探讨瓮福磷矿矿区水文地质及开采后的变化

曹操

（贵州煤田黔中地质咨询有限公司，贵州金阳 550001）

0 引言

现阶段，矿山开采行业进行矿山的水文地质特征勘查时，往往会将工作精力集中在地震前后、巷道抽水（长期）、地热田等位置的水文特征分析方面。虽然现有的研究成果已经很好的为矿山开采提供了相应的技术支持。但是，在实际的开采中，矿山在开采前和开采后的水文地质条件也会出现变化，却很少有专家学者将精力投放在该角度加以分析，很大程度上影响了矿区开采效率的同时，对于开采后的生态保护工作开展也会形成负面影响。鉴于此，本次选择瓮福磷矿作为研究重点，围绕“矿区水文地质及开采后的变化”这一内容进行深入分析具有重要现实意义。

1 瓮福磷矿矿区简介

瓮福磷矿矿区所在位置为贵州福泉市道坪镇，距离贵阳铁路的里程达到了114km，与湖南株洲铁路的里程相隔为902km，交通十分便利。瓮福磷矿矿区的的采矿权面积已经达到了2.7595km2，生产规模上，每年达到了出矿250万吨。

2 瓮福磷矿矿区水文地质条件分析

本次研究中，针对瓮福磷矿矿区的水文地质条件调查分析可得出如下结果：

（1）白岩——高坪背斜两翼岩溶裂隙潜水区（Ⅲ），与矿体有关的部分是承压水，区域最低侵蚀基准面约+1120—+1340m 之间，矿区最低侵蚀基准面约+1107m左右。

（2）矿区内以浅切割侵蚀剥蚀低中山区，地形切割相对较小，一般相对高差在200～300m 左右[1]。海拔标高一般为+1200～+1464m，南部较高处可达+1500 余m。阿罗河于丁家院附近构成矿段内的最低侵蚀基准面。

（3）按照我国所颁布的《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719—91）要求，瓮福磷矿区的水文地质主要类型以溶蚀裂隙为主，部分区域的水文地质情况以顶底板直接进水的溶隙-裂隙充水矿床类型为主，综合来讲，其水文地质条件从属于中等[2]。

3 瓮福磷矿矿区开采前水文地质概况

根据原勘查结果，大部分露天采场底界标高较地下水位标高，目前只有少部地下水沿开采的矿层出露汇集形成泉点，英坪矿段4 线与7 线2 号露天采场所成泉点流量相对较大，2 号露天采场枯水期为17.429L/s，但受大气降水影响较为明显，在降雨后水量明显增大。在无大气降水时地下水的泉点流量随无降雨天的增长而逐步减少[3]。

当矿体处在横向断裂较发育的地段，是地表水渗入补给地下水的有利条件，况且加上人工爆破作业因素的影响，以及采空区裂隙带波及到地表，都将在一定程度上密切了地下水与地表水的水力联系。局部地段的河水将通过渗入补给地下水再以泉点的形式在矿坑中排泄。

4 瓮福磷矿矿区开采后的水文地质变化

瓮福磷矿山20 余年的露天开采，形成露天采矿场5 个，它们沿磷矿露头区呈北东——南西向展部，开采深度位于地表以下60～120m，海拔高程+1180m 左右，位于地下水位以下10～30m。到目前为止，本次仅见英坪矿段4线与7线1、2号露天采场所成泉点流量相对较大，1 号露采坑涌水量在7000—20000m3/d之间。2 号露天采场为17.429l/s，且雨后流量增大，说明原勘查时对露采场涌水量预测结果偏大。

（1）地表水的水文地质变化

磨坊矿段11～13线间为磨坊河下游，水力坡度为1.8%，流量因沿途小溪补给略有增大。月平均流量0.077～0.557m3/s（6652.8～48124.8m3/d）。河水流经在I号矿体中偏北部，于13线附近与阿罗河会流。在自然条件下浅层基岩裂隙水以泉水形式补给河流。若在坑采的情况下，即改变了地下水的自然状态，当采空高度平均为11.5m，顶板白云岩的松散系数K 为1.78，矿层倾角17°时计算的陷落带高度为17.42m，按裂隙带高度一般为陷落高度的4～7倍推算，其影响厚度为62～108m，与风化带裂隙相衔接，其影响间接地波及到地表，将会增强地下水与地表水的水力联系。在无隔水层存在的地表河床地带，河水是不可忽视的矿坑充水的间接因素。

综合分析可知，在自然状态下磨坊河与地下水联系不密切，但矿区内冲沟均将成为矿坑充水因素之一。

（2）地下水的水文地质变化

灯影组含水层为矿层直接顶板，是矿床充水的主要因素，其充水量的大小将随开采标高不同而变化：当开采标高在+1140m 以上时，排水不涉及中等富水区，仅弱富水区部分地下水补给，涌水量较小；当开采标高为+1090m 时，排水将涉及部份中等富水区，涌水量较大；原来的地下水排泄区将变为补给区，地下水对矿坑的补给量将增大。

（3）矿坑冲水

张扭性裂隙与断裂：近东西向、南北向构造形成期发生的一对共轭裂面之一的北西组扭裂面，后期受新华夏系应力场的叠加而发生右行扭张，走向转化为北西西。在本区表现为张扭性裂隙的发育，尤以英坪矿段0～7 线间为最，而成条出现的断裂仅有F109断层。

英坪矿段0～7 线间张扭性裂隙的发育强度达5～20 条/m，裂隙宽者1～30cm，充填粘砂土夹碎石窄者0.1～0.5cm，充填粘土或铁质，在地貌上走向近东西的对称冲沟，即是沿张扭性裂隙带发育的结果。据0线以南施工的钻孔观察岩心破碎遇溶洞裂隙较多，线岩溶率0.92～32.05%，大部分钻孔冲洗液漏失，钻孔单位涌水量0.175～7.359L/s·m。英坪矿段ZK732 位于F109 附近，抽水结果单位涌水量1.071L/s·m，渗透系数3.08m/d。

综合而言，张扭性裂隙近于垂直岩层走向，是矿坑冲水的主要通道。

（4）地下岩溶

区内共计有18 个钻孔见24 个溶洞，能见率为10.65%。其中0.10～0.50m 的溶洞有13 个，占溶洞总数的54%；0.5～1.50m 的有8 个，占溶洞总数的33%；大于1.50m 的溶洞有3 个，占溶洞总数的13%。多为黄色粘土充填。其中大部分溶洞分布在灯影组白云岩内，少数部分布在于陡山沱组含白云岩团块的硅质岩内。仅有部分溶洞分布在当地侵蚀基准面1107m 标高线以下，绝大多数溶洞发育在海拔标高+1200m以上。

鉴于上述，区内隐伏岩溶溶洞不发育，而岩溶裂隙特别是3～5mm 的微裂隙的发育且较为普遍。此外，较普遍发育的岩溶裂隙是承受大气降水补给地下水的主要通道，亦是矿坑充水的重要因素。

5 结束语

通过对瓮福磷矿矿区的采矿后水文地质条件变化进行分析能够发现，瓮福磷矿在20 余年的开采背景下，水文地质条件已经产生了相当大的改变。面对此种状况，作为矿山开采工程的管理者，应该主动做好矿山水文地质情况的勘查工作，随后结合勘查结果编制详细的专项水文地质报告，要求其中重点阐述矿山当前的开采环境及开采条件，并同步做好矿山的动态监测工作，唯有如此才能真正为瓮福磷矿未来开采的科学化、经济效益最大化目标实现奠定基础。