广东某钨钼矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测

王洪波

摘 要： 广东某钨钼矿区处于南岭准地台与中生代沉降区的嵌接带，区域性三支笔断裂自矿区北西角往中部、东侧贯穿全区，为一座大型钨钼矿床。矿区水文地质条件复杂程度中等，本文介绍了该矿区的水文地质特征，并利用比拟法和大井法对矿坑涌水量进行了预测，为矿区采矿设计与施工提供参考。

关键词： 矿区水文地质； 涌水量预测； 比拟法； 大井法

广东某钨钼矿是近年发现的隐伏大型矿床，主矿体埋藏较深，几乎全部处于当地最低侵蚀基准面之下，矿床水文地质条件复杂程度中等。针对该矿区的实际情况，合理计算矿坑涌水量可为矿山设计部门提供科学依据，以便于准确的为矿坑采矿设计与施工提供参考。本文在矿区水文地质条件的研究基础上，开展了矿区水文地质野外调研及资料分析总结，采用比拟法和“大井法”分别进行了矿坑涌水量预测。

1. 矿区地质、水文地质概况

1.1 矿区地质概况

矿区位于区域三支笔断裂的中段与新华夏系构造的增坝断裂的次级北东向构造组的复合部位，岩层挤压强烈、断裂发育，矿区范围内构造以北东走向为主。本矿床主要赋存于隐伏石英斑岩脉与围岩的内外接触带及附近发育的石英微、细脉带中。区域出露的地层有震旦（Z）、寒武（∈）、泥盆（D）、石炭（C）、三叠（T）、白垩（K）、古近系（E）及第四系冲洪积层（Qal）。

1.2 矿区水文地质概况

矿区地下水根据岩性组合，埋藏条件和赋存状态，可分为第四系松散岩类孔隙水，碳酸盐岩类溶洞水，层状岩类风化裂隙水，块状岩类风化裂隙水（详见区域水文地质图）。岩溶形态以溶蚀裂隙及小溶洞为主，岩溶主要存在灰岩层浅部，均在矿层顶板以上，处于相对隔水层之上，所以此段对矿坑的涌水量影响并不大。

矿区主要处于近东西向的山脊以南的向南、向南西陡倾的山坡地段，区内赋存的地下水以大气降水直接或间接补给，排泄则由蒸发、泉及各含水层之间内循环为主。地下水的径流方向从地形高处向低处流动，矿区内径流方向由中部向北东方向流动。

第四系残坡积层孔隙含水层的地下水由大气降水直接补给。由于矿区坡降较大，大气降水所形成的地表水排泄畅通，加之残坡积层的含泥量大，大雨、暴雨时的大部分降水直接从冲沟排走，总体看大气降水较难渗入，含水层的富水性贫乏至中等。其排泄以蒸发及补给裂隙含水层为主。裂隙含水层主要由大气降水通过孔隙含水层间接补给，部分由大气降水直接补给。其排泄以泉及补给断裂构造含水层为主。地下水的水位及水量随季节不同变化较大。

2. 矿坑涌水量计算

为了给矿-312m中段水仓排水能力设计提供依据，综合矿区水文地质条件及水文观测历史资料分析，运用比拟法和大井法对矿区开采-312m中段时矿坑涌水量进行预测。

为了安全有效地将地下水排出，避免发生可能的突水淹井事故，以下两种计算方法预测的涌水量均考虑今后采用疏干的防治水方法，将地下水水位降至-312m时的雨季正常涌水量和最大涌水量。

2.1 比拟法

用本矿区373m中段平硐系统水文资料选择面积比拟法，采用如下公式预测-312m采深坑道系统矿坑涌水量。

式中：

Q--312m中段设计坑道系统丰水期平均涌水量（m3/d）；

Q0-已知中段（373m）所圈定的坑道系统坑道丰水期平均流量（492.5m3/d），稳定水位372m；

F0-已知坑道系统圈定面积（m2），取373m中段系统圈定面积（34191m2）；

S0-已知坑道系统水位降深值（m），取373m（KD8-2）地段所施工钻孔终孔稳定水位标高的算术平均值（430m）与已知中段稳定水位标高（372m）之差（58m）；

F-设计坑道系统圈定面积（m2），取-312m采深矿体水平投影面积（183300m2）；

S-预计坑道系统水位降深值（m），取施工钻孔ZK+503终孔稳定水位标高（434.178m）与采深标高（-312m）之差（746.178m）。

计算得出：Q=9450.48（m3/d）

预计-312m采深坑道系统涌水量为9450.48m3/d。

2.2 大井法

2.2.1 计算方法

本次矿坑涌水量计算采用稳定流“大井”法。

2.2.2 计算参数的确定

（1）含水层厚度H（m）：为矿区见矿钻孔的平均潜水含水层厚度423.5m；

（2）渗透系数K（m/d）：采用水文地质孔ZK+503钻孔抽水试验的三层抽水结果加权平均渗透参数0.044m/d；

（3）水位降深S（m）：为矿区见矿钻孔的平均潜水含水层厚度423.5m；

（4）影响半径R（m）：，计算结果为，R=3656.25m；

（5）矿坑引用半径r0（m）：，其中按矿体分布及开采矿体可能触及的范围，在计算机中mapgis软件中1：2000地质图上直接读取确定“F”为183300m2，取r0=214.55m；

（6）引用影响半径R0（m）：R0=R+r0=3656.25m。

2.2.3 矿坑涌水量的计算

计算公式为：；

计算得出：Q=8749.82（m3/d）

2.3 涌水量预测建议

本次经稳定流“大井”法计算得出矿坑涌水量为8749.82m3/d，经水文地质比拟法计算得出矿坑涌水量为9450.48m3/d，由于采用水文地质比拟法中373m（KD8-2）地段所施工的采矿面积不是很系统，所以本次矿坑涌水量以稳定流“大井”法计算结果为准。

3. 结语

本文用两种方法预测矿坑涌水量，比较而言，大井法方法具有明显的代表性，该方法能够考虑较多的影响因素，比较充分的反映出矿区的含水介质特征和特定的边界条件，用来解决实际工程中比较复杂的问题。

计算结果表明：大井法预测的矿坑涌水量是可靠的，为未来矿山开采矿坑排水疏干设计和防治水措施的制定提供了依据。

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