摘要:文章論述了某礦區水文地質條件,并且根據原有資料對礦山開采中暴露的地質環境問題進行綜合分析,取得了對礦區水文地質條件較全面的認識。
　　關鍵詞:雨量為1157.2mm,雨量集中在3~7月份,日最大降雨量為92.7mm,最大小時暴雨量為51.1mm。
　　礦區南側低山發育SN向沖溝,流量變化較大,自南流向北,匯入北側的良田溪。良田溪是礦區較大的地表水,溪水自西向東流入礦區北側后折向北東,其平均流量是2027m3/d,雨季最大流量是5141m3/d。
　　1.2地質構造
　　礦區位于官余復式向斜南端,其東側為界牌嶺短軸傾伏背斜,礦體主要賦存于背斜核部的100~200m標高內。
　　(1)近SN向斷層主要有四條,包括F1、F3礦區水文地質;環境問題;綜合分析;;湖南
　　湖南省某礦區是大型含鈹螢石-錫(銅)礦,位于某縣距縣城約42km,省道1806線自西向東橫貫礦區中部。由于受當時工作程度的限制,對礦區水文地質條件認識不夠,致使在采礦過程中,出現了嚴重的地質環境問題,造成了一定的經濟損失。本文利用原有資料對礦山開采中暴露的地質環境問題進行綜合分析,取得了對礦區水文地質條件較全面的認識,對今后類似礦山的勘探和開采具有一定的借鑒意義。
　　1礦區水文地質條件
　　1.1自然地理概況
　　礦區屬剝蝕、溶蝕低山丘陵地貌,地勢南西高,北東低。礦區內南西側是剝蝕低山,相對最高點是界牌嶺,標高為584.1m;北東側是溶蝕丘陵,最低點是良田村附近,標高為340.8m,為礦區相對侵蝕基準面。礦區相對高差為243.3m。
　　該區屬亞熱帶季風區,氣候溫和,潮濕多雨。據宜章縣氣象站資料,該區歷年平均氣溫為17.6°C,最高氣溫為38°C,最低氣溫為0.5°C;年平均降、F4、F5,走向一般為15°,其中F1、F3、F4為走向正斷層,產狀為110°∠50~80°;F5產狀為280°~290°∠60°。F4規模最大,長度約為3~4km,破碎帶寬度為50~70m。背斜東西兩翼分別受F1和F3兩條走向斷層所切割。
　　(2)NW向斷層主要有四條,包括F201、F202、F401、F402,產狀為35°~50°∠40°~70°,均為張扭性橫斷層。該組斷層常表現為錯斷SN向斷層,一般規模較小,但破碎帶較發育。
　　1.3地層的含水性
　　1.3.1石磴子組灰巖巖溶裂隙含水層
　　石磴子組灰巖在礦區內下伏于測水組之下,在官余向斜兩翼及SN兩端均有出露,為礦體的直接賦礦層位,其厚度是430m。該地層中地表巖溶發育,溶溝、溶槽、漏斗常見;地下巖溶也較發育,鉆孔見溶洞率為63.41%,巖溶率為0.48%。巖溶發育在F4上盤和傾伏背斜軸部,其發育標高一般在200~100m左右,局部受構造影響,發育標高最深達-205.55m。該層富水性主要受構造控制,在斷層破碎帶、接觸帶和風化帶等地段,巖溶裂隙發育,含水性較強,且自上向下富水性減弱。總體上屬中等富水,泉水流量為0.1~1.0L/s,鉆孔單位涌水量為0.542L/s.m。

                                   
　　   　                                                                　圖1礦區水文地質圖
　　Fig.1HydrogeologicalmapoftheminefieldC2+3、Cz-壺天群、梓門橋組含水層Cc-測水組隔水層Cs-石磴子組含水層1-水文地質界線2-斷層及編號3-上升泉及流量(L/s)4-涌水鉆孔及編號5-地面塌陷6-坑道編號7-地表水及流向
　　1.3.2測水組砂頁巖隔水層
　　在礦區內出露較廣,巖層厚度為60~100m。該巖層淺部風化破碎,風化深度為40m左右,含風化裂隙水,泉水出露少,流量很小,一般在0.1~0.5L/s。風化裂隙被粘土充填較好,為隔水層。
　　1.3.3壺天群與梓門橋組白云質灰巖巖溶裂隙含水層
　　該巖層呈NNE向分布于官余向斜核部。巖溶發育,巖溶受SN向、EW向斷層和節理構造的控制,地表巖溶形態多為溶溝、石芽,地下以豎向發育的溶蝕裂隙
　　和溶洞為主。該巖層富水性強,泉水出露較多,最大流量為5.55L/s,一般為0.1~1.0L/s。該巖層上覆5~10m厚的第四系粘土和粉砂質粘土,土為褐、黃褐色。不均勻含碎石、角礫,其量約為10%~20%,碎石、角礫成分多為砂巖,偶見灰巖,粒徑一般為1~3cm。土呈可塑狀態,土洞較發育。
　　1.4斷層的導水性
　　1.4.1近SN向斷層的導水性
　　F1、F3、F5斷層結構面緊密,膠結充填良好,導水性差。F1經注水試驗,其單位吸水量為0.1534~0.20L/s.m;F3經注水試驗,其單位吸水量為0.0388L/s.m。F4斷層位于背斜軸部,破碎帶寬度50~70m,斷層兩側裂隙發育,巖溶較發育,導水性能強,單位吸水量為1.806~3.310L/s.m;PD375坑道揭露有較多的流水點,其流量為1.4L/s左右。
　　1.4.2NW向斷層的導水性
　　主要有四條,F201、F202、F401、F402均為張扭性橫斷層。該組斷層常表現為錯斷SN向斷層,一般規模較小,但破碎帶較發育,且有較好的導水性能,可形成地下水滲流通道。
　　1.5地下水補給、徑流、排泄條件
　　礦區地下水主要在南端接受大氣降水補給,賦存于巖石的裂隙和溶洞中,沿著巖石的裂隙和溶洞向NNE向徑流,在北端良田村一帶以泉的形式排出地表,泉水流量最大為2.6L/s。
　　2礦坑水文地質特征
　　2.1礦坑開采現狀
　　界牌嶺多金屬礦于2000年6月取得開采權以來,已開掘一條明斜井、三條肓斜井。其中明斜井(XJ500)延伸至240m中段;從240m中段分別向NE及NNE掘進1#、2#肓斜井,目前1#、2#肓斜井已分別掘進至標高67.0m和165.0m;3#肓斜井由240m中段向NW延伸與PD375平巷相連接。
　　2.2礦坑突水、出水特征
　　礦山從2000年9月26日掘進斜井和平巷等坑道設施以來,自2001年6月8日至2003年7月10日,有十多處遇裂隙和溶洞突水,突水標高是80~316m。其中有十多處遇裂隙突水,流量為40~180m3/h,一般是100m3/h;有二處遇溶洞突水,日期分別是2001年6月8日和2003年7月10日,流量分別是2000m3/h和5192m3/h。礦山于2003年11月3日停止掘進,礦坑水位控制穩定在240m標高,日排水量為1000m3。
　　3地質環境問題
　　礦山開采引發的地質環境問題主要有巖溶塌陷、地下水位下降和地表水倒灌。界牌嶺礦抽排地下水引發礦山西部的里田鄉塔下村余家、王家和何家等地的巖溶塌陷,塌陷區距離抽水點1000m左右,發生的地層層位是壺天群與梓門橋組。
　　塌陷始發時間是2002年9月28日,2003年10月再次發生巖溶塌陷,總影響面積是35000m2,共產生塌坑200多個。塌陷導致地面變形、墻體傾斜開裂、農田無法耕作、1806線橋墩穩定性受到影響,巖溶塌陷嚴重破壞了居民住房和1806線的安全運行。在礦山開采期間,壺天群與梓門橋組含水層地下水位下降。其中2003年1月14日至2003年2月19日,最大降幅達6m,最大下降速率達1.35m/d,導致泉水逐漸干涸。受陷坑的影響,地表水如良田溪水由塌陷坑直接流入地下,致使溪水斷流,而礦坑水量遞增。
　　4水文地質條件分析
　　4.1原有觀點
　　過去認為,礦區為一傾伏背斜蓄水構造,區內東、西、北三面為隔水性能良好的測水組砂頁巖形成了一個完整的隔水邊界,它隔離了礦區外圍的壺天群、梓門
　　橋組含水層中的地表水、地下水與礦區地下水之間的水力聯系,使背斜蓄水構造形成一個封閉型的獨立水文地質單元。礦區中心部位淺部巖溶不發育,在對錫礦
　　體開采時,不具備產生地面塌陷的基本條件。礦床水文地質類型屬于以裂隙溶洞水為主的含礦層直接進水的水文地質條件中等的巖溶充水礦床。
　　4.2現有觀點
　　4.2.1主要結論
　　主要礦體位于當地侵蝕基準面以下,主要充水含水層是壺天群、梓門橋組,富水性強,補給條件好;近SN向和EW向構造破碎帶發育,導水性強且溝通良田溪等地表水體;第四系厚度大、分布廣,疏干排水產生大面積的塌陷,水文地質邊界復雜,礦床水文地質類型屬于以裂隙溶洞水為主的含礦層間接進水的水文地質條件復雜的巖溶充水礦床。
　　4.2.2水文地質條件分析
　　(1)在天然狀態下,礦區地下水在南端接受補給,在北端良田一帶以上升泉的形式排泄出地表,相鄰南側的石磴子組含水層中的ZK1/160鉆孔也有涌水現象,石磴子組含水層與壺天群、梓門橋組含水層中的地下水水力性質相同,并且存在著水力聯系。
　　(2)在開采條件下,處在石磴子組灰巖中的礦坑掘進發生的較大的礦坑突水,其水源主要是礦區外圍的壺天群、梓門橋組含水層中的地下水和地表水,突水通
　　道是沿斷層發育的溶洞;由于礦坑抽排水,導致西側壺天群、梓門橋組含水層中地下水位下降,并發生巖溶塌陷和地表水倒灌。
　　(3)礦區為一傾伏背斜構造,區內東、西、北三面為隔水性能良好的測水組砂頁巖形成的隔水邊界。引起礦區石磴子組含水層與壺天群、梓門橋組含水層地下
　　水發生水力聯系的通道是礦區內發育的近SN向斷層和NW向斷層,這兩組斷層破壞了測水組砂頁巖隔水邊界的完整性。
　　5結論
　　(1)礦床水文地質類型屬于以裂隙溶洞水為主的含礦層間接進水的水文地質條件復雜的巖溶充水礦床。
　　(2)礦區水文地質工作的范圍不能太小,應該包含地下水的補給、逕流和排泄區域。
　　(3)礦區水文地質工作應加強水文地質條件的分析,并應設計安排恰當的水文地質鉆探和抽水試驗工作量等,充分揭露礦區的水文地質問題。
　　(4)礦山開采是驗證礦區水文地質條件的最好手段,應充分利用礦山開采所暴露的地質環境問題進行分析,不斷提高和完善對礦區水文地質條件的認識。
　　參考文獻:
　　[1]GB12719-91.礦區水文地質工程地質勘探規范[S].中國標準出版社,1993.
　　[2]賀文良,何松茂,周新發,等.湖南省宜章縣界牌嶺礦區含鈹螢石、錫(銅)礦普查報告[R].中國有色金屬工業總公司湖南有色地質勘查局二三八隊,1998.
　　[3]文世新,胡幼明,等.宜章縣里田鄉塔下村三組地面塌陷區工程地質調查報告[R].中國有色金屬工業長沙勘察設計研究院,2003.