安徽省芜湖市龙塘沿矿区水文地质特征探讨
2020-05-16张军强张红斌张文斌
张军强,柏 冬,张红斌,张文斌
(五矿矿业控股有限公司质量计量中心,安徽 合肥 230000)
龙塘沿矿区所在位置行政隶属于安徽省芜湖市鸠江区沈巷镇管辖,矿体主要赋存于钠质石英闪长岩与徐家山组地层接触带。矿床主要含水层为徐家山组岩溶裂隙含水层,溶孔、溶蚀裂隙较发育,富水性强,但不均一。第四系粉细砂、砂砾石层孔隙承压水,富水性强,直接或间接覆盖于徐家山组之上,矿区水文地质条件复杂。
-220m水平以下的25号矿体为首采矿段,矿床围岩构造裂隙发育,开拓及采准工程面临较大的防治水技术难题。因此,必须对矿区水文地质特征进行调查研究,通过分析首采段矿区水文地质特征为后续地质灾害防治工作提供参考。
1 水文地质概述
图1 龙塘沿矿区地层分布深度示意图
矿床位于裕汤复背斜北西翼近轴部,金龙岩浆窟窿体的北西部,矿体主要赋存于三叠系中统徐家山组与岩体接触带的岩体凹陷部位。
矿区含水层自上至下依次为:第四系孔隙含水层、上第三系含水层、三叠系中统黄马青组裂隙含水层、三叠系中统徐家山组裂隙岩溶含水层、钠质石英闪长岩裂隙含水层。各含水层富水性分别为:弱~中等~强、中等偏弱、弱~中等、中等~较强、较弱,地层岩性见图1。
2 首采矿段水文地质特征
2.1 首采矿段矿体概况
首采矿段矿体赋存于岩凹构造底部,矿体产状基本与围岩或接触面产状一致,在纵剖面图呈“V”形分布,走向延伸548m,倾向延伸502m。
2.2 矿区开采后井下水文情况分析
根据近期巷道掘进、超前探水、探矿钻孔施工情况,发现在首采矿段有较大涌水:①探矿钻孔涌水。-320m水平J11线处,探矿孔在-215 m标高矿体西南侧上盘接触带附近揭露较大涌水,最大涌水量达51m3/h,J13线处探矿孔在-245 m标高矿体西南侧下盘围岩揭露较大涌水,最大涌水量达18m3/h;-280m水平J11线处探矿孔在-215 m标高矿体东北侧下盘接触带及下盘围岩揭露较大涌水,最大涌水量达55m3/h;35勘探线-320m两个探矿孔均在矿体夹层中出现较大涌水,其中J9~J11线,标高-240m~-280 m间有三处较大涌水点,最大涌水量达62m3/h,J7线附近标高-260m~-300m间有五处较大涌水点,最大涌水量达65 m3/h;②超前探水孔涌水。-320m水平1#、2#穿脉超前探水过程中在矿体接触带附近出现较大涌水,最大涌水量达50m3/h,其中1#穿内还出现一条较宽的蚀构造破碎带;-320m水平1#穿脉第二轮超前探水过程中在矿体中间夹层出现较大涌水,单孔瞬间最大涌水量达到260m3/h,6个钻孔总涌水量超过400m3/h;③巷道内顶板淋水。在-240m运输巷道及-240m至-260m斜坡道闪长岩内均出现几处顶板淋水,最大出水量为5m3/h,主要为北东方向的裂隙水。
2.3 统计分析
(1)根据钻孔施工的方位以及钻孔涌水量数据分析得出:钻孔方位在120°至160°、180°至220°、230°至340°左右出现涌水点较多,涌水量较大,也就是说大部分钻孔垂直或斜交于250°方位时,钻孔出现涌水点多,且涌水量大,当然也有个别与250°平行的钻孔也会出现这种情况,但该位置揭露的出水点较少,与250°方位斜交的钻孔涌水量也逐渐增长。
(2)根据钻孔施工的方位以及钻孔注浆数据分析得出:钻孔方位在100°至300°左右,注浆次数多,注浆量大,尤其是钻孔垂直于250°方位时钻孔注浆次数多,注浆量大,当然也有个别与250°平行的钻孔也会出现这种情况,但该位置揭露的出水点较少,与250°方位斜交的钻孔注浆量也逐渐增长。
图2 矿区巷道揭露裂隙方位与涌水量分析图
(3)根据矿山巷道揭露裂隙的产状以及裂隙涌水量数据分析得出:巷道揭露的裂隙走向在70°左右,也就是巷道揭露北东方向裂隙时,出水点较多,涌水量也相对较大;但巷道揭露其他方向的裂隙,裂隙揭露少,裂隙导水性也较弱,如图2所示。
3 结语
首采矿段井下水主要沿围岩构造裂隙、矿岩接触带和矿体内夹层分布,根据首采矿段探矿、超前探水施工过程中揭露的涌水情况和现场调查分析,首采段地下水有以下分布规律:
(1)矿区水文分布在围岩构造破碎带(主要为北东向)及其附近,岩溶裂隙、溶洞发育,裂隙开度较大,导水、富水性强,对巷道掘进和采矿安全生产的威胁较大,甚至产生突水淹井的可能,建议矿山在后续生产及防治水过程中,应着重注意北东方向的构造。
(2)井下水文主要分布在矿体与徐家山组灰岩的接触带附近,由于受到成矿热液的高温、高压接触变质,接触带附近矿石较为破碎,导水性、富水性较强,水压较高,涌水量大,也是外围地下水进入矿坑的主要迳流通道。
(3)井下水文分布在矿体夹层内。夹层内一般含角砾岩,被泥质胶结,但胶结较差,矿物强度低,手折易碎,岩体破碎,与徐家山组含水层有直接水力联系,甚至通过导水构造裂隙直接连通第四系含水层,导水、富水性强。