广东省永新铁矿矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测

谢天

摘要：广东永新铁矿矿区处于粤华夏陆台东南洼区，紫金深断裂北西侧。位于南岭东构造带与北北东向构造带的交接部位。区域上，褶皱、断裂构造发育，岩浆活动频繁。矿区水文地质条件简单。介绍了该矿区的水文地质特征，并利用解析法和水均衡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；解析法；水均衡法

广东永新铁矿矿床水文地质条件简单。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，采用解析法和水均衡法分别进行了矿坑涌水量预测。

1.矿区地質、水文地质概况

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，矿区的含水层有：侏罗系下统桥源组（J₁qy）裂隙含水层，岩性为石英粉砂岩夹薄层灰黑色粉砂岩及细砂岩，灰黑色页岩与流纹质英安岩，石英粉砂岩，灰白色、紫红色粉砂岩，砂质长石英砂岩；三叠系上统（T₃）裂隙含水层，岩性为灰黑色泥质砂质粉砂岩，中厚层细砾石英砂岩，泥质页岩，中粗粒含长石石英砂岩，富含铁质结核，为含铁矿层位。富水层位为三叠系上统粉砂岩风化裂隙带，该层位于第四系与新鲜未风化砂岩之间。

矿区的隔水层有：第四系残坡积层（Q）；侏罗系下统桥源组（J₁qy）和三叠系上统小坪组（T₃x）新鲜完整砂岩；燕山三期（γ₅5^2（3））花岗岩。

矿区由分水岭单独形成一个封闭的小水文地质单元。地下水主要接受大气降水补给，局部接受地表水的渗入补给。从T₃含水层的等水位线图来看，本区地下水的补给、迳流、排泄三区在同一个区，因此其迳流途径短，其迳流方向总体来说，是由地势高处向地势低处迳流。其迳流方式：主要是沿风化裂隙和溶蚀裂隙运移。T₃砂岩风化裂隙含水层的水位起伏较大，与地形大致吻合，说明其接受降雨的补给影响较大，动态变化大，迳流较快。T₃含水层往往在沟谷口及陡坎以泉水（下降泉）的形式排泄。

矿区由分水岭围成相对比较封闭的小水文地质单元。地下水与地表联系总的趋向是，雨季地表水补给地下水；旱季地下水以泉水形式补给地表水。溪沟、水库水主要通过砂岩的节理和风化裂隙以及构造破碎带渗透补给地下水。由于矿区地形较陡，地表水径流速度较快，地表水对矿区地下水的补给是有限的。矿区地下水多数主要是靠大气降水的渗入补给。

2.矿坑涌水量计算

2.1边界条件

（1）充水边界矿床的绝大部分矿体均位于地表水位之上，排水疏干降落漏斗影响半径范围内的地表水（水库、溪流）与风化含水带的水力联系弱，不能作为供水边界。因此，水库及溪流的地表水不能作为充水边界。

（2）矿床隔水边界矿床的顶板细砂岩富水性较弱，且大多数极弱（可相对地作为隔水层）。因此，三叠系细砂岩在本次矿坑涌水量计算中，不将其作为垂向补给矿层的含水层。矿体底板的粉砂岩细砂岩隔水性好，岩石坚硬新鲜，是一个好的隔水层。

综上所述，本次矿坑涌水量预测中，简化的把风化砂岩含水带视作一个无限的水平含水层，而且是间接充水层。并且在目前资料的情况下是本矿区矿坑唯一的充水含水层。

2.2预测深度

根据矿体及含水层的形态，并结合矿区开采方案，预测水平为+339m。

2.3预算方法及公式的选择

预测方案及计算公式的选择详见下表1。

2.5涌水量预测结果

矿坑涌水量预测结果详见表2。

第一种采用地下水动力学分析计算法，所求的水文地质参数来自抽水试验，可信度较大。水均衡法的数据多是收集资料得到，只能预测总的最大涌水量。因此采用我们推荐的第一种计算结果。

3.结语

本文用两种方法预测矿坑涌水量，其中解析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的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。

结果表明：解析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。