康家湾矿的水文地质研究

李 玲，左 宗

（湖南水口山有色金属有限责任公司康家湾矿，湖南 衡阳 421513）

1 康家湾矿的水文情况

康家湾矿区所处地带属于温暖潮湿气候，康家湾矿区的康家溪是湘江的次一级支流，这条支流流经康家湾矿区的中部，在康家湾矿区的北部的狮子脑头汇合后流入湘江。因此，湘江是康家湾矿区域最大的地表水体。

康家湾矿地下水主要分为浅部的盖层水和深部的构造水。浅部盖层水主要是裂隙溶洞水，来源于第四系松散岩类、白垩系红色砂岩、侏罗砂岩等的裂隙水。倒转背斜控制，南部为潜水，北部为承压水，这部分地下水接受大气降水的渗入补给。中部深部构造水可分为东部地下水、中部地下水以及西部地下水。东部地下水受一级褶皱构造——新盟山地下水，受盐湖复式向倾斜控制，主要水分补给来源于外围的深循环和东部侏罗砂岩的裂隙水的渗入。西部地下水，受大市至廻水湾倒转背斜控制，这个区域的水分主要靠大气降水和地表水补给，富水性强。经勘探、试验和矿床疏干证实，康家湾矿区域的浅部盖水层的裂隙水之间无水力联系。浅部盖层水和深部构造水之间同样没有水力联系，截至康家湾矿区开拓到十五中段，覆盖在康家湾倒转背斜之上的白垩系红层的含水层仍然保持原来的静止水位，说明浅部盖层水并没有受到深部疏干的影响。

康家湾矿区域的地表水主要分布为康家溪、老盟山溪、春陵江和曾家溪，这些溪流都会在康家湾矿区的北部汇合并注入湘江。湘江是康家湾矿区域最大的地表水体，在丰水期水位达到65.1m,枯水期水位为52.56m。

2 康家湾矿的地质情况

康家湾矿床位于水口山铅锌（铜）金银矿田，在老鸦巢北东2.5km,矿区主要呈断层构造，其裸露的地层东部为侏罗系地层，西部为白垩系地层，南部为斗领组和当冲组地层，矿区深部为二叠系和石炭系地层。康家湾矿整体矿带呈北东走向，全长约6千多米，宽150～700米。矿体产状和倒转背斜岩层产状差不多一样平缓。该矿区内大大小小的矿体有63个，其中主矿体群有7个。主矿体位于康家湾隐伏倒转背斜与矿田断层的各种地质层硅化破碎带中。

3 康家湾矿矿井水异常研究

康家湾矿已开拓至十五中段（-486米标高），开采范围南至108线，北至139线，东西宽约300米，现采矿最大深度为十三中段（-417米）（见图1）。

图1 康家湾矿开拓示意图和项目研究位置图

康家湾矿矿区深部的13中段和15中段坑内温度34℃，水温35.5℃，相对湿度90%，这个环境状况已经远远超出地下采矿安全作业的环境要求。在2014年9月的工作中，9中段就有两个涌水点水温达到39℃，严重影响到矿井作业人员的安全，对矿井的开拓影响非常大。另外，康家湾矿东部矿区含水层静储量非常大，如果在深部采矿的过程中，不小心揭露大的溶洞，极大可能会出现淹井现象，这将会危害井下采矿工作人员的安全以及操作设备的安全。地下钻井，可能会出现水温、水质发生变化，水温变化，可能会导致有害气体和元素的增多，进而危害人体。

4 康家湾矿深部疏干

针对以上对康家湾矿水文地质的分析，可知在挖坑道的过程中，如果不小心挖到含水层，可能会引发充水现象。而矿坑的充水岩层主要分为下部含水层和侏罗系微弱裂隙含水带。下部含水层主要分布在硅化破碎角砾带的中下部和灰岩的顶部。这个部位因为具有良好的空间和位移通道，据资料显示，平均熔岩率为8.35%，其涌水量大小主要由出水点决定，涌水量小至3m3/h，大至160 m3/h。其中十三、十五中段的涌水量较大，可达130～160m3/h。侏罗系微弱裂隙含水带主要分布在侏罗系的厚层石英砂岩中，裂隙最宽为0.2m，裂隙率为0.05%，单点最大出水量为60m3/h。

在勘探钻孔过程中，如果遇到涌水，需要及时对矿坑进行疏干处理。这个时候要做的工作包括研究过往矿区的水文地质资料，查明施工地段地下水的分布特征及其化学类型、地下水的补给、地下水的含水层、地下水排泄途径、计算矿坑涌水量等，通过综合分析制定矿坑深部疏干方案。比如，在深部矿坑开采过程中，矿坑充水岩的含水层出现低温热水涌出，应检测热水水质，并对其进行分析，看其是否符合矿井水排放标准。在符合排放的情况下，将地下热水超前疏干，使得水位降到工作中段以下20m以上，然后建立过水巷口，并对其进行封闭和隔离。如果遇到有些地段没有专用的过水巷，可以开挖引水沟，加盖盖板，或者直接采用水管引流方式，将热水引出，减少热水的散热及其对矿井环境和工作人员的影响。同时，加大通风力度，可以采用抽风和送风双回路的方式，注意确保风速和风量，尽量降低热水对矿井环境的影响。

5 结语

康家湾矿的水主要来源于降雨、湘江、地表水和地下水。地质复杂，呈断层构架，主要为侏罗系、白垩系等地层。在矿道挖掘过程中，最常见的问题就是出现涌水或者是水温水质发生变化等。针对涌水现象，要进一步确定矿井中含水层存水量、地下水的补给方式、水的理化性质等，来预测可以通过什么方式对涌水进行排放，并设计疏干方案对其进行疏干处理。通常情况下，都是通过引流方式来达到排放水流的效果，此外，为了加快疏干的进程，有条件的情况下，可以使用自动化排水系统以接力的形式进行排水来达到疏干排水的目的，这种方法工作量较少，可以加快整体的疏干进程，加快工作效率，减轻工作人员的工作量。另外，对于有热水涌出的工程，要先对热水进行处理，减少热水水面与空气的接触，减少热水热量的散发，这种情况可以通过抽风和送风双回路的方式加快散热加上水管引流热水的方式来达到快速降温和排水的目的。