霍邱县某铁矿矿区水文地质特征分析及矿坑深部涌水量预测李凤彬

霍邱县某铁矿矿区水文地质特征分析及矿坑深部涌水量预测李凤彬

李凤彬

五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司河北省邯郸市056000

摘要：矿坑涌水量预测是一项比较困难和复杂的工作，在分析某铁矿矿床水文地质特征的基础上，结合矿山开采方案，预测矿坑的正常涌水量和最大涌水量，为矿山设计与施工提供参考，具有重要的现实意义。

关键词：水文地质条件；涌水量；比拟法

前言

李楼铁矿位于安徽省霍邱县西约26km处，行政区划属安徽省霍邱县冯井镇所辖。铁矿总资源量30472.59万t，是霍邱铁矿区大型铁矿床之一。随着矿山生产活动的开展，采掘开拓工程逐渐向深部推进，对本矿床水文地质特征分析研究和矿坑深部坑道涌水量的预测非常有必要，以霍邱县李楼铁矿区为研究对象，系统辩证分析矿区地下含水系统、流动系统特征，依据矿床水文地质条件预测深部矿坑涌水量，为矿山深部开拓防治水设计提供数据保障，可预防矿坑局部突水安全事故的发生，也为同类地区矿床水文地质评价和开发提供指导作用。

1水文地质条件

根据地下水的赋存条件，水理性质及水力特征，区域地下水可划分为松散岩类孔隙水；碎屑岩类裂隙、孔隙水；碳酸盐岩裂隙岩溶水和变质岩类裂隙水四种类型。

1.1第四系松散岩类孔隙水含水层组

第四系松散岩类广泛分布于全区，占总面积的90%以上，厚度80-260m，岩性由粘土、粉质粘土、粉土、粉细砂、中粗砂及泥灰岩组成。

1.2碎屑岩类裂隙、孔隙水含水层组

由红层裂隙含水层及碎屑岩裂隙、孔隙含水层组成。前者分布于区域西北部和东南部，主要为侏罗、白垩系砂岩、页岩组成，富水性差。后者分布于枯皮山、四十里长山一带，主要由新元古界震旦系长山组和青白口系曹店组组成。

1.3碳酸盐岩裂隙岩溶水

根据有无碎屑岩夹层分为碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组和碎屑岩、碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组。碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组分布于四十里长山、四平山等地区，由寒武系上统、中统及震旦系部分地层组成。碎屑岩、碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组分布于李集、四十里长山、马店一带，由寒武系中统、下统、震旦系凤台组和青白口系刘老碑组地层组成。

1.4变质岩类裂隙含水岩组

广泛分布于区域中部，被第四系所覆盖，由下元古界及新元古界地层组成，裂隙不发育或被充填，富水性差，上部风化带富水性稍好。

1.2地下水补给径流与排泄条件

1.2.1地下水补给系统

地下水的补给方式主要为大气降水入渗补给，其次为渠道、池塘地表水渗漏补给以及田间灌溉水入渗补给，但补给条件较差。

1.2.2地下水流动系统

区内第四系中下更新统粘土、粉质粘土，透水性差，可视为厚大弱含水层，地下水径流缓慢，流场随地势起伏明显，自各冲沟两翼向冲沟运移，但总体上地下水流向为由南向北运移，最终排出区外。

基岩风化裂隙含水层为本区主要含水层，西南部的四十里长山基岩裸露区基岩裂隙水接受大气降雨补给后，沿风化裂隙带自南向北运动，最终排出区外。

本区地下水运动以垂向交替运动为主，侧向径流运动次之，天然状态下，基岩裂隙水水位、第四系深部孔隙水水位、第四系潜水位基本一致，并接近地表，局部低洼地段有泉水溢出。

2含水层与断层构造

矿床为一倒转向斜构造，岩层产状陡立，不利于地下水储存。矿床断裂构造主要有4条：纵向断层（F1、F2、F3），斜交断层（F4）。F1远离矿体，对矿床的水文地质条件意义不大。F2位于矿床中部，走向近南北，倾向西，为一压性断层，分别在8线和7线穿过矿体，断层带内多为辉绿岩脉充填，首期影响的岩石形成碎裂～縻棱岩化带，为一隔水断层。F3仅见于7线，断层性质及水文地质特征与F2基本相同。F4位于矿床北部，为李楼矿床的北部边界，走向北西，倾向北东。断层带内见有辉绿岩、角砾岩，早期表现为压扭性。晚期变为张扭性的断层，水文地质资料为充水断层。

3比拟法预测矿坑涌水量

李楼铁矿矿体分布比较集中、边界条件和含水结构复杂，采用比拟法预测矿坑涌水量可回避各种水文地质参数求参过程中的失真。同时，矿山排水相当于长期大型放水试验，与未来疏干条件基本一致，并已经形成了具有较大降深和一定相对稳定的地下水空间流场，因此可采用比拟法预测矿坑涌水量。通过矿山日常数据采集，利用比拟法系统计算，预测整个-425m水平以上矿坑正常涌水量为3475.9m3/d，最大涌水量为5214m3/d左右。

4矿山防治水建议

李楼铁矿体及围岩形成了一个深度大、南北狭长的构造裂隙储水场所，该含水体上覆基岩风化带与第四系构成的分布广、厚度大、透水性弱的巨大含水体，基岩裂隙是矿坑水的储存与运移通道，基岩裂隙发育，现阶段矿山开采过程中可能诱发的水文地质问题主要为地下水通过裂隙破碎带进入矿坑，巷道突水具有不确定性。另外矿区东北部的F4冲水断层，可能会导致突水。因此在遇到涌水异常时，首先要探明情况，做到低压作业；对于构造裂隙发育地段或岩体接触带裂隙发育处，矿山在开采过程中实行超前探水措施，必须要先探明断层、破碎带的空间位置及含水情况，再进行掘进、开采。

5结论

矿山在开采过程中，矿坑长期疏干排水将不断消耗基岩裂隙含水层所储存的水量，矿坑涌水量将逐渐减少，矿坑涌水量将在与地下水补给量相等时达到相对稳定。因此涌水量的预测结果与实际存在偏差。

参考文献：

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[4]徐龙，葛晓光.水文地质比拟法的系统处理模型[J].煤炭学报，1995（04）：346-350.