大井法对大邓格矿区矿坑涌水量的预测分析

2019-09-26胡芬，姜烈

世界有色金属 2019年15期

胡芬，姜烈

（江西省地质环境监测总站，江西南昌 330000）

矿床水文地质勘测的基础任务之一就是进行矿坑涌水量预测，作为矿床水文地质条件复杂程度确定的重要指标之一，与矿山的生产安全和成本息息相关[1]。因此，选择合理方法正确预测矿坑涌水量显得尤为重要。正确地预测矿坑涌水量，是在详尽查明矿坑充水因素及获得可靠计算参数的基础上选择相应的公式进行的[2]。当前国内外对矿坑涌水量的预测方法包括大井法、水文地质比拟法、数值模拟法和水均衡法等[3]，不同方法的原理、优缺点各有千秋。大井法适用于近似稳定流，常利用地下水井流公式进行计算，计算简便适用范围广泛。本文在大邓格矿区属水文地质条件简单的情形下，采用大井法对其矿坑涌水量进行了预测分析。

1 大井法计算基本原理及模型建立

（1）基本原理。在实际工作中，矿坑涌水量的计算方法多种多样，大井法因其计算方便使用广泛。

（2）计算模型。将复杂实际问题进行概化是模型建立的重中之重，主要包括疏干流场水力特征的区分、概化边界条件和确定各项计算参数。

区分疏干流场的水力特征：区分稳定流和非稳定流、达西流和非达西流、平面流和空间流、潜水和承压水。

概化边界条件：包括侧向、垂向边及内边界的概化。

确定计算参数：①渗透系数K，主要根据水文地质实验值作均值概化所得；②引用半径r0，根据开采矿体在地面垂直投影为矩形a/b＞10，（a、b分别为矩形的长短边边长）采用r0=0.25a计算；③大井引用影响半径R0=R+r0；④影响半径；⑤竖井半径rw。

2 实例计算

（1）矿区概况。矿区往东2km左右为泊于镇，区内地面高程一般在4.4m～73.2m之间，地势东南、北西低而中间高，属剥蚀堆积地貌类型。区内没有较大河流穿过，西北侧为逍遥河支流流经，东南角为石家河洪坡积层，自南西至北东大致为两河地表水及地下水分水岭。当地最低侵蚀基准面为黄海海平面，矿体最低标高-382.00m位于黄海海平面之下。

（2）矿区水文地质特征分析。矿区地下水资源较丰富。南侧的石家河流域较广，地下水水量丰富，且周边开采企业较少，第四系含水层富水性中等，可作为供水水源地；北侧的逍遥河属源短流的季节性河流，流量变化较大，不能满足矿山供水需要，可作为备用水源地。区内基岩风化裂隙中也富含一定地下水，但渗透性、补给能力差，不能满足矿山供水。

矿区内重要岩性为花岗闪长岩，岩石较完整，多呈似层状和透镜体状，大部分位于基准侵蚀面以下。以矿床中弱富水岩体中的脉状构造裂隙水为主要充水来源；间接充水含水层为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，受补给能力、补给通道裂隙发育程度、渗透性等因素影响，对矿床充水影响较小；地表水与其附近地下水与矿床直接充水含水层无直接水力联系，且矿床内的构造破碎带富水性、透水性均一般，对矿床充水影响不大。属水文地质条件简单的矿床。

（3）矿床充水因素及边界条件分析。①充水因素。矿床及附近没有强富水含水层，矿体主要分布在基岩构造裂隙弱富水含水带中，矿床充水主要来源为矿床中弱富水岩体中的脉状构造裂隙水。石家河、逍遥河与矿床直接充水岩层的水力联系较弱，河水不会对矿床开采产生明显影响，预测时不作为补给源考虑。②边界条件。矿床充水主要来源为矿床中弱富水岩体中的脉状构造裂隙水，弱富水岩体透水性、富水性较弱，方便计算，将该矿床视为水平分布无限边界的潜水含水层。