湖南道铁锰矿Ⅱ矿体岩溶矿区矿坑涌水量分析-中国岩溶.PDF

第29卷 第1期 中 国 岩 溶 Vo1．29 No．1 2010年 3月 CARS0L0GICA SINICA Mar．2010 文章编号：1001—481O(2O1O)O1—0062—08 湖南道县铁锰矿 Ⅱ矿体岩溶矿区矿坑涌水量分析 林 中湘h。，陈湘桂。 (1．中国地质大学(北京)，北京 100083；2．湖南省地质建设工程(集团)总公司，湖南 长沙 410014) 摘 要：矿坑涌水是矿山地下开采面临的首要问题，合理的涌水量预测方法是 目 前国内外研究的热点和难点所在。本文以湖南省道县铁锰矿 Ⅱ矿体一50m开采水 平为例 ，利用有 限差分数值方法对矿坑开采 的涌水量进行模拟与分析。计算结果 表 明，涌水量主要来 自于车子江 的补给 ，但东部、南部、北部及 降雨的补给量所 占 比例增大，说 明 Ⅱ矿体涌水量来源较广泛。综合分析 ，数值法所计算 出的不 同季 节、不同雨强特征的涌水量，更符合矿 区实际条件，模拟结果可以作为矿区开采设 计的依据 。 关键词：岩溶矿区；矿坑涌水量；数值模拟；湖南 中图分类号：P641．4 1 文献标识码 ：A O 引 言 等。区内地表堆积铁锰矿于1957年大炼钢铁期间为 群众发现，并进行小型开采 ，土法冶炼 。 地下涌水的研究是矿山地下开采过程中一个十 矿 区地处驷马桥复式向斜西翼北端 ，为平缓单斜 分重要的课题。地下水的来源、水量大小、地表水与矿 构造 ，出露的地层有第 四系、三叠系或侏罗系、石炭 区地下水是否有水力联系、联系的密切程度以及其对 系、泥盆系等(图1)。地层近南北 向分布，岩层倾向东， 矿坑充水的影响程度等 ，都是矿区水文地质研究中要 倾角 15。～30。。泥盆系为矿区分布的主要地层 ，自西 解决的重要问题。它取决于矿床水文地质条件的复杂 向东主要为棋梓桥组 (D。q)、余 田桥组 (D。s)、锡矿山 程度 ，是矿山排水和矿床疏干设计的重要依据 。特别 组 (D。z)，其 中棋子桥组为一套隔水 的碎屑岩 ，佘 田 是在岩溶矿区，水文地质条件相对复杂，地下水力联 桥组、锡矿 山组为碳酸盐岩 。余田桥组 的岩性主要为 系较为密切，能否准确预测开采后 的矿坑涌水量 ，关 灰岩 、白云质灰岩、白云岩 、隐晶质微粒灰岩 ，地层厚 系着矿山生产建设工程和投资规模、矿石生产成本和 度大，岩溶化强烈，含水丰富，为矿区的主要含水层， 矿山生产经济效益，还影响着矿山治水方案的确定。 同时也是矿坑的主要充水岩层 ；锡矿山组为自云质灰 因此 ，对矿山开采引起的地下水的涌水量预测进行研 岩、泥质灰岩 、白云岩夹碎屑岩 ，富水性 中等。矿区内 究具有重要的现实意义 。 褶皱构造简单 ，但断裂构造 比较发育 。 本文采用数值模拟方法 ，对湖南省道县铁锰矿 Ⅱ Ⅱ号矿体为一铁锰矿体 ，同时也是本矿区的主要 矿体地下水涌水量进行预测和分析 ，可为同类矿山的 工业矿体 ，层位上产于泥盆系余田桥组底部 白云岩、 水文地质研究提供借鉴 。 灰岩之中，平面上分布于矿区中部的F、F 两断层之 间，形态呈似层状 、大透镜状 ，走向近于南北 ，倾向东， l 基本地质概况