开阳磷矿马路坪矿段温水饮用水源地评价

邹仕孝 靳云川 谭云龙

（贵州开磷集团矿业总公司，550302）

开阳磷矿马路坪矿段温水饮用水源地评价

邹仕孝 靳云川 谭云龙

（贵州开磷集团矿业总公司，550302）

开磷集团部分单位近1.5万职工家属分布在开阳县金钟镇洋水矿区，开磷矿区随着开采深度的逐渐加大，大量地下水被白白地流失，而地表生活饮用水日趋紧张，仅有的两岔河水源地水量已不能满足居民生活用水量要求，枯水期水量严重不足。利用井下开拓工程疏干流出的大量优质地下水补充居民生活饮用水，实现地下水资源的有效利用，是水文地质工作者探索的目标；现在，开磷开拓工程基本都布置在顶板白云岩含水层中，给开拓工程疏干流出的大量优质地下水的有效利用创造了条件。通过《开阳磷矿马路坪矿段温水饮用水源地评价》，进行探索总结，为今后优质矿坑水的有效大量利用创造条件和积累经验。

温水；水源地；评价；矿山

1 马路坪矿段开采概况

贵州开阳磷矿位于贵州省贵阳市开阳县金钟镇，矿区赋存于黔中隆起带东部的洋水短轴背斜上，该背斜轴向呈NNE—SSW向，洋水河深切背斜核部成谷地。从北往南背斜东翼分布有沙坝土矿段、马路坪矿段、牛赶冲矿段，西翼有极乐矿段、两岔河矿段、用沙坝矿段。马路坪矿段为开阳磷矿开采的一期工程，开采范围为E4---E27线，长约5200米，从1965年3月动工到现在已有五十多年的开采历史，E15线北由马路坪矿开采，南由青菜冲矿开采，马路坪矿现已开采到 570米标高，青菜冲矿开采到640米标高，开采标高降低了约550米。温水饮用水源地就分布在E15线附近约300—700米范围内。

2 矿区水文地质条件

2.1 地形地貌概况

马路坪矿段位于开磷洋水背斜东翼的中部，南部与牛赶冲矿段相接，北部与沙坝土矿段相接。由于洋水河深切背斜核部，在矿段内总体形成西低东高的地形，矿体出露位置高出河谷100—200米以上。在矿体出露线与河谷间红页岩形成倾角25°以上的逆向坡；矿体出露线东侧出露的白云岩，发育有溶沟、溶槽等形成 0—20°的逆向坡，矿段内白云岩出露南北长约5公里、东西宽约0.5公里，出露面积约2.65平方公里；白云岩至矿区地表水分水岭寒武系地层呈20—50。的逆向坡,汇水面积约2平方公里。

2.2 岩层构造

2.2.1 岩层

矿段内出露地层有寒武系娄山关群、清虚洞组、金顶山组、明心寺组、牛蹄塘组，震旦系灯影组、陡山沱组、南沱组，元古代板溪群清水江组，岩层均为整合或假整合接触，开磷集团开采陡山沱组上部致密磷块岩矿层，区内灯影组含水层之上和寒武系下统金顶山组以下巨厚隔水层，隔水性能良好，阻隔了灯影组含水层中地下水与区域其他含水层地下水的联系，灯影组白云岩是补给矿坑水的唯一含水层。

2.2.2 构造

马路坪矿段位于开磷洋水背斜东翼的中部，南部与牛赶冲矿段相接，北部与沙坝土矿段相接，岩层倾向85—105°，倾角20—45°；矿段内构造主要为断裂，规模较大的断层主要有：F41逆断层和F210横向断层。

2.2.2.1 F41逆断层

F41断层系洋水背斜东翼主导性断裂，贯通牛赶冲矿段、马路坪矿

段和沙坝土矿段，长15km以上。该断层沿走向及倾向均呈舒缓波状产出，切割矿层造成矿层重复，F41断层下盘矿靠近断层附近受断层的牵引产生挠曲、倒转和次级断裂，致使矿层空间形态较为复杂。

F41断层倾向为80～140°，倾角40～50°，斜断距一般为300～500m，垂直断距120～200m,水平断距350～800m。

F41断层破碎带宽 5.60～10.58m,破碎带中断层角砾岩发育,擦痕清晰可见,角砾成分主要为白云岩、砂页岩,角砾大小一般1～50mm,胶结紧密，对上、下盘地下水具有一定的阻水作用，上盘白云岩岩溶较发育，含水丰富。

2.2.2.2 F210断层

该断层为横向断层，F210断层产于洋水背斜东翼中部 E27线附近，走向长约5.56km，总体倾向NNE，倾角50～60°。断层以南地层倾向100°左右，以北地层倾向90°左右。该断层将洋水背斜东翼的磷矿层切割成南、北两个大矿块，水平断距约 70米，是开阳磷矿沙坝土矿段与马路坪矿段的分界线。断层破碎带宽3.83～5.19m,破碎带中断层角砾岩发育,擦痕清晰可见,角砾成分为白云岩、页岩,角砾大小一般1～10mm,泥质胶结紧密，属弱导水断层。

2.2.3 岩溶发育特征

灯影组（Z2dn）白云岩地下水是补给矿坑水的唯一含水层，据浅部（西侧）沙坝土矿段、马路坪矿段及牛赶冲矿段以往勘探资料，洋水矿区东翼灯影组白云岩地表岩溶较发育，南部地表多为裂隙状干溶洞，分布标高大部分在 1203.97～1407.00m，岩溶一般顺构造线方向和顺层发育；中部和北部地表溶洞洞口形态多不规则，延伸长度一般在50米以内，个别超过100米；高度一般在10米以内，个别达32米；宽度一般2～3米；洞内充填物多为粘土和白云岩碎块，常见滴水现象并有石钟乳、石笋等。

地下岩溶高度为0.10～30.90m，平均线岩溶率为1.54～2.05%，并主要集中发育在 700m标高以上，总体南高北低，此标高以下仅稀疏可见，开采前地下水位1063.88---863.11米，其标高由南往北逐渐降低，溶洞多分布于1030—1090米内，且大多分布于F41断层上盘。

矿区总体为向东倾斜的单斜储水构造，灯影组白云岩出露地表，直接接受大气降水补给，在中深部，由于其上部和下部均有巨厚隔水， 层阻隔，因此，深部地下水总体为承压水。区内地下水主要赋存及运 移于溶蚀裂隙及溶洞中。根据井下坑道揭露的溶隙水情况可知，640中段以上地下水压不大，溶隙中地下水基本是自流而出，但580中段地下水就有喷射而出现象。例如2012年2月13日,在E20+2线580下磷交叉口，有1536m3/d水从一直径30cm的溶洞中喷出约2米远；2013年8月1日，在570

570中段突水点 插图2-3

中段 E22+3线北 110米大巷处从距左帮 1.5米、底上 2.5米的钎孔中有约16001m3/d的水喷出，喷射距离约5米（见570中段突水点 插图2-3），说明在580米标高以下地下水压较640米标高比有明显增大。 1.11.2.1.2

2.2.4 气象条件

开磷矿区属北温带气候与亚热带气候交汇处，根据开阳县 2003-2012年气象资料，区内 5～10月为雨季，平均降雨量 1088.4mm，最大最小年降雨量分别为1276.2mm、829.5mm，最大月降雨量为303.8mm（2004.5），最大最小年蒸发量分别为1356.6mm、998.6mm。年平均气温12.1～13.8℃，最高气温出现在7、8月，最高达32.2℃，最冷月为元月，最低气温达-7.2℃。12月至翌年3月出现凝冻，年平均相对湿度79%～90%。

3 温水分布及成因分析

3.1 矿段温水勘探情况

1964～1965 年贵州省地质局第三地质队对马路坪矿段开展祥勘地质工作，并提交了《贵州开阳磷矿洋水矿区马路坪矿段详细勘探报告》，报告未提到温水富存情况,只在地形地质图上牛赶冲矿段E78线北110米处标有1#温泉和在E78线北300米处标有2#温泉(即称阳桥1#、2#温泉)。

2013 年底前完成的《贵州省开阳县洋水矿区东翼深部磷矿详查报告》中指出，钻孔未出现地温异常点，总体平均地温梯度值为 0.70～2.37℃/100m，钻孔孔底温度极值为18.5～46.80℃。根据本次测温结果分析，工作区内地温特征如下：

⑴、区内平均地温梯度均小于3℃/100m（平均地壳地温梯度），总体区内属地温正常区；

⑵、区内地温总体随深度的增大而增大。最高温分布在 15线（对应祥勘的E30线）至25线（对应祥勘的E17线）间，埋深大于1000米，温度大于37℃，孔底最高温度出现在19线（对应祥勘的E27线， 即F210断层附近）的ZK1920钻孔，测井深度为1443m，井温为46.80℃。

⑶、15线至25线平均地温梯度较高，其值为1.2～2.47℃/100m。

由于受地温梯度的影响，在深勘的17线至25线之间的深部温度较高，在测井深度1000m（即246.74m标高）以下已高出人体正常体温（37℃），且ZK1920钻孔在1443m（即-196.26m标高）孔深处井温已高达46.80℃。

过电压检测装置利用测量电极上过电压产生的电场分量对过电压进行测量和记录,同时通过试验来确定测量电极输入电压与检测电路输出电压之间的关系[10-11]。为此对该检测装置分别做工频过电压传输试验、冲击波过电压传输试验和频率特性试验，以确定在各种激励条件下检测装置的传输特性和输入、输出对应关系。

3.2 马路坪矿段井下温水

3.2.1 马路坪矿段井下温水分布概况

在矿区东翼井下开采过程中，只在马路坪矿段 E15+1线附近遇见温水，从马路坪矿段开拓巷道揭露情况可知，马路坪700中段在E15线北60米、E15+2线的石门内掘到温水，水温、坑温最高温度 30.9℃，E15线向南水温、坑温逐渐降低，到E13线水温只有17℃而成为冷水,北到E15+3线水温降为17℃，温水南北长300米;640中段在E15线北60米处掘到f4断层溶隙温水，水温、坑温最高温度31℃，向南水温、坑温逐渐降低，到E14线变为冷水，北到E15+3线水温降为17℃，温水南北长500米；570巷道由北向南掘进，在E17+1线北20米处水温27.5℃、坑温28℃，温水南北长约700米。据700、640、570三中段温水分布可知，温水都处于f41逆断层的上盘，从与f41逆断层斜交的较大次生断层溶隙中流出，随深度增加，温水分布范围有向北移动和扩大的趋势，最高水温为31℃，温度变化不大,640温水抽到马路坪860游泳池进水口时，水温为28.5℃，降低了2℃。

3.2.2 温水水温水量状况

2011年10 月18日，当700E15线北60米的胶带石门，掘到磷矿层时，见滴水、淋水现象的温水，巷道向前掘进过程中水温、坑温都逐渐增加，2012年1月10日下午5点钟,当巷道掘到距石门口大巷中272米时,迎头退回0.5米巷中坑顶处有1米左右厚岩体冒落,大量地下水从巷中坑顶直径约35厘米的白云岩溶隙中流出,水呈黄色，含泥砂量较重，1月11日下午4点钟测得涌水量5499.5m3/d,水温30.7℃，坑温 30.7℃，后石门停止掘进，其水量、水温变化情况祥见表（3-1）；2012年3月17日，在700E15+2线的风井石门距石

马路坪700E15+1胶带石门溶隙水插表3-1

门口90米处掘到温水，水从巷道掌子面的钎杆孔中共有900m3/d地下水流出，水压很小，基本为自流，水温30℃,当石门向前掘进时，水温、坑温都逐渐增加，2012年11月14日，石门掘到f1断层前8.4米，风井石门涌水量为2099m3/d，水温30.4度，水来自f3断层至f1断层前8.4米范围内，f3断层以西巷道干枯，f3往东巷道只在f1断层左帮高1.2处有530m3/d水流出，其余的帮和顶无流水和淋水，滴水

马路坪700E15+2风井石门溶隙水 插表3-2

都很少，水来自坑道底部和掌子面，在掌子面处只听到水流声而看不见水，坑道底积水约5至15厘米深，坑温30.9度，热气让人热得受不了，有面红耳赤现象，其水量、水温变化情况祥见表（3-2）。

马路坪640温水水量观测成果表 插表3-3

2014.4.10 814.41 31 30 2014.5.27 2171.4 31 30 2014.6.27 2014.6.27 1267.72 2014.7.23 31 30.5 2014.7.23 2056.57 31 30 2014.8.1 846.11 31 30 2014.8.1 2834.68 31 30 2014.8.23 f6断层水经掘长4米高3.5米水仓后将水抽到f4断层水仓。2014.11.19 1700 30.5 为f4和f6断层水量总和。

700 温水在抽水过程中，水量在逐渐减小、直至干枯，水温、坑温逐渐降低，主要原因是下中段（即640中段)在E15+2线附近往南掘进揭露温水，祥见马路坪640温水水量观测成果表 （插表3-3），2013年8月25日当坑道掘到E15+1线f4断层时，700中段温水于8月27日就干枯了；2014年2月10日，当640坑道向南掘进到 f8断层时，700E13线冷水就干枯了，说明温水流通通道是断层溶隙，640温水主要是受控于640中段近东西走向的f4正断层，该断层与700E15线北60米的胶带石门中揭露的f4逆断层交汇而存在水力联系，当570中段掘到E15+1线附近揭露f4正断层时，640的温水也将干枯。从上述可知，因下中段的开采，是导致上中段温水干枯的主要原因，一个中段的温水使用时间只有近两年的时间。

3.2.3 温水水质

水时，都在源头取水样按饮用水标准进行了全分析，其分析结果祥见 表3-4，从表中可知，温水水质良好，所有指标全达到饮用水标准。

2012年6 月28日在700中段胶带石门建水仓，将温水全抽到马路坪矿860硐口,供马路坪单身楼、办公楼、澡堂、游泳池做生活饮用水，并间断性供给社会服务总公司三个职工食堂做生活饮用水，在860硐口取水样化验分析发现，2013年5月27日取样分析结果中色为32度、浑浊度53度、有肉眼可见物超标外，其他项目均合符饮用水标准,但色度、浑浊度2—3天后就达到了饮用水标准，2015年3月18日取水监测，发现总大肠菌群数（为5.1个/100mL）超标，其他项目合符饮用水标准，2015年4月13日，取水监测，所有监测指标均达到饮用水标准。

经调查，细菌超标是640使用E15线北40米处探矿硐室做调节储水仓所致，即当 640大巷东侧抽水仓不抽水而水位抬高时，为了水不漫过水仓流失，而通过管道将水引入 640大巷西侧的探矿硐室储存起来，当抽水时探矿硐室储存起来的水又反流到抽水仓，由于探矿硐室布置在白云岩中又靠近矿体，且未经混凝土封闭处理，就很容易被裂隙中的生产污水污染，所以640E15线北40米处探矿硐室调节储水仓应停用，今后的抽水仓和储水仓都不能建在大巷靠矿体一侧。

4 温水供水保护措施

马路坪矿段现开采埋深在700至900米，地压较大，开拓采准坑道都布置在顶板白云岩中，已全面实行了磷化工全废料自胶凝充填采矿技术。这给充分利用开拓工程揭露流出的优质地下水创造了条件，但由于充填采矿的影响，人们很担心地下水受到污染而不能做生活饮用水，所以温水在使用时应加以保护，其保护性开采措施总结如下：

⑴要引用白云岩大巷东侧的水，因靠矿体一侧的水易干枯和受到污染；

⑵抽水仓和调节用储水仓都要建在白云岩大巷的东侧，不能建在大巷靠矿体一侧；

⑶回采时，要在使用的断层溶隙水南、北各留近500米范围推迟回采、充填，以免污染水源；

⑷在马路坪 860硐口附近建一供水池，对抽来水进行供水处理，确保水质和稳定供水；

⑸对860供水池流出水，按生活饮用水标准每月进行2至3次的水质监测，确保供水安全。

5 结论

经过对马路坪矿井下温水在抽取使用过程中的调查研究，取得以下认识：

⑴我们认为马路坪矿井下温水的成因是，热气沿与深大断裂F41断层近正交的次生大断层F4（水平断距140米）断层破碎带上升，将F4次生大断层附近地下水加热而成。由于F4次生大断层产状为25。＜70。，所以向下开采过程中，温水范围有向北移动的趋势，水温、坑温向深部有增大趋势，据钻探资料可知，到246.74m标高水温、坑温会达到37℃以上，从700中段、640中段、570中段揭露情况可知，热水带宽为300至700米，向深部有增加的趋势；

⑵该温水可作为生活饮用水，天然水质良好；为预防温水在使用过程中受到生产污染，要执行“温水供水保护措施”；

⑶随着开采中段的降低，温水抽水标高也跟随下移，温度会增加，将水抽出地表成本也将增加，所以温水的使用应多样化和商业化；

⑷现水质分析从饮用方面化验较多，今后应从矿泉水、温水疗养等方面做些分析了解，以造福磷矿职工家属。

马路坪700、640生活饮用水水质分析成果表 表3—4

水 磷溶隙水水温（℃） 30 28.7 12.4 30.6色（度） ＜5 ＜5 ＜5 10浑浊度（度） ＜1 ＜1 ＜1 3

臭和味（无） 无 无 无 无肉眼可见物（无） 无 无 无 无pH（无） 7.15 7.46 7.11 7.7总硬度（CaCO3计)（mg/L） 127 133 132 127铁（mg/L） ＜0.03 ＜0.03 ＜0.03 0.11锰（mg/L） ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01铜（mg/L） ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05锌（mg/L） ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05硫酸盐（mg/L） 16 7 10 4氯化物（mg/L） ＜1 ＜1 ＜1 6溶解性固体（mg/L） 138 145 152 206

高锰酸盐指数（mg/L） ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5砷（mg/L） ＜0.007 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01镉（mg/L） ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0005六价铬（mg/L） ＜0.004 ＜0.004 ＜0.004 ＜0.004氰化物（mg/L） ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002氟化物（mg/L） 0.4 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02铅（mg/L） ＜0.0025 ＜0.0025 ＜0.0025 ＜0.0025汞（mg/L） ＜0.00001 ＜0.00001 ＜0.00001 ＜0.00001硝酸盐（mg/L） 0.02 0.11 0.33 0.16氨氮（mg/L） 0.16 0.14 0.05 0.12硫化物（mg/L） ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02阴离子洗涤剂（mg/L）亚硝酸盐氮（mg/L）＜0.05＜0.001＜0.05＜0.001＜0.05 0.003＜0.05＜0.03二氧化氯（mg/） ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.02细菌总数（个/mL） 未检出 75 93 2耐热大肠菌群（个/100mL） ＜2 未检出 未检出 未检出总大肠菌群数（个/100mL） ＜2 未检出 未检出 未检出

[1]《贵州开阳磷矿洋水片区马路坪矿段详细勘察报告》；

[2]《贵州省开阳县洋水矿区东翼深部磷矿详查报告》。

G322

B

1007-6344（2015）08-0071-03

邹仕孝，1963年11月出生，贵州省遵义市人，水文地质工程地质工程师职称，学士学位，在贵州开磷集团矿业总公司从事水文地质工作.