,水位埋深隨地形變化,一般3.40m~7.9m,風(fēng)化層多被告風(fēng)化砂、巖屑及泥質(zhì)充填,因而富水性較弱,單位涌水量一般0.023L/s.m,滲透系數(shù)為0.75m/d,礦化度<0.5g/L,水化學(xué)類型為水化學(xué)類型SO4-Ca-(K+Na)及SO4-HCO3-Ca型。

        1.2 礦床巖體水文地質(zhì)特征

        本區(qū)含水帶巖層有第四系松散層、基巖風(fēng)化裂隙含水帶及構(gòu)造裂隙含水帶。

        1.2.1 第四系孔隙淺水含水層

        第四系松散巖層不發(fā)育,主要是坡積、沖積、洪積作用形成的含礫粗中砂及砂質(zhì)粘土,分布于溝谷的兩側(cè),厚度一般1m~4m,含孔隙潛水,無(wú)連續(xù)含水層。水位埋深2.45m~7.58m,單位涌水量0.153L/s.m~0.430L/s.m,滲透系數(shù)0.8m/d~85.1m/d,水化學(xué)類型SO4—Ca及SO4-HCO3-Ca型,礦化度<0.5g/l。由于受選礦水及其它污水影響,SO42-、NO3-含量增高,水質(zhì)受到污染。

        該含水層接受大氣降水補(bǔ)給,雖然透水性較強(qiáng)、富水性好,但在礦床范圍內(nèi)只在南東方向的河谷中及短小的溝溪中有所分布,面積小、厚度薄,故只能做為部分居民生活用水水源,即使與底部風(fēng)化裂隙含水層有水力聯(lián)系,對(duì)礦山生產(chǎn)也無(wú)影響。

        1.2.2 花崗巖風(fēng)化裂隙含水層

        該含水層埋深一般在1.89m~4.45m,單位涌水量0.023L/s.m~0.681L/s.m,滲透系數(shù)0.75m/d~15.134m/d,水化學(xué)類型SO4-Ca-(K+Na)型,礦化度< 0.1g/l。

        該含水層賦存標(biāo)高在+150m~+230m,主要受大氣降水和第四系含孔隙水補(bǔ)給,礦床首開(kāi)中段+50m距風(fēng)化層底板甚遠(yuǎn),風(fēng)化裂隙水不會(huì)直接進(jìn)入坑道,絕大部分以潛流或泉的形式順地表自然坡降排出流入河谷,僅有少量通過(guò)與構(gòu)造裂隙含水帶相連部位進(jìn)入坑道,構(gòu)成坑道涌水間接因素。

        1.2.3 構(gòu)造含水帶

        該含水帶分布于構(gòu)造帶內(nèi)及其兩側(cè),呈條帶狀分布,具有斷裂構(gòu)造、礦脈、含水帶三位一體的特征。礦床內(nèi)對(duì)坑道有充水意義的主要是208號(hào)、207號(hào)、206號(hào)脈群形成的構(gòu)造裂隙含水帶。構(gòu)造含水帶由以下特征:

        水性外強(qiáng)內(nèi)弱,即斷裂上盤(pán)較下盤(pán)破碎裂隙多,含水性好;上強(qiáng)下弱,由于該含水帶由上及下巖石破碎程度隨深度增加而逐漸減弱,從而導(dǎo)致構(gòu)造含水帶上強(qiáng)下弱;同一脈群水力聯(lián)系強(qiáng),同一脈群中揭露一條礦脈含水帶后,其它支脈含水量隨坑道抽水時(shí)間增加含水量明顯減少直至排干。

        斷裂構(gòu)造破碎帶內(nèi)由于巖石較破碎,裂隙發(fā)育,透水性和富水性顯著增加,是礦床充水的主要因素,滲透系數(shù)為0.015m/d~0.445m/d,礦化度<1.0g/l,水化學(xué)類型HCO3-Ca、HCO3-SO4-Ca及SO4-HCO3-Ca型。

        1.2.4 地下水的補(bǔ)給、逕流和排泄條件

        經(jīng)研究,區(qū)內(nèi)主要有三個(gè)含水層(帶),根據(jù)補(bǔ)給、逕流和排泄條件的差異,分別為第四系孔隙水、花崗巖風(fēng)化裂隙水和花崗巖構(gòu)造裂隙水。

        2 地下水觀測(cè)

        通過(guò)近幾年井下泵房抽水統(tǒng)計(jì),2007年~2009年日均地下涌水量2779m3/d,日最大排水量3580m3/d。一般每年的7、8、9三個(gè)月份雨量較多,井下日排水量相對(duì)增加,其它月份日排水量相對(duì)減小。

        2.1 坑道涌水量預(yù)測(cè)

        采用比擬法預(yù)測(cè)礦坑涌水量:由于節(jié)理裂隙的發(fā)育隨深度增加而漸弱,考慮到礦坑富水性隨深度減少,認(rèn)為涌水量往往不與水位下降值成正比,因此采用比擬法公式Q=Q1(S/S1)1/2進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果:-800m中段盲主井目前正在施工石門(mén)穿,尚未施工到含礦蝕變巖破碎帶,目前的排水量約為400m3/d~500m3/d??拥烙克款A(yù)測(cè)的結(jié)果為:3728÷3=1243m3/d,預(yù)測(cè)最大涌水量為:5219÷3=1740m3/d。

        總之,金礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下,頂板直接進(jìn)水,充水含水層滲透性較弱,局部有強(qiáng)導(dǎo)水的張性裂隙,斷裂構(gòu)造裂隙水是礦床充水的主要因素。第四系含水層對(duì)礦坑充水影響不明顯,礦床水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單類型,地表水體與地下水聯(lián)系不明顯。

        3 防排水工程

        3.1 工程設(shè)計(jì)

        根據(jù)東風(fēng)礦區(qū)水文地質(zhì)條件和自然地理特點(diǎn),東風(fēng)礦區(qū)開(kāi)采設(shè)計(jì)時(shí)予以充分考慮。井筒及工業(yè)場(chǎng)地布置:副井井口位于腰西澗山脊之上,標(biāo)高+203.7m,北距龍通河320m(河底標(biāo)高+142.3m),井口北部無(wú)大的溝谷,洪水可順腰西澗流入龍通河。主豎井位于青草澗西200m山脊之上,井口標(biāo)高+183m,青草澗水庫(kù)正常蓄水標(biāo)高為+138m~+156.5m。水庫(kù)東西兩側(cè)分別有引洪渠向南東300m至龍通河,泄水能力9000m3/d泄水快。

        3.2 排水設(shè)備、設(shè)施配置

        目前礦山2號(hào)盲豎井、3號(hào)盲豎井、盲主井(-760)三條豎井統(tǒng)一排水至-440m泵房,由-440m泵房上揚(yáng)至地表高位水池。排水設(shè)備、設(shè)施具體布置如下:

        2號(hào)盲豎井二十四中段井底水倉(cāng)1000m3,配有MD155-67×5三臺(tái)。敷設(shè)∮159、∮133無(wú)縫鋼管排水管路各一條至十六中段。最大排水能力465m3/h。井底水窩設(shè)兩臺(tái)WQXJ50-60潛水泵將井底水窩水排至二十四中段水倉(cāng)。

        3號(hào)盲豎井二十二中段井底水倉(cāng)800m3,配有100D45×6三臺(tái)。敷設(shè)兩條∮133和一條∮159無(wú)縫鋼管排水管路至十六中段,最大排水能力255m3/h。

        通過(guò)最近井下泵房抽水統(tǒng)計(jì),日均地下涌水量3580m3/d,現(xiàn)有井下設(shè)備、設(shè)施完全可以滿足井下地下水及充填泄水的排水要求。

        4 結(jié)論

        (1)東風(fēng)礦區(qū)金礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之下,頂板直接進(jìn)水,充水含水層滲透性較弱,局部有強(qiáng)導(dǎo)水的張性裂隙,斷裂構(gòu)造裂隙水是礦床充水的主要因素;第四系含水層對(duì)礦坑充水影響不明顯,礦床水文地質(zhì)條件屬于簡(jiǎn)單類型。

        (2)目前礦山排水設(shè)施完善,尚無(wú)水文地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,但須注意自然降水由地表古采坑下滲透形成淋水,造成坑內(nèi)涌水隨著增大而發(fā)生突水事件,同時(shí)嚴(yán)格采礦秩序管理,防止其它礦井突然排水,造成淹井事件發(fā)生。

        (3)礦區(qū)主豎井、副井井口均位于低山丘陵山脊之上,主豎井井口標(biāo)高為183m,副井井口標(biāo)高為203.7m,均高于地表水體30m以上,無(wú)發(fā)生山洪及水體淹井的可能?,F(xiàn)有井下設(shè)備、設(shè)施完全可以滿足井下地下水及充填泄水的排水要求。

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