鹿井矿田黄高地区铀矿床水文地质条件分析

■夏腊生（湖南省核工业地质局三〇二大队湖南郴州423000）

鹿井矿田黄高地区铀矿床水文地质条件分析

■夏腊生
（湖南省核工业地质局三〇二大队湖南郴州423000）

本文对黄高地区铀矿床的含水层(带)水文地质特征、地下水补给、迳流及排泄条件进行了评述；对该矿床的主要充水因素分别作出了分析研究；同时还对矿井的涌水量进行了分析预算。

水文地质条件充水因素涌水量比拟法

鹿井矿田位于南华活动带华夏褶皱武功～诸广断隆区，诸广山复式岩体中段，是我国南方重要的铀资源基地之一。

1　矿床地质特征简述

黄高地区铀矿床位于南岭山脉中段北缘，处于鹿井矿田中部QFⅡ石英硅化断裂带上下盘的次一级构造带组的夹持区（图1）。区内出露的主要岩石有：印支期第一阶段细粒、中粒白云母花岗岩，第二阶段中粗粒似斑状黑云母花岗岩，燕山期第二阶段中粗～中细粒二云母花岗岩，第三阶段细粒少斑黑云母花岗岩。

区内构造发育，具有多期次和继承性活动的特点。QFⅡ石英硅化断裂带是矿田级构造，其上下盘的次一级NE向和NNE向构造，常以带组的形式侧列展布，直接控制含水层（带）的分布。

2　矿区水文地质条件分析

2.1自然地理条件

矿区属于侵蚀构造型中低山地貌，山体总的走向呈SN向，地势南东高而北西低，最高海拔(西华山)为644m，侵蚀基准面(集龙河)标高为250m，相对高差394m。

区内属亚热带气候，常年温湿多雨。年降雨量1241～2353mm，平均1746mm，平均蒸发量874～1030.9mm，年平均湿度83.2%，年平均气温17.8℃，每年4～8月为雨季，11月到次年2月为有霜期，冰冻降雪比较少，主导风向为东南风，最大风力6～7级。

2.2地表水

下洞子溪，高昔溪是矿床内主要的地表水系，最终流入集龙河。下洞子溪流量：低水位期为0.4～0.85m3/s；高水位期为1.17～3.59m3/s；洪峰期为12.27m3/s。高昔溪最大流量0.76m3/s，平均流量0.006m3/s。文英河流量1.5～15m3/s，集溪河流量1～8m3/s，它们纵贯矿区的东部和西部边缘，流向由南至北注入集龙河（流量4～30m3/s）。

2.3含水层（带）水文地质特征

矿床内含水层（带）按地下水赋存岩性和水力性质分为花岗岩裂隙潜水层和构造裂隙脉状承压含水带两种类型。

（1）花岗岩裂隙潜水层。该含水层埋藏于侵蚀基准面以上，大体呈层状分布，空间发育形态与地形有关，发育深度一般为110m左右，潜水位埋深0～40m。含水岩性主要是中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩，充水明显的地段，岩石破碎，裂隙发育，裂隙面上常见有铁染现象和碳酸盐薄膜等，富水性不均，沿水平方向或垂直方向都有变化。在水平方向上，泉水最大流量1.815L/s，最小流量0.001L/s或更小。在垂直方向上，自上而下富水性变弱，50m深度以上相对富水，50～110m深度富水性弱～极弱，110m深度以下为相对隔水层。该含水层厚度6～104.50m，q=0.00005～0.0073L/sm，K=0.003～0.045m/d。水温17～20℃。

（2）构造裂隙承压含水带。区内构造裂隙脉状承压含水带比较发育，各含水带的富水性、透水性都较差，单位涌水量绝大多数小于0.1L/sm，渗透系数小于0.5m/d。

矿区内主要含水带有10条（图2），其特征分别是：

①号含水带受呈侧列展布的GF5带控制，埋藏深度95-193m，厚12-20m。含水岩性是硅化破碎角砾岩及碎裂花岗岩，钻孔揭至该带时漏水现象较明显。抽水试验结果，q=0.0068-0.036L/sm，K=0. 035-0.325m/d。

②号含水带受HF1硅化角砾糜棱岩带,含水岩性主要是该带上盘的硅化角砾岩及破碎花岗岩，张性节理和梳状石英晶洞比较发育，但连通条件较差，下盘的硅化角砾糜棱岩一般不含水，透水性能亦差。该含水带厚7-20m，富水性、透水性沿其走向有自北向南减弱的趋势，ck1-2等涌水孔扬水试验成果：q=0.057L/sm，K=0. 263m/d，33线专门水文孔抽水试验成果：q=0.0001L/sm，比北段小400倍，K=0.0011m/d，比北段小235倍，水温19-24℃。

③号含水带是由QFⅡ带及其上、下盘影响带所组成后条区域性含水带，全长12.8Km。含水岩性主要原因为白色状块石英脉及硅化破碎花岗岩，带内及其上下盘围岩蚀变强烈，晚期形成的梳状、蜂窝状石英晶洞和构造裂隙构成充水空间。含水带厚20-40m，最宽可达82m，钻孔揭至该层出现垮孔、漏水和涌水等现象。富水性和透水性沿走向的变化较大，有自北向南减弱的趋势。钻孔抽（扬）水试验结果：q=0.00033-0.0668L/sm，K=0.0006-0.80m/d

④号含水带受XF7带组控制，呈侧列展布，全长4.0Km。含水岩性在地表为硅化角砾岩、块状石英脉，破碎，透水性良好，试坑简易渗水试验测其渗透系数为2.3867m/d。深部为硅化角砾糜棱岩，经钻孔水文地质编录，富水性和透水性都较差。ck26-1孔扬水试验结果：q=0.0805L/sm，K=0.874m/d，水头13.80m，富水性相对较好。

⑤号含水带受高昔矿床GF5硅化角砾糜棱岩带及其两侧影响带控制，呈侧列展布，全长4.0Km，分南北两段。南段产在③号含水带上盘，含水岩性主要是硅化破碎花岗岩和块状石英脉，带内及其两侧围岩蜂窝状石英晶洞和纺性裂隙比较发育，坑道初揭涌水量可达7-8L/s，以后逐渐稳定在0.218L/s左右，含水层厚度7.5m，渗透系数K=0.029m/d。北段产在③号含水带下盘的黄峰岭矿床本部，含水迹象不明显。

⑥号含水带受高昔矿床GF6带组控制，全长5.0Km，厚4-9.0m。含水岩性主要是硅化角砾岩和石英硅化带等，富水性不均，从南到北有逐渐增强趋势。钻孔抽（扬）水试验成果：q=0. 00015-0.0405L/sm，K=0.005-0.696m/d，水温20.5-23.0℃。

⑦号含水带是由高昔矿床GF1硅化角砾糜棱岩带及其上盘围岩组成的一条规模较大的含水带。含水岩性主要是硅化角砾岩、石英硅化带和破碎花岗岩等，富水性沿走向或倾向都有变化。钻孔抽（扬）水试验成果：q=0.0089-0.028L/sm，K=0.0822-0.48m/d，水温28℃，受季节性变化影响较小。

⑧号含水带分布于矿床东部,受QFⅡ-2石英硅化带控制。⑨、⑩号含水带分布于矿床南部，由QFⅢ、QFⅤ石英硅化断裂带及两侧的影响带组成。它们均系区域性含水带。据地表调查，带内梳状、蜂窝状石英晶洞发育，透水性良好，试坑简易渗水试验，其渗透系数K=2.588-3.6178m/d，富水性可能相对较强。

2.4地表水、地下水动态特征

矿床地下水动态变化规律受降水量和地下水循环深度控制。水位峰值一般出现在4～8月，变化幅度10m左右，与降水呈滞后型变化，滞后时间约为5～10天，历年呈周期性变化，每年的11月至次年2月为低水位期。水量变化与地下水循环深度有关，黄峰岭矿床斜井井筒22m处出露的泉水和高昔矿床Ⅰ号矿坑揭露的上部裂隙潜水，流量变化规律与降水量关系密切，峰值多出现在雨季，旱季流量减少。而经钻孔揭露的深部构造裂隙承压水流量稳定，受季节影响较小。

2.5地下水补给、迳流及排泄条件

大气降水是矿区地下水主要补给来源。大气降水经包气带垂直向下渗透补给上部裂隙潜水层后，大多呈侧向运动以泉的形式出露在山坡脚下补给地表水，小部分可继续沿构造的裂隙、节理向深部渗透补给构造裂隙脉状承压水。地表水与地下水的补给关系，正常情况下是地下水排泄补给地表水，但当地下水位降至集龙河水位以下时，地表水变可能补给地下水，但矿床大多数切河而过的构造，其透水性能一般很差，补给量也甚微。

地下水迳流排泄受地形地貌条件控制。矿区泉水出露密度为48个/Km2，大多数分布在300～500m标高地段，说明本区陡峻的地形地貌构成了地下水良好的迳流排泄条件，据下洞子溪汇水面积（13.56Km2）和下洞子溪流量，用公式M=Q/F·108计算得出：区内地下水在低水位期径流模数为0.030～0.063L/skm2;高水位期径流模数为0.086～0.265L/skm2。可见，上部裂隙潜水层的迳流排泄条件是良好的。而深部构造承压水，由于诸含水层（带）沿走向和倾向连通条件较差，它们之间又被巨厚的，透水性极差的花岗岩所隔，其迳流排泄条件较差，只有通过钻孔等到工程揭露才能出露地表。

矿床地下水主要流向是由南向北流动排泄于集龙河，局部流向受地形地貌条件控制，呈北东向或南东向等。

3　矿床充水条件分析

3.1地下水对矿床充水的分析

矿床一定范围内的地下水是矿床主要充水条件。根据矿床各中段矿体分布特征。将其划分为五个矿坑（图2）。

（1）Ⅰ号矿坑：247m标高中段，主要充水条件是来自矿床范围的风化裂隙潜水，而207m、167m、127m、87m标高中段主要充水条件来自①号含水带中的地下水。由于花岗岩风化裂隙潜水层和①号含水带富水性较弱，故其对矿坑充水量不大，且易于疏干。

（2）Ⅱ号矿坑：花岗岩风化裂隙潜水是247m标高中段的主要充水条件，②号含水带与⑤号含水带北段的地下水构成了207m、167m、127m和87m标高中段的充水条件，但由于此含水带规模不大，富水性较差，充水量不会太大，对矿山开采有一定的影响。

（3）Ⅲ号矿坑：270m标高中段充水条件是矿床范围内的花岗岩风化裂隙潜水，而210m、70m、30m标高中段主要充水条件是来自②、③号含水带中地下水。②号含水带富水性较弱，充水量不大，对矿山开采影响较小。但③号含水带规模较大，富水性相对较强，对矿山开采有一定的影响。

（4）Ⅳ号矿坑：③和⑥号含水带中的地下水是该矿坑主要充水条件。⑥号含水带规模小，富水性不强，对矿山开采影响较小。而③号含水带分支，规模不大，富水性不强，且以静储量为主，易疏干，对矿山开采影响亦不大。⑦号含水带规模较大，距矿坑有50～60m距离，对矿坑充水一般无影响。

（5）Ⅴ号矿坑：其主要充水条件来自⑤和⑥号含水带中的地下水，鉴于这两条含水带规模不大，富水性不强，且以静储量为主，充水量不会太大，对矿山开采影响较小。而该坑南部东段的⑦号含水带规模较大，且与⑧号含水带斜交，富水性较强，补充来源较充足，开采时可能会导致矿坑突水，应加以注意。

3.2地表水对矿床充水的分析

区内的地表水体，在自然状态下对矿坑充水一般无影响。文英河、集溪河远离矿区；下洞子溪、高昔溪流量不大，距离矿坑尚有100～500m距离，且矿床地势较高，有利于自然排水，故地表水在自然状态下是不会导入矿坑的。但是，Ⅰ号和Ⅱ号矿坑，与集龙河相距不远，①、②和③号含水带切河而过，虽然日前尚未存在较大的水头差，河水可能会沿含水构造带走向渗透导入矿坑，开采时应严加注意，谨防集龙河水倒灌而淹没矿坑的突水事故发生。

3.3大气降水对矿床充水的分析

大气降水是各含水层（带）地下水的主要补给源，也为矿坑的间接补给水源，矿坑涌水量将随大气降水强度变化，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌水量变小。

3.4未封闭的钻孔对矿床充水的分析

钻孔孔内封闭工作是80年代未期才开展的。矿床内只有高昔矿床南部少数钻孔进行了孔内分段封闭，而多数钻孔未封。这些未封钻孔，在铀矿床开采过程中，它可以勾通含水层带之间的水力联系，导致矿坑突水。鉴于矿床储水含水层带富水性较弱，且以静储量为主，突水量不会太大，只要开采时引起注意是不会发生较大的矿坑淹没事故的。

4　矿井涌水量预算

黄峰岭矿床247m标高坑道，揭露②号含水带时实测其坑道，（F=44004m、S=43.89m）最大涌水量为2.416m3/h，平均涌水量为1.728m3/h，故选用该坑道实际资料来比拟估算③号含水带下盘所有矿坑的涌水量是合理的。而③号含水带上盘矿坑涌水量估算，选用高昔矿床290m标高坑道（F=15009.5m、S=130.174m），揭露⑤和⑥号含水带时实测最大涌水量（4.446m3/h）和平均涌水量（2.8069m3/h）资料也是合理的。其公式是：QX=Q实·FX/F实·（SX/S实）1/2。

式中：QX～设计坑道估算涌水量（m3/h）Q实～已知坑道实测涌水量（m3/h）；FX～设计坑道估开采面积（m2）；F实～已知坑道开采面积（m2）；SX～设计坑道水位降深（m）；S实～已知坑道水位降深（m）。

设计矿坑开采面积是根据矿坑中段平面图用MapGis软件求得的。水位降深系各矿坑中段平均水位标高之平均值与矿坑最低中段标高之差。各矿坑涌水量估算时引用的参数及估算结果见下表。

矿坑涌水量估算成果表

5　结论

矿区主要矿体位于当地侵蚀基准面以上或其附近，地形有利于自然排水，地质构造简单，不利于地下水聚集，附近的地表水体与矿床开采无关或关系不大，矿层顶底板围岩稳定，隔水条件良好，影响矿床充水的主要含水层（带）富水性弱至极弱，矿坑总充水量大多小于30m3/h，该矿床为构造裂隙含水层充水为主、水文地质条件简单的裂隙充水矿床。

[1]《鹿井铀矿田黄高地区综合地质报告》1996核工业中南地质局三〇二大队.

[2]《黄高地区铀矿床水文地质条件及地下水地球化学特征研究》1995核工业中南地质局三〇二大队.

P61[文献码]B

1000-405X（2016）-1-71-3