山东省招远市蚕庄镇蚕庄金矿 山东 烟台 265402
摘要：在金矿开采过程中,不可避免的会造成地下水水位的下降,影响金矿的顺利开采。根据金矿的具体条件和地理位置,对采矿区地下水的实际情况进行分析考察,是保证金矿开采工作顺利进行的前提条件。在采矿初期,应做出采矿过程中地下水变化的预测,合理开展采矿活动。本文以我国北方某金矿的采矿活动为例,分析了金矿采矿活动对地下水的主要影响。
关键词：金矿采矿；地下水；影响
1前言
采矿活动对地下水的水质条件和地下水水位会产生一定影响，在矿区建设和开采工程中，应根据矿区的实际储矿量和环境情况做出合理的地下水环境预测，有效评价采矿活动对地下水的影响。
2矿区基本情况
2.1矿区自然地理条件
本文中所选金矿地处丘陵河谷平原地带，该地山脊呈现浑圆状基岩裸露。矿区所在位置地形相对表平坦，地表侵蚀薄弱，属第四系发育，标准高度在一百米左右。矿区南面河谷为矿区最低侵蚀基准面，标高为一百米
2.2矿基本地质条件
2.2.1矿床区域内的水文地质条件
该金矿的矿床内部的含水层主要为第四系孔隙潜水含水层、基岩裂缝承压含水层以及基岩风化带裂隙潜水含水层三种。第一种潜水含水层连续不断的分布在整个第四系孔隙中，该含水层含水量大，水量厚度在2-7 m。在第四系以下分布基岩风化带隙潜水含水层，属于弱的透水层。
金矿所在区的地下水主要来源为大气降水，主要通过水的渗透作用进行补充。地下水的流动方向由当地的地形决定，根据当地地势特点，地下水补给区为东南山区，流向矿区附近河流。
2.2.2矿区涌水条件
本文中金矿矿体扩建之后埋藏深度增加，由大气降水补给的地下水远远不足，补水效果差。金矿矿体内部断裂带主要由断层泥构成，裂面厚度在0.1米至0.6米之间，属于隔水带，断泥层的含水量极差，因此断裂带区域既不能够透水，又不能含水。矿床区域内的水文地质条件在金矿采矿的矿床内部，主要的含水层是地质的第四系孔隙潜水含水层、基岩风化带裂隙潜水含水层和基岩裂隙承压含水层三类在整个第四系孔隙当中，第一种潜水含水层是连绵不断的分布在其中的，且所含水量较为充足，水量厚越1.5-o.om在金矿的开采期间，很容易造成较薄部分的断泥层破碎，将导致断裂带上下两盘构造裂隙含水层成为一个连续的含水体矿床涌水条件分析在本次金矿的采矿活动中，需要加深矿体的范围(约一。05--147Rm)，在这个区域内的矿体埋藏的较深入，降雨对地层的水量补给不足，所以出现了基岩风化带裂隙水充水并不明显的情况.
3矿床涌水量及影响范围预测
3.1解析法
3.1.1 大井法
在金矿的采矿过程中，在进行矿坑的干燥处理时，对矿坑的涌水量和周围水位下降时呈现的相对稳定的状态，即可认为是以此矿坑为中心，形成地下水辐射流场，从而基本满足了稳定矿井流动条件。此金矿区域从二十年前开始采矿，所以形成丰富的坑道涌入水量的资料。
由此也可以设想，在金矿的开采过程中，决定影响地下水的是否与矿层透水性有关。在向下挖掘的过程中，可以将不规则的矿坑看做一个面积较大的矿井，涌水量就相当于涌入井中的水量，这样可以采用裘布依的稳定流基本方程计算矿坑涌水量，这种方法也成为“大井法”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在向下深入挖掘前，预测的挖掘深度为-1472m时，中段会涌水量，所以可以求得其承压转无压公式为：
Q=1.336K；R1=r1+R；R=10S，
在三个计算公式中Q是在设计时对涌水量的预测值，单位为m/d；K为透水的系数；H是承压时的地质含水层水头的高度；M为静止时的水位标高和预测中段之间的差；S是水位下降的深度；R是影响水位的半径，一般取值为100m，而r1则是引用的半径；R1是影响引用半径；a是根据水平的投影图测量采矿坑的长度；b则是测量的矿坑宽度；是在金矿的采矿活动中的比例系数，一般为1.18。采用以上计算公式进行计算涌水量时，因为矿层之间的含水量和透水系数比较复杂，就算在同一段矿层中也会有较大的差异，因此会采用开采过的矿层中段位置——-652m处的涌水量（-3300m/d），用公式将断层中的透水系数和影响的半径求出，最终可得透水系数为0.000327m/d，再根据所要挖掘的深度值代入，可以求得此深度中的涌水量。
3.1.2 比拟法
在采用比拟法预测金矿开采活动对地下水的影响时，是在已知开采矿山矿坑的涌水量之后，通过预测水文地质条件和开采条件与之像是的矿山的矿坑涌水量的一种常见办法。比拟法预测同样是采用中段的-652m涌水量的平均值3000m/d，开采的深度为-1400m，所以矿坑中的地下水涌水量计算为：
在计算公式中，F是预测新挖掘矿坑的面积，其值为1.152km；而F1原有矿坑的面积，是0.948km；S是预测的新矿坑中的地下水位的降低深度，在本次挖掘中所预测的值为1515m；S1是原本的矿坑水位降深，勘测的实际数据是767m；Q1是已知的矿坑涌水量，取中段的平均值为3000m/d。
由此可以看到，采用比拟法通过对需要挖掘的金矿坑中的地下水进行计算，所得出的值与前文所述的大井法获取的值相近。所以在此金矿区域内进行采矿活动对地下水没有不良影响。
3.2数值法
3.2.1水文地质模型
矿区模拟范围包括主要开采区域以及附近河流，总面积将近十平方千米。主要以浅层地下水作为地下水保护目标。根据矿区地形特点，分出隔水边界和流出边界，用地形图刻画好地表高程。
根据矿区的地质特点可以将矿区所在位置分为四层。第一层潜水含水层为第四系，厚度为5.9 m;第二层微承压水含水层为强风化和全风化，厚度20 m;第三层弱承压含水层为一656m标高以上至一期采矿界限;第四层弱承压含水层为一656m至一1400 m的本次采矿界限;相对隔水层在一1400 m标高以下。
3.2.2地下水流数学模型
根据当地地下水动态变化、地下水补径排特征、地下水类型以及地层岩性等水文地质条件，可以将矿区视为稳定地下流系统，根据矿区实际情况可将地下流系统概括为三维稳定地下流、空间多层结构以及非均质各向异性系统。根据建立的地下水树脂模拟模型可以预测地下水的有效渗水量。评价区地层岩性以及抽水实验数据等水文地质条件可以自动反演手工调参得到结果。
在对流场检验以及参数识别的过程中，还进行了各均衡项的微调，并对比实际均衡项与模拟均衡项可发现，模型大致反映了当地的水均衡情况。
结束语
本文以我国北方某金矿为例，用解析法和数值法两种方法对采矿造成的地下水涌水量和影响范围进行预测，防止在实际开采过程中对矿区附近河流水位以及居民的正常生活产生影响，为以后金矿的开采工作提供一定的参考，避免对矿区地下水产生不良影响的前提下，提高矿区经济效益。
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论文作者:刘晓春
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/5
标签：地下水论文; 含水层论文; 金矿论文; 水量论文; 矿坑论文; 矿区论文; 基岩论文; 《防护工程》2019年第7期论文;