第六章开采技术条件第一节水文地质一、区域水文地质本区属皖南山区北部边缘，属中低山地貌，海拔高程一般在60-1200米之间，山脉走向北东向，区域水系呈树枝状，沟壑狭窄，雨季为山洪排泄通道，枯水期潺潺流水，甚至干枯。龙须河为查区附近主干河流，位于矿区北东部，常年性山涧溪流注入龙须河，由龙须河向西流经秋浦河注入长江。本区属北亚热带湿润性季风气候区，气候温和、湿润，雨量充沛，多年平均降水量为1494.9mm。区域水文地质条件主要受地貌、地质构造和岩性控制，总体上皆斜贫水。查区位于梅村太平曹深断裂的南东部，大佛堂太平曹背斜的南西端北翼，矿床地处背斜近轴部的北西冀，背斜轴向的北东45。矿体分布在花岗岩体（肖坑潭山复式花岗岩体）与震旦系地层接触带及附近，尤其在震旦系皮园村组（Z2p）地层中富集成矿，并受NE向断裂控制。区域上中部为碎屑岩构造裂隙水，东部、南部为岩浆岩贫水体，在水系西侧为松散岩类孔隙潜水，其特征如下：1. 碎屑岩类构造裂隙水分布在矿区内，为寒武系黄柏岭组（h）下段地层，岩性主要为碳质角岩、硅质角岩，岩石透水性差，富水性及弱，地下水赋存方式为构造裂隙水。2. 碎屑类碳酸盐岩类分布在矿区内，裂隙含水岩组为震量系皮园村组（Z2p）裂隙水和蓝田组（Z2ln）,主矿体赋存在流层质中。岩性主要为硅质页岩、硅质岩;泥质条节状灰岩、夹灰岩、白云岩，变质后为角岩夹大理岩、大理岩岩石裂隙不发育，富水性弱。岩浆岩类含水体分布在马形山和矿区内，为肖坑潭山岩体组成部分，岩性为花岗闪长岩、花岗岩。近地表由于风化强烈，含风化裂隙水中深部岩石新解，裂隙不发育，富水性弱极弱，为相对隔水层。3. 第四系松散岩类孔隙含水岩组分布在龙舒河西侧及坡麓和沟谷地带，主要为新生界现代沉积物，特点是结构松散，岩性为粉质粘土，粉质粘土类碎石土、石砂砾土，含粉砂砾石土，在水系西侧含丰富孔隙潜水，而在坡麓地带富水性差，基本不含水。（二）区域地下水补给、径流、排泄条件本区属江南山区，大气降水是区域地下水主要补给源。在八线地下水路由于地形位置高，沟谷发育且深切一般流程均较短，就地排泄当地沟谷以及构造薄弱部分以泉的形式向地表排泄。第二节矿区水文地质、地形、气候及地表水大石门铜多金属矿位于池州市贵池区梅村镇梅村村敬老院南侧。矿区地处大佛堂太平曹背斜，为起伏碎地低山地形，山势高程同西南向北下降，地貌成因属于断褶侵蚀低山，矿区南部海拔608.80m,最低标高50.56m（龙舒河河床）相对高差558.24m，地形起伏较大，局部较陡，区内植被较发育。本区属北亚热带湿润性季风气候区。多年平均气温16.1C；多年平均降水量为1494.9mm，降水多集中于每年5-8月，年际降水量变幅较大，历年最大降水量2317.7mm（1954年），最小降水量888.7mm（1978年）。多年平均蒸发量为1368.1mm，多年平均相对湿度为80%，平均无霜期220天。区内气象要素特征见图6-1。龙舒河在区内由南向北流径茅岭岗后向西经过深渡口小水电站后，以北北西向流出矿区，2011年11月18日测之河床宽30m土，水深1.20米，流速：0.34m/s，河水河水经暴涨暴落，雨季水量较大，旱季主要靠山泉水补给，龙舒河最终流经伙浦河后汇入长江。区内水塘零星分布，不发育。矿区最大地表水体为芝麻冲水库，为当地农业灌溉用水主要水源之一，枯水期容3.9X104m3.二、含水岩组及富水程度（一）茅四系松散岩类孔隙含水情况分布在龙舒河河谷地带和坡麓处，为第四系残坡积物和冲洪积物组成，厚度一般115m，岩性为粘土，粉砂粘土含碎石粉质粘土，富水性差，靠近龙舒河底部为粗砂及含砾粘土，富水性中等。据李家民井取水化学样分析，该含水岩组水化学类型为HCO3-Ca型水。（二）碎屑岩类物构造裂隙含水岩组分布在故区中部，为寒武系下统黄柏岭组（e1h）下段,详查钻孔已揭穿该层层厚一般V20米，岩性为碳质页岩、泥质页岩、硅质岩，局部蚀变成角岩，近地表易于风化。钻孔资料表明：该含水岩组岩石中碳质页岩、泥质灰岩易风化，风化带厚度随地形岩性变化较大，一般厚815米，最深可达21.40米（zk33）,风化带内裂隙较发育，多呈闭合状，木次钻孔施工中未发生漏水现象，该含水岩组富水性极弱。（三）碎屑岩类碳酸盐岩类裂隙含水岩组地表出露于矿区东部、南部，界于黄柏岭组（e1h）和花岗岩体之间，为震旦系皮园村组（Z2p）、蓝田组（Z2ln）。钻孔未予揭穿，厚度200m，岩性为薄层状硅质岩、硅质页岩、泥质条带状灰岩、夹灰岩，变质后为角岩夹大理岩。该含水岩组中岩石裂隙不发育，且与轴心夹角1020，40两组裂隙均呈闭合状，少见碳酸盐细脉，脉宽一般0.20.5cm,地层中侵入接触破碎带较发育。钻孔在该层中可采岩心一般以栓状为主，夹少量块状，ZK51孔于孔深54.55m72.55m，钻进中冲洗漏水不返，该段岩性为硅质角岩、夹硅质岩（Z2p），裂隙较发育，见-2cm宽方石脉穿插。在该层中出露的泉1流量0.057升/秒，富水程度弱，其泉水取样分析，水化学类型为HCO3-Ca型水。（四）岩浆岩贫水体分布矿床东部、南部，岩性为花岗岩，近地表风化强烈，是碳酸盐化、高岭土化，含风化裂隙水，深部钻孔内岩石新鲜，裂隙不发育，为相对隔水层，据区域资料该层贫水体水化学类型为HCO3-Ca型水。三、F1断裂带充水特征、F1断裂带是矿床规模最大的断裂带，走向北东约40倾向290320，高度约600m左右，该断裂带发育于震旦系蓝田组（Z2ln）皮园村组（Z2p）及寒武系黄柏岭组（1h）地层中并切割它们，该断裂带分布于矿床中部，由若干个近NE走向的质性断面和张性构造角砾岩带组成，宽320m不等，带内构造角砾岩之角砾成份为碳质角岩、硅质角岩等。角砾尖锐，大小不一，成份结构为构造碎屑物及碳酸盐、硫化物，成份给紧密，是该矿床重要贮矿构造，主要矿体（V1V3赋存于其中，ZK53矿区控制深度为标高+37米。本次详查为查清F1断裂带导水性及富水性。布置一专门水文孔SHK1,孔深130.35m，对F断裂带进行了抽水试验，其抽水试验成果如下：S=39.08m，Q=0.0738t/s，g=0.00189t/s.其抽水试验成果表明，该F1断裂带导水性弱，富水性弱，另本次详查钻孔在F1断裂带钻进中均未发生冲洗液漏失不返现象，亦说明该F1断裂带导水性和富水性均较弱。该F1断裂带含弱构造水，该构造水取水样分析，其地下水化学类型为So4.Hco3-Ca.Mg型So4-2离子含量高，是由于其硫化物影响所致。四、地下水动态，含水层向及其地表水之间的水力联系（一）地下水动态本区地下水主要受大气降水控制，大气降水是影响区内地质水动态的主要因素，尤其浅层地下水季节性变化明显，出露泉水雨季流量变显增大，据泉1调查，雨季流量大，旱季则减少，甚至干枯，泉水主要排泄浅层地下水。据SHK1孔资料：2011年12月26日观测水位，其埋深为24.30m（标高+225.52m）,2011年9月18日观测水位其埋深为2.86m（标高+246.96m），水位变幅值为21.44m，这也说明该矿床地下水位变幅受地形的影响大的特点。（二）含水层之间的水力联系本矿床主矿体埋藏深度较大，分布地层（岩层）层位较多，但含水层构成模式较为简单，以大石门多金属矿主矿体为中心，东侧、南侧为岩浆岩含水层，北侧、西侧为寒武系黄柏岭组含水层，以风化裂隙水为主，深部构造裂隙水富水程度极弱。矿床主矿体此处的弱裂隙构造断裂含水带自上而下连续分布，沟通震旦系皮园村组（Z2p）、蓝田组（Z2ln）、寒武系黄柏岭组（e1h）,这样在横向上，弱含水的浅部无明显的相对隔水层存在，故它们之间有良好的水力联系，在垂向上弱构造断裂含水带内，无改变黄柏岭组（e1h）、皮园村组一个含水体，含水体内虽然有在含水裂隙发育板不均匀，但已没有连续稳定的隔水层存在，故含水体内地下水连系联系总体较好。（Z2p）、蓝田组（Z2ln）还是黄岗岩,花岗混合构成了同第四系含水层在矿区内分别局限、厚度薄、富水性弱，与基岩含水层之间的水力联系较差。（三）地表水与地下水之间的水力联系。1. 矿区北侧最大的人工水体为芝麻冲水库，库底多位于基岩风化带之上，浅层风化裂隙水与水库水体是有一定的水力联系，水库枯水季节一般不干，与其接受邻近风化裂隙水的补给有关。2. 龙舒河是区内最大的河径流，距木矿床约1km，河道宽30m土，河深6m，河道之下为第四系冲积层，据调整，冲积层连续分布，冲积层结构单一，由灰黑色、灰黄色粉质粘土组成，可塑破塑状，透水性差，阻隔了河水直接渗入地下，龙舒河与地下水无直接水力联系。（四）地下水补给、径流、排泄条件本区气候湿润，雨量充沛，大气降水是地下水的主要补给来源，大佛堂太平曹背斜是区内主要构造单元，地形隆起，基岩裸露面积较大，风化裂隙发育，有利于大气降水的入渗和地下水的动移，并控制了地下水径流方向，往北、北东方向进入龙舒河。主矿体范围内的中深层地下水在自然状态下循环不畅，接受补给微弱。（五）矿坑涌水量模型1.水文地质模型（1）本矿床矿体由浅至深连续分布，最低分布标高至+73m,矿体位于构造裂隙含水带中，大气降水为矿床地下水的主要补给来源。（2）本矿床含水层平面分布为：东侧和面部为花岗岩体和震旦系皮园村组（Z2p）和蓝田组（Z2ln）含碳硅质岩、硅质岩、碳质硅质页岩夹泥质条带夹灰质白云岩，中部为寒武系黄柏岭组（），其岩性主要为砂砾屑结晶灰岩，硅质灰岩、碳质灰岩、碳质页岩，均为弱极弱含水层。据SHK1孔抽水试验成果：片断裂破碎带，单位涌水量（q）为0.00189t/s.m，属弱富水性，它们连续分布，为同一含水体，视为均质无限供水边界，在垂直方向上。木矿床受F1断裂控制V3矿体埋深最深，+90+215米标高以上为矿床地下水主要分布区，米标高以下可视为相对隔水层。（3）矿体所在处为低山，表层无连续稳定的隔水层存在，故地下水类型确定为潜水。因此，矿床水文地质模型可视为无限供水边界的潜水含水层。2.预测公式选择与参数确定（1）矿坑涌水量公式选择根据上述分析，矿坑涌水量采用稳定流完整井的“大井法”估算，预测公式选择如下：Q=1.366K（2H-S）S（lgRo/ro）（1）Ro=R+roR=2sJHK（开根）Ro=VF/n（开根）式中：Q：预测的矿坑涌水量（m3/d）K:渗透系数（m/d）H:潜水含水层厚度（m）S；水位降浮（m）Ro：主矿井采区引用影响半径（m）ro：矿井采区引用半径（m）R:单井影响半径F：预计矿井开采面积（m2）（2）参数确定 .潜水含水层厚度：木次预测矿床+150中段矿床涌水量，其矿体（VI、V2、V2-1、V3、V3-6、V3-7、V5-6）分布处钻孔地下水位标高（最高）平均值为246.96m（即+150中段）ZK33、ZK502、ZK53、ZK51、ZK71水位之算术平均值，其含水层厚度为96.96m。.渗透系数(K)：取SHK1抽水试验值：k=0.0017m/d(3) 矿井采区引用半径ro与采区引用影响半径Ro据水平投影图量测，其矿体水平投影面积(即主次要矿体V1、V2、V2-1、V3、V3-6、V3-7、V5-6水平投影的外边界连线之面积)2844m2。按前列公式(2)、(3)和(4)，计算得到引用半径ro与引用影响半径Ro(表6-1)矿井采用引用半径ro与引用影响半径Ro表6-1中段矿井采区面积F(m2)米区引用半径ro(m)单井影响半径R(m)引用影响半径Ro(m)采区S(m)+200m284430.0978.73108.8296.96矿坑涌水量估算：将有关渗透系数、含水层厚度、引用影响半径等参数，代入前列公式