厚琪玲

（江西省煤田地質(zhì)局二二四地質(zhì)隊(duì)，江西 南昌 330009）

1 礦區(qū)概況

龍南縣半坑螢石礦區(qū)位于江西省龍南縣縣城方位190°、直距38 km處。礦區(qū)地勢(shì)總體南東高、西北低，海拔標(biāo)高為410.00～601.30 m，最高為礦區(qū)南東部山省界邊的無(wú)名山，海拔標(biāo)高為601.30 m，最低點(diǎn)為礦區(qū)西北105國(guó)道旁的半坑小河，水流從礦區(qū)南東向西北方向徑流，最終注入桃江。河流終年不干，最低枯水位為標(biāo)高416.02 m，最高洪水位標(biāo)高417.52 m。礦區(qū)總體位置屬贛江流域桃江水系支流部位[1]。礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面為410.00 m，最大相對(duì)高差為191.30 m。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 地層含水性

（1）第四系全新統(tǒng)（Q4）：主要分布在V2礦體附近及低洼溝谷地段，主要由風(fēng)化殘積物、坡積物、沖積物的礫石、石英砂、黏土組成。厚度一般為3.45～30.30 m，平均為13.97 m，有19鉆孔揭露，漏水8孔，占該地層漏水的42%，最大消耗量為15.00 m3/h，一般消耗量為0.20～0.40 m3/h，鉆孔水位標(biāo)高418.02～429.15 m；泉出露2處，流量為0.186～0.260 L/s，水位標(biāo)高在418.02～429.15 m；水質(zhì)：pH為6.56，總礦化度為40.42 mg/L，水型為HCO3--Ca2++Na+，屬富水性屬弱至中等的孔隙潛水含水層。

（2）侏羅紀(jì)中世花崗巖（J2γ52～3）：分布在全礦區(qū)內(nèi)，巖性為淺肉紅色到灰白色、似斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，為中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，是儲(chǔ)存礦體的基巖。有19鉆孔揭露，未遇見(jiàn)鉆孔漏水的情況，鉆孔一般消耗量為0.02～0.10 m3/h，鉆孔水位標(biāo)高418.02～429.15 m；泉出露1處，流量為0.17～0.26 L/s；水質(zhì)：pH為7.37，總礦化度為159.92 mg/L，水型為HCO--Ca2+，屬富水性極弱的侵入巖含水層[2]。

2.2 斷層富水性

（1）北北西向斷裂F1：位于礦區(qū)中部，該斷層基本始于LX01（平硐）附近，經(jīng)老礦區(qū)至21勘探線遂漸塵滅。有14個(gè)工程控制點(diǎn)，長(zhǎng)1.7 km；斷裂寬1.23～12.85 m；走向340°～350°；傾向北東，傾角60°～75°，平均65.5°。性質(zhì)主要為張扭性，其次為壓扭性，是V1礦體儲(chǔ)存構(gòu)造。從本次鉆孔揭露情況來(lái)看，斷裂帶兩盤的鉆孔消耗量變化幅度不是很大，一般為0.01～0.06 m3/h，未見(jiàn)漏水情況，但從構(gòu)造角礫巖發(fā)育來(lái)看，調(diào)查的坑道上反映出局部有滴水現(xiàn)象，故認(rèn)為其富水性屬弱～中等。

（2）北北東向斷裂F2：位于礦區(qū)東南部，始于槽探TC013（平硐）附近，至槽探TC018逐漸尖滅，與F1斷層呈“X”型。有8個(gè)工程點(diǎn)控制，長(zhǎng)0.8 km，寬度為1.59～26.10 m，走向20°～35°，傾向東南，傾角為60°～67°，平均63.17°。性質(zhì)主要為張扭性，是V2礦體儲(chǔ)存構(gòu)造。從本次鉆孔揭露情況來(lái)看，斷裂帶兩盤的鉆孔消耗量變化幅度不是很大，一般為0.01～0.08 m3/h，未見(jiàn)漏水情況，但構(gòu)造角礫巖發(fā)育，調(diào)查的PD006坑道上反映有滴水現(xiàn)象，因此認(rèn)為其富水性屬弱～中等。

2.3 礦區(qū)地表水、地下水補(bǔ)徑排關(guān)系及動(dòng)態(tài)變化

礦區(qū)位于區(qū)域水文地質(zhì)單元的補(bǔ)給區(qū)，受地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌影響，形成了有自身特征的補(bǔ)排模式和水文地質(zhì)單元。地勢(shì)上南東高北西低，地表分水嶺與山脊走向基本一致，呈北西至南東方向展布。地下水在礦區(qū)內(nèi)接受大氣降水補(bǔ)給后，沿花崗巖風(fēng)化裂隙帶和第四系松散層，順地形走勢(shì)徑流，總體上在礦區(qū)的東南部及外側(cè)向北西流出礦區(qū)[3]。

（1）淺部孔隙、風(fēng)化裂隙水：為Q、J2γ52～3含水層，主要分布在礦區(qū)淺部3.45～45.42 m、標(biāo)高397.58～484.17 m、平均厚度為22.66 m處，大氣降水是該含水層的主要補(bǔ)給來(lái)源，經(jīng)第四系孔隙或淺部風(fēng)化裂隙帶滲透后，一部分在低洼處以下降泉的形式排泄于地表，另一部分滲透補(bǔ)給淺部孔隙、風(fēng)化裂隙水和斷裂帶，泉的流量與降雨量具有明顯的變化規(guī)律：一般3～6月降雨量增大，泉的流量也越大，流量滯后現(xiàn)象不顯著，10月到次年的1月降雨量較少，流量也相應(yīng)減小，泉流量變化率為96.64%，地下水動(dòng)態(tài)類型屬潛水的雨水類型。

（2）地表水：礦區(qū)僅有一條不斷流的半坑小河，河水主要來(lái)源于礦區(qū)中部的無(wú)名小溪，據(jù)半坑小河流量長(zhǎng)觀曲線可知，河流量與降雨量成正比，反應(yīng)迅速，一般3～6月降雨量最大，河流量也較大，10月到次年的1月降雨量較少，流量也相應(yīng)減小。河流量變化率為139.86%，屬半季節(jié)性雨水變化較明顯的河流。

綜上所述，礦區(qū)水文地質(zhì)條件劃分為二類一至二型，即以裂隙充水為主的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單至中等類型。

3 礦坑充水因素分析

3.1 大氣降水

大氣降水為主要充水水源，其充水強(qiáng)度與降水量大小、持續(xù)時(shí)間關(guān)系密切，大氣降水是本區(qū)地表水、地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，對(duì)礦坑充水主要是通過(guò)淺部風(fēng)化裂隙帶、第四系孔隙水和開(kāi)采造成的塌陷及導(dǎo)水裂隙帶滲入礦井，造成充水危害。

3.2 地表水

礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有半坑小河且常年不息，是對(duì)V2礦體造成充水的主要因素之一，其過(guò)程是通過(guò)導(dǎo)水裂隙帶和斷裂破碎帶（F2斷層）對(duì)礦坑直接充水。據(jù)長(zhǎng)觀可知，河流量一般為22.24～91.72 L/s，平均為38.72 L/s，因此建議在開(kāi)采V2礦體時(shí)，對(duì)河流進(jìn)行改道或加固，以防礦坑直接充水。

3.3 老窯水

V1礦體老窯水是1988—2007年開(kāi)采留下的采空區(qū)積水，開(kāi)采標(biāo)高為488～370 m，據(jù)SQ2長(zhǎng)觀可知（圖1），水位標(biāo)高441 m。采空區(qū)面積由兩部分組成：無(wú)水的和有水的采空區(qū)，面積分別為4 912 m2和19 088 m2，積水量估算結(jié)果為43 559 m3。考慮到其他不確定因素，安全系數(shù)采用3，積水量為130 676 m3，故再開(kāi)采時(shí)，應(yīng)進(jìn)行老窯水的疏干。

圖1 礦區(qū)水文長(zhǎng)觀點(diǎn)動(dòng)態(tài)觀測(cè)

3.4 淺部風(fēng)化裂隙水

據(jù)風(fēng)化裂隙帶深度統(tǒng)計(jì)表，深度一般為3.45～45.42 m，標(biāo)高397.58～484.17 m，平均厚度為22.66 m，富水性屬弱至中等的孔隙潛水含水層，對(duì)礦床造成直接充水深度的估算為風(fēng)化裂隙帶平均深度與礦坑開(kāi)采時(shí)的導(dǎo)水裂隙帶之和。

風(fēng)化裂隙帶深度依據(jù)鉆孔的消耗量及巖芯的破碎程度而定，通過(guò)計(jì)算，導(dǎo)水裂隙帶高度為11.20 m，因此，開(kāi)采深度在33.80 m以上時(shí)，有可能產(chǎn)生直接充水影響。

3.5 斷層破碎帶

由于礦體位于斷層破碎帶，本區(qū)斷裂破碎帶屬富水性，屬弱～中等，有利于地下水的儲(chǔ)蓄，因此在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)礦坑直接充水應(yīng)引起注意。

4 坑道涌水量預(yù)測(cè)

4.1 礦坑涌水量預(yù)測(cè)方法的選擇

初步預(yù)測(cè)礦坑涌水量采用比擬法，考慮到本礦區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)V1礦體預(yù)測(cè)標(biāo)高+320 m，V2礦體預(yù)測(cè)標(biāo)高+370 m，即第一水平礦坑涌水量。

4.2 礦坑涌水量計(jì)算

（1）Q0：采用枯水期對(duì)SQ2長(zhǎng)觀月平均最小涌水量為0.74 m3/h。（2）F0：V1礦體采用，計(jì)算標(biāo)高370.00 m采空區(qū)水平投影面積，得27 877 m2；V2礦體采用，計(jì)算標(biāo)高415.00 m采空區(qū)水平投影面積，得476 m2。（3）S0：V1礦體采用，初始水位標(biāo)高（441.00 m）至現(xiàn)有礦井開(kāi)采水平標(biāo)高（370.00 m）的水位降深，得441.00－370.00=71.00 m；V2礦體采用，初始水位標(biāo)高（對(duì)LXJ04調(diào)查的水位標(biāo)高431.56 m）至老礦井開(kāi)采水平標(biāo)高（415.00 m）的水位降深，得431.56－415.00=16.56 m。（4）F：V1礦體采用，開(kāi)采標(biāo)高+320.00 m時(shí)，最大礦體開(kāi)采面積，計(jì)算標(biāo)高320.00 m采空區(qū)水平投影面積，得33 566 m2；（5）V2礦體采用，開(kāi)采標(biāo)高+370.00 m時(shí)，最大礦體開(kāi)采面積，計(jì)算標(biāo)高320 m采空區(qū)水平投影面積，得3 999 m2；（6）S：V1礦體采用，初始水位至礦井開(kāi)采第一水平標(biāo)高的水位降深，得到441.00－320.00=121.00 m；V2礦體采用，初始水位為至礦井開(kāi)采第一水平標(biāo)高的水位降深。得到431.56－370.00=61.56 m。

V1代表礦體涌水量：

考慮到降水因素的影響，引用季節(jié)變化系數(shù)φ，即枯水期平均SQ2涌水量（0.76 m3/h）與最大礦坑排水量（1.44 m3/h）之比，得最大礦坑涌水量：

V2礦體涌水量：

從生產(chǎn)井的調(diào)查、長(zhǎng)觀資料入手，在充分分析水文地質(zhì)條件和礦井充水因素的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)礦坑涌水量。計(jì)算礦井開(kāi)采時(shí)的最大涌水量，引用了季節(jié)變化系數(shù)這個(gè)概念，充分反映水文氣象因素在本井田的影響程度。隨著地層水被疏干，礦井實(shí)際涌水量可能比此次預(yù)算的結(jié)果偏小。值得注意的是V2礦體計(jì)算的涌水量沒(méi)考慮到半坑小河對(duì)其充水的影響，因此，在對(duì)其開(kāi)采中應(yīng)注意防患。

5 結(jié)語(yǔ)

半坑螢石礦區(qū)水文地質(zhì)條件為二類一至二型，即以裂隙充水為主的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單至中等類型。

V1礦體涌水量正常為36.48 m3/d，最大涌水量為69.31 m3/d；V2礦體涌水量正常為388.8 m3/d，最大涌水量為738.72 m3/d。