广东省东源县叶潭镇挡风凹矿区玻璃用石英砂岩矿水文地质条件的主要问题及对策

危接文

摘要：近年来，随着我国工业化的推进，矿山企业对矿山地质灾害的防治工作取得了一定进步。但是近年来矿山地质灾害事件时常发生，对矿山资源的开采工作造成困难，导致采矿经济效益降低，依然存在很多问题，降低了矿山企业的工作效率。本文基于我国矿山的水文地质特征分析，全面性和针对性相结合地提出防治灾害的措施，降低矿山灾害的负面影响，对促进我国矿山采矿事业的发展具有十分重要意义，为今后矿床规划和开采矿山资源提供生产安全指导，以供人员参考。

关键词：水文地质；涌水量；供水水源

东源县叶潭镇挡风凹矿区所在区域属小起伏低山，总体地势北东高，南西低，最高点为矿区中北部的打鼓顶，海拔高程为435.5m，最低点为矿区南西面，距矿区4号拐点约700m的红岗水河谷部位，海拔高程68.5m，最大相对高差367m，地形自然坡度20°～50°，局部（打鼓顶）山体陡峻。矿区植被较发育，主要为蕨类植物及桉树，部分地段石英砂岩矿体裸露，植被较少，矿区残坡积覆盖层厚度一般为0.0m～14.0m。

1.矿区含水层及补径排关系

根据水文地质调查，矿区范围内含水层位于矿体底部以下的饱水带中，施工的10个钻孔均未钻至地下水位以下（干孔），故厚度不明，主要为层状岩类裂隙含水层。含水层主要由泥盆系桂头群沙砾岩、砂岩组成，地下水赋存于风化裂隙和沿层向发育的构造裂隙中，构造裂隙倾向15°～80°，倾角17°～46°。含水层富水性主要与岩层的风化裂隙发育程度关系密切。矿区内未见较大泉水涌水点，地下水主要以渗流形式排泄，泉水主要分布于山体中下部，均为下降泉。矿区南侧小溪旁见几处渗流泉，流量为0.05L/s～0.18L/s，2015年4月实测矿区南西侧一处泉流量为0.06L/s，富水性极弱；矿体在地下水位以上，矿床开采时不受含水层影响。

矿区处于分水岭及其两侧向南向北倾斜的山坡地段，为地下水的补给径流区，区内赋存的地下水以大气降水直接或间接补给，排泄以蒸发及泉水排泄为主。地下水流向从地形高处向低处流动。根据所施工的10个浅孔都未测到静止水位，地下水位在矿体之下，据此预测地下水对矿体开采影响较小。

2.矿坑涌水量预测

矿山今后露天开采，主要充水因素为大气降水，降雨对矿坑涌水量预测，参照中国矿业学院编制的《露天采矿手册》，预测打鼓顶山脊北侧山坡地段矿坑最大日涌水量公式如下：

Omax=K·A·H24

公式中：

Qmmx=降雨对采场最大日集水量，单位m³/d；

K=地表径流系数（取决于采矿场揭露岩石的降雨入渗难易程度和采场疏导地表片流设施的能力，取经验值0.7）

A=采场采取截水措施后的汇水面积35698m²

H24=设计暴雨频率为5%的日降雨量（近年最大日降雨-～HB=453.3mm，按公式H24=1.1HB推算）

Qmax=0.7×35698×（1.1×0.4533）=12460（m³/d）

矿山今后露天开采，虽然矿体分布在山体分水岭及两侧，充水后自排条件好，也需在采剥面周边应修筑截排水沟，减少开采区的汇水面积，对开采区外围地表径流进行拦截、导流，防止暴雨天气大面积地表径流流向采场。

3.矿床水文地质条件评述

矿区处于小起伏低山区，最大相对高差367m，地形自然坡度20°～50°，局部见陡坎。矿体出露于山脊两侧山坡地段，其自然地形地势利于大气降水的排泄。

矿区及附近无大的地表水体，以矿区西边约700m处小河正常水面标高（68.5m）为最低侵蚀基准面，本区矿体最低标高为332m，位于侵蚀基准面以上，今后矿山露天开采，主要受大气降雨影响，故建议在矿区周围修建截排水沟，对开采区外围地表径流进行拦截、导流，防止暴雨天气大面积地表径流流向采场、采坑，对采剥面或堆积场产生冲刷破坏及水土流失等地质灾害现象。

综上所述，本矿床的水文地质条件简单。

4.矿床工程地质条件评述

（1）矿区内未风化的石英砂岩与砂岩，虽裂隙3条/米～6条/米，完整性中等，但处于矿体底部，开采时影响较小。

（2）矿体主要产于弱风化、微风化的石英砂岩中，矿山露天开采剥离量较小。矿区山体相对较陡，矿山露天开采时，应对运输道路、开采边坡进行护坡防滑工作，对废土、废石修建挡土墙，防止在大雨、暴雨季节发生泥石流、滑坡等地质灾害。

（3）矿区矿体上部岩体质量为Ⅳ级-Ⅴ级，表层第四系残坡积层属散体状，遇水软化，其抗剪、抗压强度低，稳定性较差。矿山露天开采时，稳定性较差，矿山今后开采，残坡积层面以上岩土台阶坡面角应不大于45°，开采时残坡积层面以下岩体台阶坡面角应不大于60°，应严格执行露天矿床安全生产的相关要求。

综上所述，矿床开采工程地质条件简单。

5.环境地质条件预测评价

矿区位于小起伏低山，矿区内无常住居民及耕地等，区内无旅游、文物及自然保护地。矿山建设及矿产开发不涉及移民等问题。

矿区内植被发育，经调查，未见有规模较大的泥石流、滑坡等。

据以往的放射性普查资料，矿区范围内未发现放射性异常，矿山露天开采过程中，对植被、山体有一定的毁坏，矿山地形坡度较大，在大雨、暴雨季节容易造成剥离土滑坡、剥采面崩塌及水土流失现象，为防止滑坡、崩塌及水土流失等现象发生，矿山地形坡度较大，今后开采剥采比为0.15，剥离土石应合理选择堆放场地，并规范堆放，并修建挡土墙、截水沟、引水渠，拦截雨水，引向外围山沟，切实做好复垦、复绿工作，矿山开采产生的污水在排放时应注意，应进行沉淀或其他方法处理达标后排放。

综合考虑矿山露天开采对植被、山体有一定破坏，本矿床开采环境地质条件中等。

6.开采技术条件评价

矿体位于当地侵蚀基准面（68.5m）以上，矿区地势较陡，有利于地表水的排泄，大气降雨为采坑充水主要水源，集水可以通过截水沟自排，矿床的赋矿岩性（石英砂岩带）及围岩的富水性极弱，本区矿体赋存地段主要为地下水径流区，地下水对矿山露天开采影响较小，水文地质条件简单。

矿床处在山脊及山脊两侧，矿体主要产于弱风化、微风化的石英砂岩中，矿山露天开采剥离量较小，对矿山开采影响不大。矿山开采工程地质条件简单。

矿山露天开采，边坡上部岩体质量差，应做好防滑护坡、复垦、复绿工作，对废土、废石修建挡土墙，防止在大雨、暴雨季节发生泥石流、滑坡等地质灾害。矿山露天开采，对植被、山体破坏较大，容易引发水土流失及小规模的崩塌、滑坡等地质灾害，对环境影响较大。环境地质条件中等。

综上所述，本矿床开采水文地质简单、工程地质条件简单和环境地质条件中等，根据GB/T13908-2002《固体矿产地质勘查规范总则》附录B的要求，矿床开采技术条件是环境地质问题为主的中等（Ⅱ-3）类型。

本矿床开采水文地質条件简单，工程地质、环境地质条件中等，挡风凹矿区矿体的剥采比为0.15，建议露天开采。

开采时开挖剥离的覆土、废石应处理好，防止在雨季特别是大雨、暴雨时发生水土流失、泥石流等地质灾害。

矿床开采期间及开采完毕以后应按有关规定做好水土保持、复垦、绿化等环境保护工作。

7.结束语

矿山的开采过程中会出现很多地质灾害问题，加强对矿山的勘探，加强对地质灾害的预防都是减少地质灾害产生损失的必要环节，发现问题及时解决也可以使损失减少到最低，最好预防和检测才能保证整个开采过程的安全及效率。