论文发表 | 论文范文 | 公文范文
最新公告:目前,本站已经取得了出版物经营许可证 、音像制品许可证,协助杂志社进行初步审稿、征稿工作。咨询:400-675-1600
您现在的位置: 新晨范文网 >> 工程论文 >> 水文地质论文 >> 正文

矿床水文地质条件分析及涌水量预测

定制服务

定制原创材料,由写作老师24小时内创作完成,仅供客户你一人参考学习,无后顾之忧。

发表论文

根据客户的需要,将论文发表在指定类别的期刊,只收50%定金,确定发表通过后再付余款。

加入会员

申请成为本站会员,可以享受经理回访等更17项优惠服务,更可以固定你喜欢的写作老师。

摘要:平远县某矿床是为20世纪70年代发现和勘查,在20世纪80年代提交的一个小型多金属矿床。近年来利用中央地勘基金和商业资金对矿床进行深部勘查,取得了很好的成果,该矿床从原小型矿床成为中型矿床。对该区的水文地质条件进行研究分析是重点工作,本文通过对矿床水文地质条件进行分析评价,并通过“水文地质条件比拟法”“Q-S曲线法”和“大井法”对矿床未来开采最大矿坑涌水量进行预测,为矿床未来开发利用提供地质依据。

关键词:找矿突破;水文地质条件;涌水量预测;开发利用

前言

平远县某矿床位于粤北地区,行政区划属广东省梅州市平远县管辖,位于南岭成矿与武夷成矿带交汇部位。该矿床为20世纪70年代发现和勘查,在20世纪80年代提交的一个小型多金属矿床。找矿突破战略行动实施以来,我队应用中央地勘基金和商业资金对矿床进行勘查,取得了很好的地质成果,由以往的小型矿床成为中型矿床。

1.地形地貌及气象

水文区内地势总的趋势为东南高、西北低。地形切割厉害,相对高差一般为200m~350m,最高达600m,植被发育,属低山丘陵区。最低侵蚀基准面标高为289m。本区属亚热带气候,温暖、潮湿,雨量充沛,降雨多集中于4月~8月,据平远县气象站资料,年最大降雨量达1834.4mm,历年平均年降雨量为1596.7mm,历年平均年蒸发量1555.5mm(见图1)。最高气温为39.2℃,最低气温-4.2℃,历年月平均气温20.3℃。矿区地势较高,平均气温一般比平远县低2℃~3℃。工作区一年中主要刮东南风,风速平均在1.05m/s。

2.矿床水文地质条件

2.1含水层

(1)第四系孔隙含水层。主要为第四系残坡积层中的孔隙含水层,多有由灰黄色粉砂质粘土、含砾沙土等组成,层厚度3.06m~14.5m。泉水点流量0.01L/s~0.028L/s,平均流量为0.014L/s,为弱富水性。pH值6.0~7.8,矿化度30mg/L~46mg/L,水质类型为HCO3-Na•Ca、HCO3-Ca•Mg•Na型水。(2)第三系砂岩裂隙含水层。主要为第三系砂岩,上部为紫红色砾岩、砂砾岩,砾石成分以变质岩、花岗岩为主,泥质、铁质胶结;下部为浅色层,紫灰色砂岩、页岩,层理发育,含钙质和炭屑。一般厚度为500m左右。泉水点流量0.001L/s~0.6L/s,平均流量为0.027L/s,为弱富水性。pH值6.8左右,矿化度72mg/L,水质类型为HCO3-Na•Mg型水。(3)白垩系上统上组火山碎屑岩含水层。主要为白垩系上统熔结凝灰岩、流纹岩、火山碎屑岩的裂隙含水层,主要分布在F1断裂构造以北,层厚度51m~122m。泉水点流量0.001L/s~0.3L/s,平均流量为0.023L/s,为弱富水性。pH值5.1~6.6,矿化度16mg/L~37mg/L,水质类型为HCO3-Na、HCO3•Cl–Na•Ca、HCO3•Cl-Na型水。(4)泥盆系石英砂岩裂隙含水层。主要为紫红色、灰绿色薄层状粉砂岩、页岩夹灰白色厚层状石英砂砾岩,主要分布在矿床东南部及猪麻坝断裂附近。泉水点流量0.001L/s~0.05L/s,平均流量为0.014L/s,为弱富水性。pH值5.2~6.3,矿化度13mg/L~45mg/L,水质类型为HCO3-Na•Ca•Mg、HCO3•Cl-Na•Ca•Mg、HCO3•SO4-Na•Ca。(5)寒武系变质岩裂隙含水层。主要为青灰色砂岩、板岩、千枚岩、变质砂岩,变余砂状结构,块状构造为主,基本覆盖整个矿床,绿泥石化现象明显。泉水点流量0.001L/s~0.275L/s,平均流量为0.021L/s,为弱富水性。pH值5.2~6.6,矿化度24mg/L~94mg/L,水质类型为HCO3-Na•Ca•Mg、HCO3-Mg•Na•Ca、HCO3•SO4-Na•Ca•Mg型水。(6)次流纹斑岩裂隙含水层。主要为紫红色粗、中、细斑,裂隙稍发育,多有白色高岭土充填,沿着麻楼断裂断续出露,其主要含矿岩性为中细粒次流纹斑岩。泉水点流量0.001L/s~0.02L/s,平均流量为0.009L/s,为弱富水性。pH值5.2~7.6,矿化度17mg/L~309.8mg/L,水质类型为HCO3-Na•Ca和HCO3•Cl-Na•Ca型水。

2.2矿层、矿坑富水性

矿床主要产于细斑的次流纹斑岩,经统计,主要含矿层位于次流纹斑岩顶板以下0m~25m。次流纹斑岩,裂隙稍发育,部分裂隙被白色高岭土所充填,矿石具强硅化、致密坚硬,抽水试验显示矿层富水程度贫乏(见表2)。总体认为,次流纹斑岩矿层富水程度较贫乏,一般为0.036L/s,在F1断裂构造与北北东向断裂构造的交汇处,其富水性有所增加,流量为0.060L/s。

2.3断裂破碎带的富水性

按断裂构造产状、规模分为两组,即NWW向组和NNE向组。(1)NWW向断裂-F1F1断裂构造为北西向构造迁就利用东西向麻楼断裂带的产物,其产出部位处于寒武系浅变质岩与次流纹斑岩的交界处。走向295°,倾向南西,倾角由浅至深,由陡变缓,0m标高以上70°~50°,0m标高以下45°~35°,延伸2km余,宽0.5m~2m。呈舒缓波状。充填变质岩、石英砂岩、次流纹斑岩等角砾。在变质岩中常见挤压破碎带、片理化构造泥和小褶曲。根据坑道观测滴水程度1滴/分~3滴/分,结合钻孔编录和抽水试验认为该断裂构造富水性贫乏。(2)NNE向组断裂矿床内规模稍大的几条NNE向构造,以大体平行和等间距的构造形式出现,使岩层产生相对位移,现已查明的有12条(见表3)。此组构造,走向10°~35°倾向则以F2为界,以西倾向北西,以东倾向南东,倾角70°~85°,长几百米至几十公里,宽10cm~30cm,延深几十米至几百米。早期充填物为围岩碎屑,属左旋扭;成矿期充填紫黑色萤石、赤铁矿玉髓等,构造力学性质属张性;成矿后期充填高岭土、断层泥,属右旋扭动,该断裂构造组的富水性贫乏。

2.4地下水补给、径流、排泄关系

(1)地下水与地表水的关系在已勘探的工业矿体地段,分布两条溪流,终年有水,汇水面积为2.06km2。综合前人一号溪流观测资料及2010年~2012年观测资料,最大流量为9.068m3/s,最小流量为0.04m3/s,一般流量为0.05m3/s~0.06m3/s。二号溪流未观测,其流量小于一号溪流。二号溪流通过主矿段,在7号勘探线与一号溪流汇集(图2)。汇集后的流量观测,最大流量为10.2m3/s,最小流量为0.043m3/s,平均流量为0.186m3/s。

2.5矿坑涌水量预测

前人在矿床内有两层坑道的实测排水量资料。矿坑涌水量预测以水文地质比拟法为主,并根据4个地质水文孔的抽水成果,采用“解析法”和“大井法”进行比较。对矿床0m标高以上矿体预测中段标高150m、100m矿坑涌水量。在矿床深部发现较好矿体。所施工的ZK1610水文地质孔,揭穿深部矿体,采用分层抽水试验,达到预测深部矿体涌水量的目的。(1)计算方法的选择和依据综合前人4个孔的抽水试验结果,结合ZK1610分层抽水试验的结果,采用“水文地质比拟法”“Q-S曲线法”“大井法”对矿体中段标高150m、100m、-187m进行预测。(2)参数的确定平均静止水位标高:采用水文地质孔ZK1610附近预留的6个观测孔一个水文年的水位观测的平均值390.78m。各预测中段水位降深(S):各预测中段至平均静止水位之间的垂距。设计基坑面积(F):根据各预测中段矿体平面图确定。含水层(带)厚度(H):ZK1610抽水试验含水层厚度第一试段为31.52m,第二试段为10.5m。影响半径(R):ZK1610为各观测孔影响半径的平均值。渗透系数(K):ZK1610为各观测孔渗透系数的平均值。大井半径(r0):按r0=P/2π公式求得。P为矿体多边形周长。引用影响半径(R0):按R0=(R+r0)求得。(3)评述①“水文地质比拟法”预测矿坑涌水量结果,因XJ-1(280m)流量观测结果未达一个水文年,其预测结果仅供对比。②“Q-S”曲线法,采用5个钻孔抽水试验资料进行预测,前人4个钻孔反映浅部(0m标高以上)矿体,ZK1610抽水试验预测深部(0m标高以下)矿体,达到预测的目的。考虑矿床水文地质情况,建议矿山开采采用中断-187m最大矿坑涌水量1978.02m3/d。③“大井法”前人采用完整潜水井公式,未考虑局部裂隙承压水,且含水层厚度(H)可能与实际有出入,中断150m、100m预测结果仅供对比;ZK1610第二试段采用完整承压水公式,中断-187m矿坑涌水量1691.91m3/d。预测合理,建议参考。

参考文献:

[1]房佩贤,卫中鼎,廖资生.专门水文地质学[M].北京:地质出版社,1995.

[2]薛禹群,朱学愚.地下水动力学[M].北京:地质出版社,1981.

[3]巍克敏,赵茂森,王友长.宝鼎矿区深部水文地质条件研究及涌水量计算[J].中国煤炭地质,2011,23(1):29-35.

[4]谢天.广东省永新铁矿矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测[J].西部资源,2018(01):112-113.

[5]王洪波.广东某钨钼矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测[J].西部资源,2017(03):92-93.

作者:方朝丰 单位:广东省核工业地质局二九二大队

矿床水文地质条件分析及涌水量预测责任编辑:张雨    阅读:人次