玉华矿段矿床水文地质特征分析

丁正芬

摘要：矿床水文地质条件直接决定着矿井建设及开采阶段的矿井涌水量和防水措施。随着开采深度的增加，矿山水文地质条件也随之而变得复杂，需对矿床水文地质特征等进行分析研究，以确保矿山安全开采。

关键词：断裂带;水文地质特征;地下水;玉华矿段

瓮安县白岩矿区玉华矿段至2014年5月止，建有6口矿井，均在开采过程中，其中2、3、9号矿井24小时不间断排水，6号矿井每天连续20小时排水，8号矿井平均每天6～7小时不定时排水，15号矿井在枯水期每天排水18～20小时，丰水期24小时不间断排水。矿井在目前最低开采标高880m下，采空区面积为246363m²，每天总排水量约为6200 m³/d。主要排往岩根河。

根据矿井开拓揭露的井、巷道资料，矿井在开采过程中曾发生过突水现象，矿井中含水层灯影组（Z₂dn）节理、裂隙及溶蚀孔洞发育，且连通性好。以下主要从矿床断裂带水文地质特征及矿床地下水的补给、径流、排泄条件等方面进行论述。

一、断裂带水文地质特征

矿区断裂构造发育，以北北东向为主，其次为近东西向、北西向和北东向断层（F93、F7、F13、F28-1 、F30、F18、F31、F97等）。其中北北东向断裂是区内形成的早期断裂，受所有组向断层改造。其它几个组向断层彼此改造不明显，属区内形成较晚的同期断裂。现对主要断层水文地质特征描述如下：

（一）纵断层

分布于白岩背斜轴部和东翼，规模较大，纵贯南北。构造型式在剖面上表现为由东向西斜冲，常造成地层叠复。主要发育F25、F26、F27、三条逆断层。该组断层具弱透水边界特征，富水性弱、导水性较差。与北西向断层交汇带局部透水，具导水性。

F25：发育于白岩背斜近轴部位，北部自二坡头一带进入矿区，呈北北东向展布，南部自白岩-玉华乡一带延出矿区，区内走向延伸长约1500m。具强烈挤压特征，镜面及擦痕明显，倾向100～110°，倾角68～74°。根据ZK400、ZK303、ZK401、ZK411 、ZK501、ZK502钻孔揭露，破碎带宽1～18m，破碎带在白云岩中构造岩主要为角砾岩，基底式胶结，胶结物为白云质。断距5～50m。逆断层。该组断层具弱透水边界特征，富水性弱、导水性较差。

F26：发育于白岩背斜近轴部位，北部自二坡头一带进入矿区，呈北北东向展布，南部自白岩-玉华乡一带延出矿区，区内走向延伸长约1700m。倾向100～110°，倾角70～75°。据ZK400、ZK600、ZK411、ZK431 、ZK501、ZK502钻孔揭露，破碎带宽1～2m，构造岩主要为角砾岩，基底式胶结，胶结物为白云质。断距70～120m。逆断层。该组断层具弱透水边界特征，富水性弱、导水性较差。

F27：发育于白岩背斜近轴及东翼，呈北北东向展布，北部自二坡头一带开始，北部自白岩-玉华乡一带出矿区，区内走向延伸长约2000m。倾向110～120°，倾角75～80°。据ZK400、ZK600、ZK411、ZK431、ZK501钻孔揭露，破碎带宽1～3m，构造岩由角砾岩和压碎岩组成，基底式胶结，胶结物为白云质。断距170～310m。逆断层。该组断层具弱透水边界特征，富水性弱、导水性较差。

（二）横断层

F12：发育于花京以东——牛栏枰以西一带，近东西向展布，区内走向延伸长950m，断面擦痕发育，断面倾向25°，倾角约69°。破碎带宽5～10m，破碎带在白云岩中构造岩主要为角砾岩，基底式胶结，胶结物为白云质。沿破碎带常有泉点分布。正断层。断距不明。导水性好。

F42：发育于棉花寨一带以西一带，近北西南东向展布，区内走向延伸长1.67m，断面擦痕发育，断面倾向69°，倾角约78°。破碎带宽5～10m，距ZK602、ZK604两个钻孔揭露，破碎带宽1～3m，构造岩由角砾岩和压碎岩组成，基底式胶结，胶结物为白云质。断距42～60m。逆断层。导水性好。

二、地下水补给、径流及排泄条件

（一）地下水的补给

天然条件下，矿区内含水层中地下水的补给主要是大气降水的垂向补给，由于矿区灯影组白云岩含水层地表大面积出露，大气降水直接通过白云岩中发育的溶蚀管道和溶蚀裂隙直接下渗补给地下水。对矿区地下水系统而言，来自该补给源的补给量是比较大的。

除天然条件下的补给外，现状岩根河对矿井充水的影响，根据矿区上下游河流断面观测、矿井排水时间及排水量资料，岩根河河床标高970，而现状各开采矿井的开采标高均达到880～930m已经低于河床40～90m，岩根河已经对灯影组含水层进行了渗漏补给。

（二）地下水的径流条件

在天然条件下，受矿区最低侵蚀基准面控制，地下水由河床两岸向河床汇集，总体迳流方向南西往北东迳流，与区域地下水流向基本一致。目前矿山生产开采，矿区的多个矿井每天总排水量约为6200 m³/d，在目前，井下疏干排水已形成了一个地下水位持续下降、范围不断扩大的区域性的降落漏斗。该降落漏斗的存在和扩展，从根本上不断改变区内地下水动力场，也改变了地下水的径流方向，从而导致区内地下水原始状态下的由南向北径流变为四周向降落漏斗中央径流，随着后续的矿山开采和地下水疏干，地下水由四周向降落漏斗中央径流的现象更加突显。

（三）地下水的排泄条件

矿区地下水的排泄受地形条件和地质构造的控制。首先，区内地下水的排泄场所为岩根河，矿区内河床最低标高970.0m，而矿体分布标高850～1130m，矿体分布低于当地侵蚀基准面，而现状各开采矿井的开采标高均达到880～930m，已经低于河床40～90m，地下水的排泄主要为矿井疏干;其次，矿区位于白岩背斜北倾伏端，构造部位相对较低，来自构造较高部位的地下水补给水源丰富，矿床主要充水含水层灯影组白云岩暴露于地表。因此根据矿区现状开采情况不利于地下水的排泄。

三、结论及建议

（一）结论

（1）上述对断层水文地质特征分析结果，北北东向断层（F25、 F26、F27）呈弱透水边界特征，富水性弱、导水性差。F12具良好的导水性能，并且垂直断距较大，改造了北北东向的断层后，在交汇地段富水性导水性都很強，矿坑排水时将导通背斜东西两翼地下水。沿该断层带成为岩溶地下水向矿井集中充水的地带。岩根河在8线至6号勘探线一带流经矿层露头地段，可能成为突水地带。

（2）矿体位于当地侵蚀基准面以下，地形不利于排水，直接含水层出露地表的潜水区，矿井充水主要来源岩溶裂隙水和断层水，岩根河在矿井开采条件下向矿井间接充水，矿区地质构造较复杂，为顶板直接充水的岩溶充水矿床，水文地质条件中等复杂。

（二）建议

矿床开采有出现雨季突水或断层附近发生突水情况，随着开采深度的增加，地下水疏干漏斗范围将逐步扩大，坑道排水难度也将随之增大，建议在开采过程中，特别是岩根河8线至6号勘探线一带，建议开采时在该区间留设河流矿柱，以确保矿山安全开采。

参考文献：

[1]李祥坤等.贵州省瓮安县玉华乡老虎洞磷矿（探矿权区）详查地质报告[R].2011（04）.