山东归来庄金矿矿坑充水条件分析

王 春，戚向阳，任成彦，宋德东，龚甲桂

(中国冶金地质总局 山东正元地质勘查院，山东 济南 250101)

山东归来庄金矿矿坑充水条件分析

王 春，戚向阳，任成彦，宋德东，龚甲桂

(中国冶金地质总局 山东正元地质勘查院，山东 济南 250101)

归来庄金矿属大水矿山，在调查和试验的基础上对矿坑充水条件进行综合分析，阐明露天采坑和巷道水文地质特征以及矿区岩溶发育特征，查明矿坑主要补给来源和径流途径，为矿山安全高效生产提供依据。

归来庄金矿；矿坑充水；水文地质特征；补给来源；充水途径

0 前 言

山东省平邑县归来庄金矿属大水矿山，矿坑涌水量达3 000 m3/h。矿坑的大量涌水，不仅增加了开采成本，而且对矿山深部开采生产安全构成了严重的威胁[1]。为了确保矿山的安全高效开采，矿坑充水因素分析显得尤为重要[2]。

1 归来庄金矿概况

归来庄金矿位于临沂市平邑县地方镇归来庄村西，矿区面积 0.215 6 km2。属丘陵区，标高一般121.80～160.50 m，总体地势为西高东低。其中，西南部地形较陡，冲沟发育；东北部地形平缓，水系较发育。浚河为区内最大的河流，全长60 km，流域面积为467.84 km2，河床平均宽度384 m，从矿区中部穿过，历年最大洪峰流量为2 100 m3/s，洪水位标高120 m，最枯流量0.017 m3/s。本区属温暖带大陆性季风气候，年平均降水量为752.5 mm，年最大降水量为1 139.4 mm。

矿区的出露地层从老到新为泰山群山草峪组，寒武系、奥陶系、石炭系、侏罗系、白垩系和第四系。矿区内以断裂为主，根据形成顺序及其与成矿的关系分为控矿断裂和矿后断裂。控矿断裂主要由北北西向断裂、近东西向构造、北西向断裂和北东向断裂。其中燕甘断裂是本区的主干断裂，为区域性大断裂，走向345(°)～350(°)，倾向北东，倾角64(°)～80(°)，宽5～25 m。区内岩浆岩为一中偏碱性次火山杂岩体—铜石杂岩体[3]，见图1。

1 奥陶系；2 寒武系；3 第四系；4 二长闪长玢岩；5 断层及产状；6 露天采坑；7 径流通道及编号

2 矿区水文地质特征

归来庄金矿矿床范围内共圈定矿体12个，自1992年开始生产至今，分露天开采和井下开采两部分。矿床位于燕甘断裂的东侧、铜石杂岩体的东部边沿，为地下水的补给径流区。自然状态下，矿床内地下水流向与岩层倾向基本一致，由南西向北东径流，自然排泄面标高+117.5 m。根据地下水的赋存介质，将矿床含水岩组分为第四系孔隙含水区和碳酸盐岩裂隙岩溶含水区。矿床地下水的补给来源主要是矿床内及南部大平安庄一带大气降水的直接入渗补给，其次为来自上游的地表径流入渗补给。地下水向矿坑径流，矿山排水及工农业用水为其主要排泄途径。

2.1 露天采坑水文地质特征

归来庄金矿以露天开采为主。露天采坑呈椭圆形，东西最长约550 m，南北最宽约350 m，现开采至约-35 m水平标高[4]，根据岩溶发育程度，将露天坑边坡分为岩溶发育区、岩溶中等发育区和岩溶不发育区。

归来庄金矿矿坑总涌水量为3 028.6 m3/h，而井下各中段的总涌水量仅为161 m3/h。露天坑的涌水量占矿坑总涌水量的90%以上。根据矿坑涌水量长期观测资料，2010年6月15日至6月29日，矿坑总涌水量在1 991.4～2 316.6 m3/h，7月份矿区进入雨季降雨较多，7月26日观测的矿坑总涌水量为2 853.3 m3/h，是6月份的1.23～1.43倍，说明大气降水对矿坑涌水量影响较大。F1断裂上、下盘出水点流量大，其中断裂下盘出水量是上盘的2倍以上。说明地下水的补给条件较好，断裂下盘含水带比上盘含水带的补给来源充沛，F1断裂下盘岩溶连通性较好。

2.2 巷道水文地质特征

归来庄金矿先后开拓了-30，-70，-110，-150 m中段和露天坑-16 m水平探矿巷道及斜坡井巷道。坑道顶板裂隙较发育，频率一般3～5条/m；底板以岩溶为主，裂隙发育次之，溶洞直径一般0.5～2.0 m，最高可达7～10 m。溶洞被粘土与灰岩、白云岩碎块充填，充填物松散、饱水，粘土呈流塑状。坑道内充水来源为岩溶裂隙水，地下水多自溶洞或溶隙中涌出，沿脉南壁充水为主；其他地段的出水点呈滴水或淋水。

2.3 矿区岩溶发育特征

矿区以往施工钻孔溶洞总能见率为55.3%，矿床岩溶发育程度主要受构造、岩性、埋藏条件等因素的影响，其规律：0 m标高以上含燧石结核条带白云岩岩溶最发育，其次是白云岩、砂糖状白云岩及灰岩，见表1和图2；0～-50 m标高段岩溶较发育，深部逐渐减弱，-100 m标高以下岩溶发育较差。

3 矿坑水主要补给来源及径流途径

3.1 矿坑充水来源

3.1.1 塌陷坑渗漏水回灌

2004年3月和6月兖石铁路北侧约50 m处先后两次发生岩溶塌陷，形成的塌陷坑长约30 m、宽5～11 m、深约10 m，矿坑水全部灌入。

表1 岩溶发育状况

图2 岩溶发育程度与岩性关系

3.1.2 地表水渗漏补给

浚河历年最大洪峰流量2 100 m3/s，最枯流量0.017 m3/s。与露天坑最近距离为1.2 km，自西向东从矿区北部径流。浚河南岸庞家庄村北、小平安村西北奥陶系灰岩出露地表，岩溶较发育，成为河水下渗的良好通道。根据2010年6月断面流量测量资料：浚河黄城桥至西固村西北段河水渗漏量为417.5～1 516.5 m3/h。位于矿山地下水降落漏斗影响范围内的浚河常年有水，且渗漏量较大，已成为矿坑充水的主要补给来源之一。庞家村河位于露天坑西侧1.1 km处，属季节性河流，河水流量减少为415.5 m3/h。

3.1.3 F1断裂上游地下水的径流补给

F1断裂区汇水面积约为32.9 km2，按年降水量752.5 mm，入渗系数按0.2估算，该区大气降水年补给量约为49.5万m3，折合补给量566 m3/h。大气降水入渗后，地下水顺地势径流至F1断裂处，通过断裂向露天采坑径流。

3.2 地下水的径流通道

地表水渗漏补给径流区主要位于矿坑北部(F1断裂下盘)区段。该区段地下水的主要补给来源为矿山排水渠道、浚河与庞家村河的渗漏，其渗漏及径流途径非常复杂，难以准确划分。根据矿区水文地质调查及物探测量成果，在兖石铁路以北大致划分出四条地下岩溶通道，其编号分别为T1、T2、T3和T4。地下水经T1、T2、T3径流通道交汇后，一部分向南径流并左转流向露天坑F1断裂下盘出水点；另一部分向南东方向径流，在兖石铁路南侧沿F1断裂下盘的岩溶通道流向露天坑断裂下盘出水点，二股地下水通道在深部有交汇合并的趋势。F1断裂上盘含水带地下水径流通道为T4。

4 结 论

归来庄金矿矿坑水主要来自于露天坑东端的F1断裂上下盘出水点，其流量大、补给来源充沛，涌水量占矿坑总涌水量的90%以上，其中F1断裂下盘出水点的涌水量占60%以上。矿坑主要充水来源为：塌陷坑与矿山排水渠道渗漏回灌、浚河与庞家村河渗漏补给及F1断裂上游地下水的径流补给。地表水渗漏后沿四条径流通道(T1、T2、T3和T4)向矿坑方向径流。地下水的径流通道在矿坑东北侧较为集中，建议采用帷幕注浆方法对矿坑水进行综合治理。

[1] 黄壮远，张光安，高洪波，等. 山东省平邑县归来庄金矿矿坑充水来源勘查报告[R]. 济南：中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，2010.

[2] 刘晓翠. 福建省某矿山露天采场矿坑废水的处理[J]. 中国锰业, 2015，33(4): 44-46.

[3] 刘林，陈为友. 平邑归来庄金矿床探采对比初步研究[J]. 黄金，2001，22(5): 11-14.

[4] 龚甲桂，宋德东. 连通试验在归来庄金矿矿坑帷幕注浆勘查工程中的应用.有色金属(矿山部分)，2013，65(3): 83-86.

An Analysis on Water Filling Condition of Mine in Guilaizhuang Gold Deposit, Shandong Province

WANG Chun, QI Xiangyang, REN Chengyan, SONG Dedong, GONG Jiagui

(ZhengyuanInstituteofGeologyandExplorationofChinaMetallurgicalGeologyBureau,Jinan,Shandong250101,China)

Guilaizhuang gold deposit belongs to abundant water mining. In our comprehensive analysis on water filling conditions on basis of investigation and test, we have clarified the hydrogeological characteristics of open mining pit and tunnel in the karst developm characteristics to find out the main way of the replenishment supply and runoff in the mine, as will provide the basis for mine safety and efficient production.

Guilaizhuang gold deposit; Mine water filling; Hydrogeological characteristics; Replenishment supply; Water filling way

2016-03-28

王春(1982-)，女，山东莱阳人，工程师，研究方向：水文、工程、环境地质勘查研究，手机：18668917079,E-mail：158486104@qq.com.

TD741

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.03.013