试分析金矿采矿活动对地下水的影响

尹帅

（河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司，河北 承德 067000）

金矿的开采必然会影响周围地下水的情况，导致金矿开采过程中可能会出现涌水等问题，不利于金矿的开采，还会破坏周围浅层地下水分布，影响周边居民的生活。为此，必须要做好对金矿采集活动对地下水影响的评价工作，使用科学的方法对地下水流动的情况进行有效预测，分析金矿采集活动对周围的影响，并结合预测结果做好防范和监测工作，及时采取措施进行有效控制，保证金矿采集的顺利进行，也避免破坏周边居民的正常生活。

一、矿区概况

（一）自然条件

某矿区处在丘陵河谷平原，有着强烈的地形切割，山脊有浑圆状的基岩，标高为125-180 米，坡降为20‰-30‰，河谷内有相对平坦的地势，第四系发育相对较弱，地表仅受少量侵蚀，标高为100-124 米，迫降8‰-10‰。

（二）矿区水文条件

该矿床内主要含水层是第四系孔隙潜水含水层，以及基岩风化带裂隙潜水含水层，还包括基岩裂隙中的承压水。第四系孔隙潜水有着分布不连续的特点，含水层也十分丰富，厚度在1-6 米。基岩风华带裂隙潜水曾含水分布在第四系以下，厚度在3-20 米，以弱透水层为主。基岩裂隙承压含水层主要在区域性主裂带分布，以及分布在下盘构造的蚀变岩中，是弱含水带，而且具有承压的作用。地下的隔水带在裂岩中部，由断层泥和蚀变闪长岩构成。该区域的断裂带中，就是金矿矿体。由于矿山的开采，并且隔水带的断层泥很薄，导致断层泥出现了严重破坏，使上下两盘被打通，通过裂隙构成了连续完整的含水体。该地区的矿区地下水补给主要来自大气降雨，雨水会通过第四系覆盖区的基岩渗入到地下，成为地下水的一部分。地下水的径流和地形一致，并通过矿区周边的两条河流将地下水排出。

（三）矿床冲水因素

断裂带的主裂带有0.1-0.5米的面厚，主要成分为断层泥，属于不含水、不透水的隔水带。矿床位置的地质条件相对比较差，存在冒顶片的情况，冒顶的高度为0.5-1.5 米，由于隔水带非常薄，而且断层泥的结构稳固性很差，所以外部的影响很容易导致其被穿透，最终上下盘会通过隔水带相连，成为一个连续的含水体。因此，可以判断矿床出现冲水的来源是基岩裂隙水。其中第四系基岩风华裂隙水会会通过裂隙或者构造裂隙冲入矿道，为坑道出充水的主要水源。

矿区的南侧和北侧各有一条河道，以红色粉土分布在河流冲积层的下方，基岩风化层的上方，其中含有长石、石英为主要成分的粗砂，并且透水性也比较弱，也可以视为透水层。矿区的断层经过河道，为了解断层对河道影响，对地表水、地下水的情况进行了测量和观察，还收集了该地区的观测资料，没有断流或者流量减少的情况出现，所以确定河道水并没有进入矿坑。而且，矿区地表也没有大型水体，仅有一较小的季节性水库，并不会对矿区产生太多的作用，，虽然可能会有渗漏影响，但是对矿床整体上的充水影响不大。

二、矿床涌水量和影响范围的模拟分析

（一）水文地质模型

水文地质模型的模拟范围是以采区为中心，南北界限为两条河流，西到断裂带的10 平方公里的区域，对其地下水保护目标作为评价范围内的浅层地下水进行分析。对于评价区，以西侧以招平断裂作为便捷，结合矿区的三维地形细毛作为地下的分水岭，概化隔水便捷。对于北侧以河流为界，流量为每日-1500 立方米；以河流作为模拟的系统南侧的界限，流量为每日-2500 立方米。含水层上边界为降雨补给、蒸发排泄边界，利用地形图表示地表高程。

对于现场含水层的概化中，要结合地质勘查报告形成面图、钻孔柱状图，对于本工程，概化为四层，第四系为一层潜水含水层，厚度为6 米；讲全风化和强风化是为第二层微承压含水层，厚度为21 米；在标高-652米以上作为一期擦狂界，并将其视为第三层弱承压含水层；标高-652到-1400 为采矿界限，视为第四层含水层。

（二）地下水流数学模型

通过对该地区在地层岩性、地下水补水方式，以及地下水的动态变化情况，以及结合其他调查资料，认为可以将该地区的地下水流系统视为一个极为稳定的流系统。通过在此基础上，可以对地下水六进行进一步的系统化，将其概化为非均质各向异性的多层空间结构，从而构建三维稳定的地下水六系统。使用GMS 建立了研究区域内的地下水数值模型，对降雨入渗、农灌入渗使用专门的程序包进行分析，对于民井使用Well 子程序包。分析过程中，需要调取抽水实验数据，来对该地区地层的岩性等参数进行分析，了解当地的水文地质条件，结合使用反演和手工调参的方法展开分析。

通过对流场的识别和分析，模拟出了等水位线图：

结合获得的等水位线，可以证明模拟获得的地下水流场基本反映了地下水的实际特征，具有较好的模拟效果，模型比较准确。利用模型进行水均衡试验时，需要进行参数识别、流场检验等工作，然后对各个均衡项也进行了一定的微调，并且使用之前获得的地下水两分析结果，将模拟均衡情况和实际均衡情况进行了对比，结合模拟结果和实际测量结果，可以确定模型的水均衡情况和实际水均衡情况相同。进行水文地质参数试验的工作，能够对渗透系数进行分析，还能了解地下水的水文地质参数，从而对地下水的状态进行识别。结合当地实际水文地质的条件进行分析，调参之后获得的水文地质参数和现场的实际情况基本一致。

结合以上研究分析，根据流场检验、水均衡检验、水温体制参数检验，证明模型已经达到了精度上的要求，能够对金矿地区的水文条件进行评价，也能分析地下水的动力特征，并且能够根据地下水的活动情况来对地下水的情景进行分析。

（三）矿坑涌水量模拟

首先以近况开采到-1400 标高水平进行模拟，在矿体开采层位在第四层处理以633 米作为半径，水位-1400 米的内部水头设置为边界，以水均衡作为基本条件展开分析工作，可以确定经过此水头的边界的地下水流量为每日4900 立方米，和使用解析算法获得的用水量基本一致。根据对开采系第一层水位变化情况的观察，可以确定金矿的开采工作不会影响第四系水位，因此开采之后形成的降落漏斗影响范围比较小。

（四）针对金矿的保护

结合该矿床水文条件分析，可以确定采矿活动并不会对近浅层地下水产生太大的影响，但是由于采矿活动的进行，会导致千层地下水局部疏干。为了解决这类问题，首先要做好监测工作，比如矿区附近的河流、水塘水位的监测，以及做好附近地下水、井水水位的检测，如果发现存在异常情况，必须要及时和水塘的所有者联系，并且针对实际情况做好对水井的补水工作。

结束语：本工程设计开采到-1400 米标高，在金矿开采的过程中，可能会有地表岩移的情况出现，会对周围的岩石产生破坏，出现变形、破裂的情况。由于该地区的地质构造导致裂隙带有比较弱的透水性，所以第四系孔隙含水层以及基岩风化带会对地下水的水文情况产生影响，并且容易出现含水层疏干问题，影响水文地质情况。结合施工中的实际情况，招平断裂结构的裂隙带渗透性比较低，因此有一定的隔水效果，结合模拟等方法进行分析，可以判断由于采矿所熬制的涌水量影响比较小，不会对周边居民水井和矿坑的地表径流造成影响。