浅析福建省上杭县新屋下铜矿水位下降

陈新攀

（紫金矿业集团股份有限公司，福建 厦门 361000）

紫金山矿区位于福建省上杭县境内，隶属上杭县才溪乡和旧县乡，金矿于1993年开始建设并建成投产，1997年末，全面转入露天开采[1]。新屋下铜矿位于紫金山露采场正西侧，随着紫金山的大规模露采和硐采，该区域地下水水位下降明显，运用水文地质比拟法将水文地质条件未受开采活动影响的罗卜岭矿段的水位关系方程应用于新屋下，求得新屋下原始的水位值及水位下降值。

1 地形地貌水系

新屋下铜矿详查区位于紫金山西北矿段西部，是西北矿段金铜矿区在西部的延伸，二者同属一个水文地质单元。矿段属中低山构造侵蚀地貌类型，最大标高830.0m，最低302.1m，相对高差527.9m，地势坡降大，切割剧烈，峰崖林立，形成中部高，北部及南部低的特点，地形坡度北面陡峻，南面略缓。早期区内水系发育，区域同康沟、二庙沟沟流经该矿段。后因堆场、生活区等的改建，该区仅见少量季节性溪沟，无常年性溪沟发育[2]。

2 新屋下地下水水位下降分析

紫金山金铜矿的开发影响着新屋下的水文地质条件，水文地质条件最直接的变化表现为区域地下水水位大规模下降，早期潜（承压）水含水层消失殆尽。导致这一变化的直接原因主要有两个：一是由于东侧紫金山金铜矿的大规模露采，矿山排水造成紫金山地下水位降低，导致了原本地势相对较低的新屋下失去了紫金山这一重要的地下水补给源，与此同时，随着露采采坑标高的进一步下降，新屋下深部部分地下水逆流补给采坑；二是新屋下底部的330、550等巷道十字相切贯穿其中，多条巷道长期进行着排水疏干作用。

2.1 地下水水位现状

风化裂隙水是赋存于岩体风化裂隙带中，连通性好的风化裂隙带构成含水层，下部较完整的未风化岩体构成相对隔水层。通过目前掌握的新屋下矿段的钻孔稳定性水位与岩体风化层标高等资料对比分析，能有效地说明新屋下地下水位的现状。统计现阶段新屋下矿段38个钻孔的稳定水位与风化带埋深数据，发现稳定水位远位于风化带100m之下，说明新屋下地下水水位下降明显。

2.2 相关分析

由所统计新屋下38个钻孔数据做相关关系分析：孔口标高、终孔稳定水位与风化带底界标高三组数据。三组相关分析的计算结果如下表1，同时，选取邻区罗卜岭矿段（属同一水文地质单元，下垫面情况类似）已完工136个钻孔做相关分析，计算结果如下表2。

表1 新屋下孔口、稳定水位与风化带底界相关关系

表2 罗卜岭孔口、稳定水位与风化带底界相关关系

由表2可知，新屋下钻孔孔口标高和风化带底界标高高度相关（相关关系r＞0.8）；受地下水水位下降影响，新屋下稳定水位与风化带底界标高相关关系不明显。表2显示，罗卜岭稳定水位与风化带底界标高和孔口标高均达到高度相关。

不管是新屋下铜矿还是未受开采影响的罗卜岭矿段，风化带底界与孔口标高相关均高度相关，且相关值r值相近。因此，可以利用罗卜岭矿段的数据（终孔水位、孔口标高和风化带标高）来比拟新屋下的原始水位情况，从而求得新屋下原始的水位值及水位下降值。

2.3 比拟法计算

比拟法在水文地质学上的应用多要求两者具有相似的水文地质条件，一般多用于同一水文地质单元的不同矿段或者同纬度气候条件和下垫面条件相似的水文地质单元[3，4]。本文中两区域属同一水文地质单元的相邻矿段，符合上述条件。

利用相关分析法经计算得罗卜岭风化带底界标高与终孔稳定水位关系方程：

（1）一元线性回归方程：H=0.31S+391.99；

（2）曲线相关方程：

H：终孔稳定水位；S：风化带底界标高

同理，可计算孔口高程与终孔稳定水位关系方程：

（3）乘幂拟合方程：H=119.63×D0.2378；

（4）指数拟合方程：H=435.92×D0.004；

H：终孔稳定水位；D：孔口高程

将上述四个经验公式运用于新屋下矿段，可获得新屋下38个钻孔的四组比拟水位值，进一步求取平均值可得，未开发条件下新屋下区域稳定水位平均值分别为565.59m、600.13m、580.26m和592.34m。

目前钻孔实测水位平均值为410.16m。即受紫金山金铜矿露采和深部巷道输干作用的影响，新屋下总体水位下降了约155.43m～189.97m，四种拟合值平均，新屋下总体水位下降了174.42m。

3 结语

利用矿区水文地质基础资料，采用比拟法对紫金山外围新屋下地下水位的下降问题进行了分析。通过查阅1991年水文资料可知，新屋下地下水排泄标高在550m～600m之间，而用比拟法获得的水位标高均值在565.59m～600.13m之间。

由此可见，比拟法获得的结果具有一定的准确性，可以为矿山后续的设计和开发提供参考。