云南省宜良縣毛坪鉛鋅礦Ⅰ、Ⅱ礦帶礦床水文地質報告

2023年12月6日發(作者：寶寶不喝奶粉)

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第一章 自然地理地質條件

彝良縣毛坪鉛鋅礦礦區位于云南省東北部，屬昭通市彝良縣管轄。地理坐標為東經從103°59＇至104°04＇，北緯從27°28＇至27°32＇。礦區面積約45平方公里，礦區分布面積0.4平方公里。北距彝良縣城17公里，宜賓市248公里。南到昭通市60公里，東到滇黔線水城站240公里。水城經彝良，到宜賓的公路經過礦區，礦區距龍潭車站10公里，交通甚是方便如圖（圖1—1）。

圖1—1

第一節 地勢地貌

礦區處于滇東北高原長期抬升，河溪強烈切割破壞的高原峽谷地帶。不利于河床上、下水平巖溶帶的形成。屬烏蒙山北延余脈。山川走向受地質構造線的制約，呈北北東向展布。金沙江水系的洛澤河自南而西，繞過礦區，河寬200米—300米，兩岸羽狀短小溪溝密布。

礦區地勢東高西低，高差900余米。東南部巖頭最高，海拔1818米。洛澤河自礦區西部北流，經過礦體西緣長發硐處河床降低113.9米，于海拔879米的銅廠溝口流出礦區（為礦區最低侵蝕基準面），平均縱坡1.3%。

該區分布有三種地貌類型:巖溶侵蝕中山峽谷、溶蝕高原殘丘和剝蝕中山。

一、巖溶侵蝕中山峽谷

主要分布與洛澤河兩岸，是巖溶水的排泄帶，寬不過1500米，西岸斜坡稍緩，橫坡35— 45°，局部壁立，東岸陡峻，見有3—5級臺階，臺面向洛澤河方向傾斜，是村莊、糧田積聚地。Ⅰ級臺階為侵蝕階地，臺面寬0—100米、高出河床7—10米。Ⅱ級臺階海拔1100—1200米，臺面寬100—200米，個別地段達到400米。此臺階尚可分為次級臺階1—2級，臺面為粘土巖，階坎為碳酸鹽巖組成。Ⅲ級臺階海拔1400—1500米，寬百余米，為卸荷裂隙發育的石灰巖沿軟弱碎屑巖界面崩落形成

二、溶蝕高原殘丘

分布于礦體東部的獻雞、老官寨一帶。海拔1700米—1800米，地勢起伏在50米左右，是殘留的溶蝕高原面。洼地、漏斗、落水洞、溶洞等巖溶形態發育齊全，是巖溶水的補給帶。殘丘多呈圓形、橢圓形，頂部較平整呈饅頭形，直逕50—100米，高出洼地30—70米不等。

三、剝蝕中山

1 分布于礦區東北部，由二迭系峨眉山玄武巖、三迭系砂頁巖組成。山體呈北東方向延伸，山頂平緩齊整，多為古高原峰頂面海拔1500米—1700米，溝頭“V”型谷發育，反映大氣降水匯流地表水體的特點。

第二節 氣象水文

礦區屬亞熱帶高原季風季候，垂直分帶明顯。礦區東北部獻雞一帶，海拔1500米以上，屬山地寒冷氣候帶，夏溫秋涼，冬嚴寒，11月到次年3月有降雪，山頂積雪期半年之久。洛澤河沿岸系河谷溫暖濕潤氣候帶，海拔900—1300米，冬春溫暖不積雪，夏秋酷熱。年平均氣溫16.9°C—17.2°C，最低氣溫—3°C，出現于1—2月，高溫在每年的5—9月，一般為35—39°C。1990年蒸發量1662.8毫米。雨季出現于6—9月，多暴雨，不利于地下水補給。1990年前32年平均年降雨量774.4毫米，最大年降雨量為1981年，達1008.3毫米。月最大降雨量多出現于8月，最高為299.3毫米。最大日降雨量見于1981年9月3日，達147.2毫米。22年中有九年積雪，最大積雪深度14厘米。日照率32%，年日照時數1401.9小時。

洛澤河源于貴州省威寧縣草海，屬過境河流，于西北隅銅廠溝口流出礦區外。礦區西端3鐵索橋處測得最大流量162.45米/秒（表1—1）。兩岸支流分布不對稱。左岸支溪常年水流有龍潭河、魏家小河、銹水溝等；右岸無常年流水溪溝，干溝極多，長發硐至馮家灣平均140米即發育一條，常年無水流，降雨即有水流，雨停即停。礦區北緣尚有季節性水溪銅廠溝，枯季斷流。

礦區河溪流量表 表1—1

河溪名稱

洛澤河

龍潭河

魏家小河

銹水溝

最大流量

3（米/秒）

162.45

17.79

0.89

0.072

最小流量

3（米/秒）

15.38

2.11

0.07

0.00033

最大流速

m/s

3.66

3.22

1.83

1.32

最小流速

m/s

0.41

0.62

0.69

0.32

第三節 礦區地層構造、礦床地質

毛坪鉛鋅礦礦區地處揚子準地臺滇東北拗褶帶昭通—鎮雄拗褶區的毛坪—石門坎背斜（長發硐背斜）傾沒端。構造線呈北北東向，該區經歷了多旋回的構造運動，以燕山皺褶運動為強烈，形成了現今的構造格局。喜馬拉雅山運動的抬升活動造就了礦區的侵蝕峽谷地貌特征。區內以海相碳酸鹽巖地層為主，在泥盆紀海侵后，地殼間斷上升，沉積了海陸交互相的煤系和海相碳酸鹽巖地層。峨眉山玄武巖噴發后，出現了內陸河湖相沉積。鉛鋅礦床產于碳酸鹽巖地層中，受控于北東、北西向繼承性活動的斷層組。

一、地層

礦區晚古生代地層發育，早中生代地層僅見于礦區北部邊緣，新生代沉積零星分布于洛澤河沿岸和殘留的高原面上。上泥盆統到下二迭統以碳酸鹽巖為主，缺失上石炭統。上二迭統僅見玄武巖，下三迭統為河湖相碎屑巖，第四系為殘破積和沖洪積物。

（一）泥盆系一打得統（D3）：分布于洛澤河兩岸。下部中粗晶質白云巖夾多層炭質頁巖，未見底；中部粗晶質白云巖夾頁巖，含鉛鋅礦層；上部深灰色中粗晶質白云巖夾灰巖及多層炭質頁巖。總厚度大于300米。

（二）石炭系豐寧組（C1）：分布于龍潭河口、林家坪、水泥廠等地，假整合于泥盆系之上，自老而信分三層：

11、C1(豐寧煤系)灰綠色粉砂巖、頁巖、黑色炭質頁巖夾灰白色石英砂巖及無煙煤3—5層。厚2.9—152.68米。

2、C12黑色燧石灰巖，厚34.33米。

2 3、C13灰綠色中厚層生物灰巖、泥質灰巖夾多層0.2—5米厚的雜色頁巖、細砂巖，厚62.5米。

（三）石炭系威寧組（C2）：環形帶狀分布于新街到鍋圈巖、嗄甲、官寨、咪耳溝的陡坡地帶，與下伏地層整合接觸。

（四）二迭系陽新統（P1）：分布于礦區東部和西北部，分為兩層。

11、礦山組（P1）：又稱礦山煤系或棲霞底煤系，為雜色砂頁巖夾灰綠色薄層泥灰巖和煤層，北薄南厚，27.44—98.6米。

2、棲霞茅口組（P12）：上部青灰色細晶灰巖、虎斑狀生物灰巖；下部淺灰色灰巖、生物碎屑巖，厚350.76—410.81米。

（五）二迭系峨眉山玄武巖（P2β）：灰綠色塊狀致密玄武巖，厚大于300米。

（六）第四系全新統（Q4）：零星分布于洛澤河河岸溪流溝口及獻雞一帶。據CK108—1揭露，沖積層厚23米；殘破積層厚度變化大。

二、礦床地質

毛坪鉛鋅礦Ⅰ、Ⅱ礦帶，屬于沉積改造—側分泌層控礦床。即晚泥盆世及早石炭世具封閉海灣瀉湖環境形成的貧礦或礦源層，經地下熱鹵水的循環作用，使鉛鋅元素進一步富集于縱向斷層帶和層面虛脫孔隙中。礦床具中型規模，有三個礦帶沿層平行分布，礦體長20—180米，延伸540米，礦層厚2—16米，品位7.34—35.34%，已探明總儲量222373噸（金屬量）。

Ⅰ礦帶產于泥盆系一打得統頂部，巖層倒轉，底板為深灰色灰巖、白云巖夾頁巖，頂板為中細晶質白云巖夾少量頁巖。受縱向斷層F7控制，礦體長144米，由標高896米中段傾向下延110米仍為尖滅，礦層厚16米，平均品位Pb4.52%，Zn10.13%，探明鉛鋅金屬量102936噸，占礦區總儲量的46.3%。Ⅱ號礦帶賦存于中石炭統灰白色厚層粗晶質石灰巖中，礦層頂、底板為白云巖夾層。礦體受縱向斷層F3制約，礦體長20—180米，埋深540米，礦層厚2.21米，平均品位為Pb5.75%，Zn15.8%。探明鉛金屬儲量23451噸，鋅金屬儲量79773噸，銀20.317噸，鍺14.38噸，硫60290噸，鎘180噸，鎵5.981噸，銻192噸。此外，尚探明Ⅲ號礦帶鉛鋅金屬量16213噸。

三、構造

礦區構造由一個背斜和一個向斜控制全區。斷層不甚發育，大體可分為縱向成礦前斷層組和橫向成礦后斷層組，組距均不甚大，唯洛澤河、銅廠溝兩個斷層規模稍大。前者控制礦床水文地質西部邊界，后者與礦床水文地質條件沒有直接關系。

（一）皺褶

1、長發硐倒轉背斜：是一向北東傾沒的短軸倒轉背斜，長約20公里，寬約9公里。區內為背斜北段，軸向10°，近傾沒端偏轉為40°，平面上呈“S”形，轉折處為鉛鋅礦富集帶。核部為泥盆系一打得統白云巖，兩翼不對稱，二迭系陽新統灰巖與中石炭統灰巖組成東翼；西翼為陽新統、威寧統、豐寧統，巖層倒轉，傾角75—85°。

2、獻雞船形向斜：位于倒轉背斜東南翼的外側，地面高程1500—1800米。軸向330°，長7公里，寬約4公里，面積27.89平方公里。核部為陽新灰巖，傾角極緩，一般10—20°。地勢起伏不大，為高原殘丘。翼部為中、上石炭統灰巖，傾角稍陡，一般15—35°，地貌上常構成懸崖絕壁。

（二）、斷層

1、縱向斷層組：大小10余條（表1—2），主要有F7、F3、F6分別控制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦體，水平斷距30—200米。走向30—60°，傾向南東，傾角65—85°。地表顯示較明顯，深部由于礦化充填變得較隱蔽，屬成礦前斷裂，成礦后又有活動。該組多為沿層面滑動，結構面前期多屬張性，可能為背斜核部二次縱張斷裂，后期轉為壓扭性，成為阻水斷裂。

3 2、橫向斷層組：走向NNW或NE多傾向西，傾角47—50°。與巖層交切，破壞了巖體的完整性，為成礦后形成。在Ⅱ、Ⅲ礦帶發育有7條，階梯狀平行展布，間距25—50米，規模小，垂直斷距10—24米，水平斷距10—15米。地表不甚明顯，多見于海拔910米以上，僅F40、F29延伸到海拔910米以下礦體附近，為充水斷裂。

縱向斷層統計表 表1—2

編號

F7

F3

F6

F5

F2

F4

F10

F11

走向

32—56°

30—35°

35°

30°

40°

50—60°

50°

58°

傾向

SE

SE

SE

SE

SE

SE

NW

NW

傾角

62—70°

結構面性質

縱張

兩盤層位

D3頂部和C1底部出露長185米

C22出露長100米

C22出露長100米

C23

C22出露長75米

C22出露長85米

1備注

控制Ⅰ號礦帶

控制Ⅱ號礦帶

控制Ⅲ號礦帶

見角礫巖

見角礫巖

見角礫巖

見角礫巖

75—85° 先張后壓扭

55—65°

80—82°

75°

87°

65—89°

75°

先張后扭

縱張

縱張

縱張

縱張

縱張

3、洛澤河斷層（F1）：位于礦體西部邊緣，洛澤河東岸向南延伸區外。在二坪子豐寧煤系中見到水平錯距200米，樹林頭新街間斷層壁明顯，彝良縣冶煉廠背后，物探測量顯示高阻異常，寬度20米，推斷為高角度斷面西傾的逆斷層。

四、新構造活動及其地震

礦區地處NNW向馬邊—大關—彝良活動隱伏斷裂與NE向昭通—彝良斷裂交切處的南部，彝良、昭通、威寧三個布格重力負異常帶變換三角的內側，地殼厚48公里。第四系以來，地殼抬升活動強烈，洛澤河急劇下切，兩岸無高漫灘分布，僅見高出洪水位7—10米的小溶洞和殘留侵蝕階地，階面有沖積礫石散布。峽谷崖壁直立，高達200—300米，懸泉高出河水面百余米。“V”型河谷發育，梯狀陡坎高10—30米，雨后形成瀑布、跌水。以上均為地殼急劇抬升的佐證。

地震是新構造運動活動的突出表現，有記載以來，鄰區地震10余次，震級5.5級以下，震源深度24—43公里。震中雖然未出現于礦區，但建筑物的破壞，人畜傷亡已波及到貓貓山。礦區鄰近的馬邊—昭通強地震帶，據國家地震局統計，1900年以來地震活動相當頻繁。礦區地震區劃屬永善—彝良6—6.5級危險區，建筑物一般應按7—8度地震烈度設防。

第四節 巖溶

礦區95%的面積為碳酸鹽巖，以二迭系陽新灰巖分布面積最廣，占碳酸鹽巖分布面積的51%。石炭系威寧、豐寧統灰巖夾白云巖分布面積次之，為11.88平方公里，占碳酸鹽巖分布面積的36%。泥盆系一打得統白云巖分布面積4.15平方公里，占碳酸鹽巖分布面積13%。

區內巖溶發育強弱不均，巖溶形態，規模及在地域分布上的不同，是地層巖性構造、地貌、降雨諸因素相互制約的結果。其中構造乃是控制巖溶發育的主導因素。

一、獻雞向斜巖溶發育特征

獻雞向斜位于長發硐背斜東翼，面積26.12平方公里，海拔1600—1800米。屬滇東北殘留高原面，地勢起伏不大，洼地、殘丘、臺地相間，高差30—50米。厚層狀陽新灰巖組成寬緩的船型向斜核部，傾角平緩，灰巖質純，幾乎接受全部大氣降水的滲入，地下水交替迅速，溶蝕作用強烈促使巖溶發育。巖溶以垂直形態為主，洼地、漏斗、落水洞、石芽等遍布。溶洞少見，僅見于1300米以上、下發育有二個水平充水溶洞，是巖溶水的排泄通道。

二、長發硐巖溶背斜發育特征

4 長發硐背斜位于洛澤河兩岸，由于新構造運動抬升活動，河流強烈下切，地形復雜，高差大，巖溶發育具有垂直分帶特征。

（一）、河流兩岸斜坡地帶：地勢陡峭，又處背斜軸部，灰巖露頭窄，巖溶水垂直補給條件差，大氣降水多構成暫時溪流，匯入洛澤河，形成沿層面裂隙及卸荷裂隙發育的溶溝、溶槽和溶坎。河流洪水位變換帶形成與流水一致的水平溶槽和溶坎，深不過一米，寬幾厘米到幾十厘米不等，多見于易溶成分少的一打得統白云巖中。二易溶成分高的石灰巖地層中，除上述巖溶形態外，在河水位以上7—15米地帶，沿層面裂隙發育有垂直洛澤河的七個小溶洞。龍潭河出口處M01溶洞為最大，深69米，寬0.4—4米，高7米，發育在陽新灰巖中，高出洛澤河水位7米。此外，在高出河床100米陡崖地帶，尚發育有3個深不過10米的小溶洞，洞口微微向洛澤河傾斜。

（二）深部巖溶發育狀況：由于地下水補給條件差，運動遲緩，溶蝕速率低，在七、九坑道內及910米以下的鉆孔揭露，巖溶極不發育，僅見一些米粒狀溶孔，3—10毫米的豆狀晶洞。溶蝕裂隙也不發育，裂隙面上附著白色鈣化條帶或薄層。據礦區51個孔進尺8137.85米統計，溶孔、溶隙、晶洞發育深度在河水位以下50米以內為多，其下逐漸減少。在白云巖分布地段施工的109—7孔，于181.6米處見0.1米的溶隙，石灰巖分布地段施工的CK28—2于137.75米見0.2米的溶隙。

綜上所述，礦區巖溶發育特點為：

1、海拔1500米以上的寬緩向斜巖溶強烈發育，以垂直巖溶形態為主，規模較大；

2、海拔1500米—900米窄軸背斜巖溶發育弱，以小型的巖溶形態溶溝、溶槽、溶孔為多，且沿層面發育；

3、海拔900米以下的深部和山體內，僅見米粒狀溶孔和豆晶狀溶洞以及裂隙面上的鈣化薄膜。此種溶蝕現象隨深度減弱，一般可延伸到洛澤河水位以下50米；

4、地表溶洞雖不發育，但仍可顯示出海拔900—950米，1050—1150米，1500米以上的三個小溶洞層。

5 第二章 礦區水文地質

第一節 含水層

礦區分布有四種不同的含水層類型，即含孔隙水的第四系沖洪積沙礫石含水層，含裂隙水的三迭系碎屑巖含水層，賦存空洞裂隙水的二迭系玄武巖含水層，含巖溶裂隙水的二迭系—泥盆系碳酸鹽巖含水層。前三種類型的含水層分布于溪流溝口，河流漫灘及礦區北緣，對礦床水文地質條件沒有直接影響，后者與礦坑水密切相關，是制約礦坑水補給的重要條件。依據富水性的不同，該類型共有三個含水層，并各具獨立的水動力條件。

一、富水性強的陽新會巖溶洞含水層

陽新灰巖呈厚層狀，巖石致密，灰巖質純，分布于獻雞向斜中部和長發硐背斜西北翼傾沒端。

獻雞向斜：含水層出露于該向斜四面翹起的寬緩向斜的軸部。巖層傾角平緩10—25°。地形高，位于海拔1300米—1800米。1500米以上為起伏不大的高原面，巖溶發育，溶蝕洼地、漏斗、落水洞遍布，無地表水逕流，大氣降水幾乎全部滲入含水層內，是含水層的補給帶，水位埋藏深，一般大于50米。該地段缺水嚴重，特別是每年10月以后人畜無水飲用。海拔1300—1400米為含水層地下水的富集帶巖溶水由東西兩面向向斜核部匯集儲集，并于南北兩端的龍洞村和塘房兩地以溶洞泉的形式進行排泄。南端龍洞泉流量37.3升/秒。北端九股水（S91）流量36.6升/秒。該地段寬緩的向斜構造和含水層底板礦山煤系的隔水作用，為巖溶水的富集儲存創造了有利的條件，構成了一個完好的封閉向斜儲水構造，也是一個具備補給、逕流、排泄水動力條件的完整水文地質單元。

長發硐背斜西北翼傾沒端：巖層近于直立，略顯倒轉，地勢陡峻，河東陽新灰巖含水層出露窄，匯水面積小，大氣降水多為地面流匯入洛澤河。巖溶形態多以溶蝕裂隙、溶溝、溶槽為主，未見溶洞、溶斗，含水層補給條件差，未見地下水露頭。河西沿層面有水平溶洞發育，且有地下水排泄。

陽新灰巖含水層唯受大氣降水補給，垂直滲入。獻雞向斜地下水由兩翼向軸部逕流，折轉分流南北，以溶洞懸泉形式分南北排泄于洛澤河的支流；長發硐背斜北西倒轉翼，地下水由東向西順層排泄于洛澤河。地下水動態不甚穩定，不均衡系數0.33。據龍洞泉1965年動態觀測最大逕流量為112.41升/秒，最小逕流量為37.15升/秒。地下水類型為HCO3—Ca型，礦化度小于0.2克/升。

二、中等富水的一打得統白云巖溶隙裂隙含水層

分布于長發硐到小法路煤礦長3000米，寬200—400米的沿河地帶內。地形陡峻，坡度50°左右，橫溝發育淺而多，據統計，在1700米距離內發育有12條干溝。大氣降水多轉換為地表逕流通過干溝排于洛澤河。

一打得統為中晶質白云巖夾0.2—1.2米的灰綠色頁巖。白云巖以白云石為主，方解石含量僅占5%，巖石堅硬而脆，淺部裂隙較發育，以短細為其特征。炸藥庫長71米地段內測得裂隙率為0.73—1.85%，平均1.09%，而九坑道測得11個裂隙率平均為0.66%。裂隙發育深度一般在海拔850米以上，在26個鉆孔總進尺3984米中，見0.1—0.3米裂隙21條，斷層破碎帶17處。斷層帶寬1—2米，最寬的106—1孔自孔深24.55米—42.47米。其中鈣鐵質膠結的角礫巖帶寬0.2—0.5米，斷層泥厚0.05—0.15米。含水層巖溶不發育，僅于洛澤河水位以上10米處，沿裂隙發育有兩個扁形溶洞，向洛澤河傾斜，深不過5米，鉆孔和坑道中亦僅見溶隙和米粒狀溶孔。鉆孔單位涌水量0.085—0.988升/秒.米，滲透系數0.22—2，55米/晝夜，富水性中等。長發硐地段含水層富水性具垂直分帶特征。侵蝕基準面以上或海拔900米以上，富水性較弱，121—2孔200米水平鉆孔涌水量僅0.033—0.046升/秒。九坑深700余米，枯季坑道總排水量0.303升/秒。而900米水平以下60—80米，富水性較強，鉆孔涌水量可達8—11升/秒。其下含水層富水性又減弱，鉆孔單位涌水量僅為上

6 段的十二分之一。

長發硐地段含水層富水性垂向變化數據表 表2—1

孔號

109—11

121—2

ZK1

ZK1

試段深度（m）

水平200

水平200

4.73—55

65.25—106.29

標高（m）

900米以上

900米以上

895.72—845.45

835.20—794.16

降深（m）

11.34

24.58

流量單位流量

（l/s） （l/s.m）

0.005

0.046

11.209

2.10

0.988

0.085

備注

孔位距ZK14.5米

孔位距ZK1125米

K=2.55米/晝夜

K=0.22米/晝夜

含水層接受大氣降水補給。鉆孔水位南高北低，東高西低，表明地下水由南而北，由東而西逕流，向洛澤河方向排泄。地下水動態較穩定，礦化度較高，達0.597—2，543克/升，水化學類型屬S04—Ca·Mg和S04·HC03—Ca·Mg型。

Ⅰ號礦帶鉆孔水位表 表2—2

孔號

ZK1

ZK5

109—8

老硐

孔深（m）

0—55.0

0—53.1

鉆孔相對位置

ZK1西325米

ZK1南52米

ZK1北40米

至洛澤河距離（m） 水位標高（m）

345

25

345

350

895.72

890.28

895.88

895.38

三、富水性弱的威寧、豐寧統灰巖白云巖溶隙裂隙含水層

長條狀分布于洛澤河河谷及兩岸斜坡地帶，面積11.88平方公里。洛澤河東西兩岸含水層富水性差異較大。河西岸屬鄰區另一水文地質單元的排泄帶，巖溶水補給面積廣（區外），比補給條件差、逕流途逕長的東岸富水性為強，泉流量0.01—3升/秒，斷層泉可達74.6升/秒（S04）；洛澤河東岸灰巖含水層分布寬度不過300米，面積9.27平方公里，地層傾角平緩，地勢陡立，而且上覆礦山煤系不透水層，補給條件差，富水性弱，10個泉最大單泉流量0.166升/秒（S13），一般小于0.01升/秒。三號坑道排水量只有0.16升/秒。目前生產的七坑總長1500米，采空面積約400平方米，最大排水量也僅1.953升/秒。坑內鉆孔50米孔段抽水單位涌水量0.00422—0.0331升/秒·米。ZK4100米孔段抽水降深22.87米，流量1.736升/秒，單位流量0.076升/秒·米。該孔抽水時，沿走向方向121.6米的Ⅶ7—2觀測孔水位下降0.93米，未影響到相距233.7米的上部坑道出水點；沿傾向方向相距ZK426.7米的Ⅶ1—2觀測孔，水位下降15.1米。這些說明七坑以下，含水層溶蝕裂隙的連通性雖好，但富水性卻弱。

鉆孔水位及泉水出露標高反映了洛澤河以東，含水層地下水由南而北順層補給逕流，于背斜傾沒端轉折由東而西向洛澤河排泄（表2—3）。由于背斜軸部應力作用強烈，巖石破碎成鱗片狀或揉皺狀，粘土巖化、糜棱巖化及浸水軟化現象明顯，巖石透水性弱，使背斜東西兩翼水力聯系減弱。ZK3、ZK4抽水證明含水層富水性西強東弱。地下水動態穩定，鉆孔水位變幅在1—2米內，淺井最大變幅3.37米。水質類型為HC03·S04—Ca·Mg型，礦化度小于0.5克/升。氯離子含量2.84毫克/升，鈉離子0.85毫克/升，硝酸根離子2.79毫克/升，含量較高，反映地下水逕流遲緩的特征。

Ⅱ號礦帶鉆孔水位表 表2—3

孔號

ZK4

到ZK4的距離（米）

水位埋深（米）

3.09

水位標高（米）

908.22

7 ZK3

Ⅶ7—2

Ⅶ5—3

Ⅶ3—2

Ⅶ1—2

ZK4南東170.5

ZK4南東124.4

ZK4南東94.9

ZK4南東61.4

ZK4南東36.4

+1.48

0.65

1.88

2.11

3.71

913．77

912.48

911.99

910.12

908.21

第二節 隔水層

礦區陽新灰巖溶洞含水層，一打得統白云巖溶隙裂隙含水層及威寧、豐寧統灰巖白云巖溶隙裂隙含水層之間，分布有兩個穩定的隔水層，阻隔了三個含水層間的水力聯系。

一、豐寧煤系砂頁巖夾煤層隔水層

帶狀分布于一打得統白云巖溶隙裂隙含水層及威寧、豐寧統灰巖白云巖溶隙裂隙含水層之間。據南到小發路煤礦，北至馬鹿長450米距離內，實測七條地質剖滿，隔水層南厚北薄，最薄52.9米，以頁巖炭質頁巖為主，透水性差，使上下兩個含水層地下水位差達17.94米（ZK5水位標高890.28米，ZK4水位標高908.22米）。且下含水層ZK5抽水，降深13.18米，35小時后，高于下含水層31.52米的Ⅶ1—2孔水位沒有下降，說明豐寧煤系是一個良好的隔水層。

二、礦山煤系隔水層

處于陽新灰巖與威寧、豐寧統灰巖白云巖兩含水層之間。該隔水層在長發硐背斜為陽新灰巖白云巖含水層底板，由于其隔水作用，形成了封閉的獻雞向斜儲水構造；在長發硐背斜傾沒端的西翼，底層倒裝構成陽新灰巖含水層的頂板，阻隔了與上覆豐寧、威寧統灰巖白云巖含水層的水力聯系。礦山煤系以頁巖為主，次為粉細砂巖夾薄層泥灰巖，分布完整，受構造破壞，實測八條剖面，巖相穩定，厚度27.44—98.6米。泉水常沿該層頂板出流，上、下灰巖含水層泉流量相差千余倍，說明礦山煤系隔水層穩定。

第三節 水文地質單元

礦區三個碳酸鹽巖含水層和兩個隔水層相間分布的結構，形成了礦床附近三個各具獨立的補給、賦存、逕流、排泄水動力條件的水文地質單元。彼此見雖屬迭置分布，但含水層之間沒有水力聯系。

一、獻雞向斜水文地質單元（Ⅰ）

是出露最高的一個水文地質單元，以陽新灰巖為儲水體，溶洞、溶隙為主要儲水空間，緩傾斜船形構造為蓄水構造。該單元所處海拔最高，洼地漏斗負地形巖溶發育，像一口大鍋掩蓋于礦床之上，接收了礦床63%的大氣降水。由于礦山煤系隔水層的存在，阻隔了大氣降水對下伏威寧、豐寧統灰巖白云巖含水層和一打得統白云巖含水層的下滲補給。

二、林家坪單斜水文地質單元（Ⅱ）

改單元位居三個水文地質單元之間，由威寧、豐寧統灰巖、白云巖組成儲水空間，不對稱馬鞍形單斜為蓄水構造。在上覆礦山煤系與下伏豐寧煤系隔水層的夾持帷幕作用下，地下水由海拔高的南部補給，順層向海拔低的北部逕流，而與上、下兩個含水層無越流互補關系。值得說明的是，馬鹿地段背斜軸部傾沒端，豐寧煤系露頭標高大部分高于背斜西翼含水層露頭，以及背斜軸部應力所致糜棱巖化、粘土巖化灰巖和白云巖的阻水作用，使背斜東西兩翼含水層間水力聯系大為減弱。

二、長發硐背斜軸部水文地質單元（Ⅲ）

位于三個水文地質單元最下部，由一打得統白云巖為儲水層，豐寧煤系為不透水的蓋層，背斜軸部組成儲水構造。由于礦床處于背斜傾沒端倒轉的西翼，豐寧煤系隔水層由含水層的頂板轉換為底板，使南部白云巖含水層露頭區補給的地下水，北流受阻，折返回流或富集。礦帶鉆孔抽水單位流量0，343—0.988升/秒·米，地下水礦化度接近3克/升。說明該水文地質單元地下水較豐富，但逕流較遲緩，而不同于上述兩個水文地質單元。

8 第四節 地下水的補給、逕流、排泄條件及動態特征

一、地下水補給、逕流、排泄條件

由于礦區含水層間有隔水層存在，且洛澤河西岸又屬于不同的水文地質單元，因此礦區各地段水動力條件有不同的特點。

北部碎屑巖、玄武巖含水層，以風化裂隙為地下水的主要賦存空間，地下水存儲條件差，大氣降水就地補給，就近沿溝滲流排泄，逕流途逕短。東北部山王坪地帶，石炭系灰巖含水層接收降雨補給，向區外排泄。中部唐家營—新營一帶，大氣降水是陽新灰巖含水層唯一的補給源，以1876.8高地為地下水局部分水嶺，向南北分流，通過溶洞進行排泄。洛澤河東岸斜坡地帶為上泥盆統白云巖和中上石炭統白云巖含水層，除接受大氣降水補給，向洛澤河逕流排泄外，尚因含水層平行沿河分布，向山內微斜，致使上游河水順層面裂隙補給下游含水層，這由地區電廠北邊沿河岸滲流的小泉可以說明。

洛澤河西岸是區外水文地質單元的排泄帶，地下水匯流于公路上下以泉的形式排泄于洛澤河內。

礦體分布帶，巖層近于直立，含水層與洛澤河直交，地下水由東而西沿層面裂隙向洛澤河逕流。海拔910米以上礦體大部分采空，大氣降水多由礦山開采平坑排泄。

二、地下水動態特征

礦區地下水動態較穩定，不均衡系數在0.6—0.8間，鉆孔水位變幅1—2米，最大3.37米。1986年以來，坑道排水量略有減少之勢。七坑道1986年12月14日排水量為1.899升/秒，五年后的1991年12月15日測得排水量為0.974升/秒。七坑內出水點1986年12月14日流量為0.966升/秒，而1991年12月15日下降為0.680升/秒。109—7孔水化學成分，在經歷了11年的時間后，礦化度減少0.841克/升，離子含量一般下降20%，個別離子達到50%（表2—4）。泉流量變化略大，龍洞泉3—5月份流量為37.34—61.99升/秒，12月到次年1月為98.751—112.098升/秒。七號坑排水量變化在0.318—1.743升/間。七號坑內斷層出水點變幅最大，最大流量是最小流量的20倍。反映了含水層淺部地下水動態受降水影響較大。深部含水層在月降雨量小于100毫米時，水位幾乎不受影響；當月降雨量大于100毫米，特別是連續降水5天以上，其中日降雨量大于10毫米時，水位變化明顯，但時間上要滯后降雨2個月（表2—5），如1991年最大降雨量出現于7—8兩個月，而地下水位回升始于9月。

109—7孔11年前后水質對比表 表2—4

含量 礦化度年月 （g/l）

K+、Na+

1991.7

1970.1

2.359

3.2

13.32

37.6

離子含量（mg/l）

Ca+

529.02

597

Mg+

127

156

HCO3+

336.45

294.73

S04—

1500

1875

Cl—

5.0

9.85

水化學類型

S04—Ca·Mg

S04·HC03—Ca·Mg

最小值

1.07米

3.0米

4.10米

4.80米

0.08升/秒

0.318升/秒

37.339升/秒

9

地下水動態特征統計表 表2—5

編號

721口鉆孔

Ⅶ5—3孔

Ⅶ1—2孔

豎井

七坑出水點

七坑

龍洞泉（缺2—5月、

水位回升月份

9

9

9

9

6

7

6

最大值

涌出孔口

1.97米

3.30米

1.43米

1.638升/秒

1.743升/秒

112.098升/水位始降月份

2

2

5

2

2

2

3 8—11月資料）

8泉

洛澤河

7

6

秒

0.0833升/秒

4.03米

11

12

0.0215升/秒

1.47米

地下水受洛澤河水位變化影響不明顯，兩種水位相關性較差。其原因：一是洛澤河屬山間河流，水位變化持續時間短，洪峰多在數小時內消失；二是屬上游河段，水位變幅不大，一般在2米之內，偶爾才達到4—5米。

10 第三章 礦床水文地質

第一節 礦帶水文地質特征

產于長發硐背斜傾沒端北西倒轉翼的鉛鋅礦體Ⅰ、Ⅱ礦帶，雖有相似的形態和同屬碳酸鹽巖礦床，但由于所處地層層位富水性的不同，及豐寧煤系隔水層對兩礦帶地下水的阻隔，形成了兩個既有相似水文地質條件，又具不同水文地質特征的礦帶水文地質模型。

一、Ⅰ礦帶水文地質特征

礦體沿地層走向賦存于一打得統頂部白云巖巖層中，東到109勘探線，西到100勘探線，分布長150米，西距洛澤河最近處230米，侵蝕基準面標高887.31米，礦帶近似長住狀順地層傾向延伸到海拔796米以下。

礦體充水含水層為一打得統中等富水的厚層塊狀白云巖溶隙裂隙含水層。地處長發硐背。斜傾沒端的北西倒轉翼，傾向南東，傾角70-85。巖溶極不發育，尤其是900米水平以下，坑道及鉆孔巖芯中僅見米粒狀溶孔和層面裂隙方解石晶面。據26個鉆孔統計，僅有寬0.1~0.3米的裂隙21條（斜孔），坑道裂隙率0.66％，為地面的二分之一。

礦帶未見泉水，僅九坑內有一流量為0.033~0.303升/秒的出水點，排出礦體分布段。礦帶含水層各向滲透性能差異明顯，ZK1孔東西走向方向滲透系數2.90米/晝夜，南北傾向方向為2.38米/晝夜；且垂向變化較大，ZK1上段走向和傾向方向平均滲透系數2.55米/晝夜，下段平均0.22米/晝夜，ZK2孔1.08~1.54米/晝夜（上段與全空抽水），ZK5孔為1.38米/晝夜，含水層富水性中等。

礦帶以北40米分布有豐寧煤系隔水層，對礦帶白云巖含水層起著帷幕作用，阻隔了北部其他含水層和大氣降水對礦帶地下水的補給。礦帶西部洛澤河河床東岸多為磚石砌護，隔阻了淺部白云巖含水層與洛澤河的接觸。礦帶西部含水層化學組分與洛澤河水化學組分含量有明顯差異。前者礦化度高達2.715克/升，為SO4－Ca·Mg型水，后者礦化度僅0.181克/升，水化學類型為HCO3－Ca·Mg型。礦帶南部洛澤河上游炸藥庫一帶，河水位上下，白云巖裂隙較發育，在71米長地段中發育27條裂隙，測的裂隙率0.73％~1,85％，比其他地段高一倍。且河水位變動帶發現寬0.1~0.3米“V”型卸荷裂隙數條，雖延深較小，但利于河水順構造裂隙向河流下流含水層內滲入補給。此外洛澤河鎮彝良縣冶煉廠河段長達700米白云巖裸露于洛澤河洪水位以下，亦是河水滲入補給下游白云巖含水層的地段。

據鉆孔分段抽水、簡易水文和坑道觀測資料，Ⅰ礦帶白云巖含水層富水性在垂向上具由弱到強，由強到弱的變化特征，可分三個富水性不同的含水段。

（1）海拔900米以上，也就是九坑道底板以上，為弱富水段。坑道中溶巖不發育，僅見有米粒狀溶孔，溶隙少見，裂隙率為0.66％。枯水季節坑道中幾乎不見滴水現象，約1000平方米的采空區，坑道排水量僅0.303升/秒，109－11水平孔，孔深202.73米流量僅0.005升/秒。

（2）海拔896－829米為較強富水段。該段裂隙較發育，且有老窿穿聯，據26個鉆孔3984米進尺統計，6個鉆孔11次碰到老窿。并見0.1－0.3米寬的裂隙9條，占鉆孔所見裂隙的43％。ZK155米孔深抽水降深11.34米，流量11.209升/秒，比海拔800－840米孔段水量大12倍。

（3）平均海拔829米以下，為弱富水段。深部裂隙發育減弱，在26個鉆孔中僅見寬0.12－0.07米的裂隙3條，占14％。海拔800－845米孔段ZK1抽水降深24.58米，流量2.10升/秒。

礦帶白云巖含水層受大氣降水垂直補給的面積較小，在礦帶地段僅0.126平方公里（南到九號坑南第一個沖溝）。地下水順層由東北向南西逕流，ZK1水位標高895.72米，ZK5890.28米，洛澤河水位889.81米。由于海拔900米以上，礦體基本采空，目前地下水多通過坑道排泄。地下水動態較穩定，礦化度0.596－2.715克/升，水化學類型為SO4－Ca·Mg和

11 HCO3·SO4－Ca·Mg型。

二、Ⅱ礦帶水文地質特征

礦體賦存于富水性弱的中、下石炭統灰巖、白云巖含水層中，東西長150米，南北寬30米，礦帶水平截面近似棱形，順層面延深至海拔710米。礦帶西距洛澤河420米，北到底板礦山煤系隔水層140米，南到頂板隔水層200米。含礦地段的中、下石炭統灰巖白云巖含水層，溶蝕現象少見，鉆孔及坑道中僅見米粒狀溶孔。裂隙不發育，且多為礦化和方解石充填。坑道中測得裂隙769條，其中閉合裂隙661條，占86％，張開裂隙僅占14％。裂隙隨著深度的增加有減弱之勢。如海拔1249.54米，1197.79米、1137.80米的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ坑道測得裂隙率分別為1.141％、1.031％、0.899％。含水層富水性弱，ZK4單位涌水量0.033－0.076升/秒·米，滲透系數0.13－0.17米/晝夜。仍具上段富水性略強，下段富水性弱的特點。ZK4860米標高以上50米孔段抽水，降深7.04米，流量0.32升/秒；860－810米孔段抽水，降深7.56米，鉆孔涌水量0.208升/秒。地下水礦化度0.308克/升，水化學類型為HCO3·SO4－Ca·Mg型。

斷層帶富水性同正常礦帶含水層富水性相近，無明量增強之勢。F29斷層組標高913.26米七坑道內斷層帶出水點處，總流量0.17－1.638升/秒（1991年測得），而標高910－860米孔段鉆孔涌水量為0.001升/秒。斷層下盤810米標高以上，鉆孔單位流量為0.00364升/秒·米；滲透系數0.0034米/晝夜。

礦帶地下水受降雨補給，由北東順層向南西逕流，水位標高由ZK3的914.15米到ZK4的908.96米，高出洛澤河水位近34米。礦帶未見泉水出流，地下水由礦坑系統進行排泄。1991年一個水文年的觀測，坑道總流量為0.318－2.031升/秒。淺部受降雨影響明顯，地下水動態變化略大。

第二節 坑道水與洛澤河水的關系

洛澤河位于Ⅰ、Ⅱ礦帶的西部，礦帶的分布與洛澤河近于直交。Ⅰ礦帶西端距洛澤河最近為230米，Ⅱ礦帶距洛澤河較遠，為420米。洛澤河鎮以北，洛澤河以1.25％的水利坡度流經礦帶白云巖含水層達3000米，在河水與白云巖裂隙含水層接觸地段，河水通過裂隙與地下水發生水力聯系。反映在ZK5水位（據洛澤河25米）與洛澤河水位比較接近，僅差1.07米。且河水位的升降對ZK5水位有一定的影響，只是地下水位變化要滯后河水位15－32小時。ZK5抽水降深低于洛澤河水位13米時，東距137米的ZK2水位下降0.07米，實測影響半徑已超過ZK5到洛澤河距離的5倍。抽水前后水質對比，抽水后較抽水前離子含量有系統的淡化現象。

上述資料說明，洛澤河對礦帶地下水有一定的相關作用。未來鉛鋅礦的深度開發，洛澤河水通過白云巖巖層裂隙，對礦坑水會有滲入補給。

但是，據洛澤河230米以遠的礦帶地下水與洛澤河水的相關性，并不十分密切，河水對礦坑水的補給也是不強的，其依據：

1、河岸礦帶含水層除卸荷裂隙發育外，未見大的橫切斜切河流的裂隙與溶巖管道。河流東岸未有較大的泉水出現，說明礦帶地下水沒有形成向洛澤河集中排泄的通道。

2、據北起龍潭河口玄武巖，南到新街子2600米沿河物探測量剖面曲線。除鉛鋅礦炸藥庫顯示高阻異常外，碳酸鹽巖含水層內物探曲線均較平緩，未出現明顯的異常。亦說明橫穿河岸無大的巖溶通道或充水斷裂與洛澤河水貫通。

3、ZK5抽水降深13.18米時流量7.10升/秒，而遠離洛澤河的ZK2抽水同等降深下流量為6.415升/秒，說明ZK5抽水在降深到河水位以下12.11米時，其激發補給強度不大。

4、ZK5抽水前后，水化學淡化作用不強，抽水后化學組分含量，水化學類型與洛澤河水仍有明顯不同。

綜上所述：礦帶地下水與洛澤河水雖有一定的水力聯系。但是，由于含水層巖溶不發育，

12 沒有發現巖溶管道和充水斷裂與河水連通，且岸邊鉆孔抽水同等降深條件下，受河水激發補給的鉆孔涌水量，比無河水激發補給的鉆孔涌水量僅增大9.7％。預測未來礦產開采，洛澤河水對礦坑水的補給是不強的。

第三節 礦坑水來源及礦坑的補給途徑

依據礦體的空間分布，未來鉛鋅礦開拓后的礦坑形態類似矩形。Ⅰ、Ⅱ礦帶形體相似，開拓后的礦坑大體類同。Ⅰ礦帶西部鄰近洛澤河，礦產開拓中的礦坑水源為大氣降水的垂直補給洛澤河水水平補給。Ⅱ礦帶距洛澤河較遠，而且礦帶很水層富水弱性，在海拔846米水平以下開采時，礦坑排水影響半徑才可能到達洛澤河岸，河水需通過420米的滲透途徑補給礦坑。由于礦體上、下隔水層分布穩定，礦坑水不致受其它含水層的越流補給。

Ⅰ礦帶設計開采深度1000，海拔796米，在洛澤河水位以下93米。據ＺK1、ZK2鉆探水文地質資料反映Ⅰ礦帶主要含水段平均在海拔829米以上，后60－80米。因此，洛澤河水對礦坑補給，主要是坑道掘進在70米內進行。其下，由于含水層富水性微弱，河水補給遞增量相應減少。礦帶北距豐寧煤系隔水層40米，當礦體開采第一個水平時，礦帶北部地下水已被疏干。故在礦產開采過程中，礦帶北部不存在地下水對礦坑的側向補給。

因此，Ⅰ礦帶開拓礦坑的補給段主要為平均海拔829米以上的南面、820米以上的西面和海拔840米以上的東面邊壁進水。

Ⅱ礦帶距洛澤河420米，開采深度在河水位以下78米，即海拔810米。該礦帶富水性弱，礦坑排水影響范圍相應為小，其南北礦坑邊壁為隔水層夾持，礦體深部開采將被疏干，僅東西兩端地下水具順層補給。據計算當礦坑開采到846米水平以下時，礦坑排水影響半徑方能達到洛澤河邊。

第四節 老窿分布及其充水簡況

據深部鉆孔和沿九坑、七坑物探測量剖面反映，900米水平以下老窿又集中分布于Ⅰ礦帶，而Ⅱ礦帶七坑內未發現老窿。Ⅰ礦帶老窿又集中與九坑平面位置以北，100勘探線到109勘探線間。從物探曲線和鉆孔所遇到老窿投影顯示，九坑以北50米，109勘探線到100勘探線間，東西向長達120米范圍內，斷續均有老窿分布。109穿脈坑道40米處，可見下部老窿拱頂，可測水深3.6米。109-6斜孔垂深54.69-59.91米取出腐朽箱木，其下尚遇三處2米以上 的空硐。109-5-1孔41-49.04米記錄有舊硐。此外，109-3孔、100-1孔、100-4孔、100-8孔、109-5-2孔，在孔深50米內均有老窿的記述，所遇老窿深度不一，最深可達60余米，在海拔850米左右，低于洛澤河約40余米。

老窿的存在對礦產深部開采，有不利的影響。老窿充滿了地下水，它將作為礦產開采坑道排水的組成部分。它雖然是有限的固定水量，但由于老窿整個的空間分布，體積大小難查明，坑道積儲水量也不清，這不僅會造成礦體開采疏干時間預測的困難，還會在坑道掘進過程中產生“突水”可能，給礦山深部開采帶來不同程度的影響，增加采掘的難度。

13 第四章 礦坑涌水量計算與評價

第一節 礦坑涌水量計算方案

一、礦坑涌水量計算方法的選擇

Ⅰ、Ⅱ礦帶總體呈長條狀展布，其開采礦坑的長寬比介于2.7:1—4.8:1間，可近似視作圓形大井。故選擇“大井法”計算礦坑涌水量。另以“分段法”和“數值法”比較評價。

二、礦坑涌水量計算水平的劃分

目前，Ⅰ礦帶沒有具體開采方案，僅提出按海拔846米和796米兩個水平進行開采；Ⅱ礦帶原設計開采水平為海拔860米和810米，后將Ⅱ礦帶涌水量計算水平與Ⅰ礦帶開采水平取一致。據此，分別計算Ⅰ、Ⅱ礦帶海拔846米和796米開采水平的總涌水量。

三、礦坑涌水量計算邊界的確定

Ⅰ礦帶含水層北部緊鄰下石炭統豐寧煤系隔水層；西部有地表水體洛澤河逕流；東部和南部側向無界延伸。在開采條件下，礦帶疏干漏斗形態，將受到其北部豐寧煤系隔水邊界和西部洛澤河補給邊界的共同制約。為此，將Ⅰ礦帶礦坑涌水量計算邊界概化成兩直線隔、供水邊界相互垂直的類型。

Ⅱ礦帶含水層向東無界延伸，西為洛澤河切割，北部、南部為下二迭統礦山煤系、下石炭統豐寧煤系隔水層所限。鑒于礦坑疏干影響范圍，隨礦坑深度不同而變化，在796米開采水平以下，其影響范圍方能抵達洛澤河。故將Ⅱ礦帶846米開采水平涌水量計算邊界概化為兩平行直線隔水邊界；796米水平邊界為一直線供水邊界垂直兩平行直線隔水邊界的類型。

第二節 礦坑涌水量計算

一、“大井法”計算

（一）計算公式

據Ⅰ、Ⅱ礦帶含水層邊界類型和滲流映射疊加原理，選擇如下礦坑涌水量計算公式。

Ⅰ礦帶：

Ⅱ礦帶846米水平：

Ⅱ礦帶796米水平：

Q—礦坑涌水量（米3/晝夜） k、k’—含水層滲透系數（米/晝夜）

H、H’—含水層厚度（米） S、S’—開采礦坑水位降深（米）

R0—“大井”引用影響半徑 r0—“大井”引用半徑（米）

θ1—洛澤河定水頭邊界補給地段占“大井”進水斷面的弧度百分數

θ2—Ⅰ礦體東南側含水層側向無界地段占“大井”進水斷面的弧度百分數

b2—Ⅰ礦體至洛澤河定水頭補給邊界的距離（米）

a—Ⅱ礦體中心至 C11隔水邊界的距離（米）

b—Ⅱ礦體中心至 C11隔水邊界的距離（米）

c—Ⅱ礦體中心至洛澤河定水頭補給邊界的距離（米）

（二）計算參數

14 1、Ⅰ礦帶計算參數

（1）r0：由r0=34米。按礦體分布及開采礦體可能觸及的范圍，在1：500九坑地質圖上（相當于896米高程水平切面圖），用求積儀求得“F”為3702平方米。

（2）H、H’：開采846米水平時，由扎馬林公式計算得含水層有效帶厚度已深逾強含水段底板（海拔829米）。故H分別取洛澤河雨季平均水位（海拔889米）和近30年最高洪水位（海拔894米）到強含水段底板的距離，各為60米和65米；H’分別取含水層平均和最高地下水位（海拔896米和899米）到含水層強含水段底板的距離為67和70米。

開采796米水平時，H、H’分別取前述各水位高程到該開采水平的距離。即H為93和98米；H’為100和103米。

（3）S、S’：分別取前述各水位高程至相應開采水平的距離。846米水平，S為43和48米，S’為50米和53米；796米水平，S為93和98米，S’為100米和103米。

（4）k、k’：846米水平，k采用ZK1上試段走向滲透系數與ZK2上試段第二降次所求得之滲透系數的算術平均值2.22米/晝夜，k’采用ZK1上試段平均滲透系數2.55米/晝夜；796米水平，k采用ZK1上下試段加權平均滲透系數與ZK2全試段滲透系數的算術平均值1.30米/晝夜，k’采用ZK1上下試段的加權平均滲透系數1.51米/晝夜。

（5）R0：由公式可求得846米和796米開采水平的R0值分別為1307、1416和2458、2569米。

（6）b2：在1：2000Ⅰ礦帶縱向投影圖上量得礦坑至洛澤河補給邊界的距離b2為230米。

（7）θ1、θ2：在1：10000礦區水文地質圖上，以礦體中心為圓心，礦體中心至洛澤河距離的2倍長度（610米）為半徑畫圓。θ1、θ2分別為礦體西側或東側供、隔水邊界與圓弧交線間的夾角占整個圓周的弧度百分數。其中為0.108，為0.411。

2、Ⅱ礦帶計算參數

（1）r0：在1：500的910米、860米和810米水平切面圖上，量得礦體分布面積及采礦可能出及范圍的平均周長P為297米。由公式求得r0為47米。

（2）a、b、d：從1：2000的910米水平切面圖上量的礦坑至礦山、豐寧煤系隔水邊界和洛澤河補給邊界的距離分別為140米、200米和510米。

（3）H：846米水平，取礦帶含水層平均水位（海拔911米）和最高水位（海拔914米）至該水平的距離65米和68米；同理，796米水平分別為115米和118米。

（4）S：由于屬井下開采，水位需降深至開采水平底板，故兩個開采水平的降深與H值相當。即846米水平為65米和68米；796米水平為115米和118米。

（5）k：846米水平采用ZK4上試段滲透系數值0.13米/晝夜；796米水平采用ZK4全試段滲透系數值0.17米/晝夜。

（6）R0：由公式計算得846米水平常值與最大值為425米、451米；796米水平為1064米和1104米（用于確定“大井”對兩隔水邊界的映射系數）。

（三）礦坑涌水量計算結果

根據公式（1）、（2）和（3）及前述參數，計算得Ⅰ、Ⅱ礦帶海拔846米和796米兩個開采水平的礦坑滲水量如表（4—1）。表內所列涌水量和最大涌水量，對Ⅰ礦帶而言，系指依據洛澤河1991年雨季平均水位和其近30年來的最高洪水位及含水層平均和最高地下水位計算的礦坑涌水量。對Ⅱ礦帶，則系依據1991年含水層的平均或最高地下水位計算而得的礦坑涌水量。

Ⅰ、Ⅱ礦帶礦坑涌水量計算結果

表4—1

15 礦帶名稱

計算水平標高（米）

a

計算滲透系數 礦坑涌水量（米3/晝夜）

S S’ R0 涌水量

最大涌水量

5210

6409

b b2 d r0 k/k‘ H H’

Ⅰ 846 230

230

32.224

2.55

31.304

1.51

40.13

7

6

657048531416

4747

6018

796

93100

98103

93100

98103

24582569

Ⅱ 846

796

140

140

200

200

65

685140.17

1150 7

118

65

68115118

425644 661

4511064969 1020

1104

二、“分段法”計算

根據Ⅰ礦帶的分布形態及其含水層的邊界條件分析，在開采后期，礦坑周圍的降落漏斗形狀將是不規則的。針對礦坑的具體形狀，考慮到礦坑不同方向的補給條件和水流特征，把礦坑周邊近似地劃分成四個塊段。各塊段流向礦坑的涌水量之和即為該水平礦坑的總涌水量（塊段間的界線視作互不進水邊界）。現計算Ⅰ礦帶846米水平礦坑涌水量如下：

（一）計算公式

選用單側和底部進水的非完整水平坑道公式、半圓周進水“大井”公式計算：

（二）計算結果

利用“分段法”計算得到Ⅰ礦帶846米水平的總涌水量是4228米3/晝夜。

三、數值法計算

（一）水文地質概念模型

計算區選定長發硐背斜軸部水文地質單元的北端，Ⅰ礦帶的846米開采水平。礦帶含水層北部、東部為豐寧煤系圍限，作為計算區隔水邊界；西部為洛澤河切割，構成定水頭補給

16 邊界；南部在據礦體1220米含水層收斂段，設一人為定水頭邊界，作為846米水平坑道排水水位漏斗擴展的極限邊界。

礦坑水受洛澤河河水的側向滲入補給和大氣降水的滲入補給。但考慮到計算區河溪深切，山勢陡峻，大氣降水多轉化為地表逕流，對含水層的入滲量甚微，計算中未加考慮。由于含水層強含水段（平均厚度67米），在平均海拔829米以上，其下含水層富水性明顯減弱，計算中以相對隔水層處理。同時，為計算方便，假定含水層均質各向同性，隔水底板水平，地下水流為二維平面，其水文地質模型得以簡化。

（二）數學模型與解算方法

由上述水文地質模型，對描述地下水二維運動的偏微分方程及定解條件進行簡化，建立適合計算區地下水運動的數學模型。

對以上數學模型用不規則網格的有限差分法進行求解。基本原理是，在剖分后的滲流區域內，在面元（β）上用水位的線性函數hβ（x、y、t）逼近真是函數h（x、y、t）。

采用三角形剖分法，根據水均衡原理，將數學模型離散為有限差分方程

差分方程的求解是通過編制計算程序在微機上實現的。

（三）數學模型的校正

1、基本數據

（1）將計算區剖分為139個三角形單元，共89個節點。其中，1—52號為內節點，53—75號為二類邊界節點，75—89號為一類邊界節點。剖分中掌握了近礦帶細，遠礦帶粗的原則。施工鉆孔均置于節點上，礦體周邊有節點控制。

（2）初始流場是利用1991年7月ZK1、ZK2、ZK5、109—8孔和洛澤河水位進行內插、推算確定的。

（3）匯源項只含ZK1抽水試驗時的涌水量，大氣降水的入滲部分未納入計算。

（4）根據抽水資料和水文地質條件，將計算區分為兩個參數區：即以礦體分布區為主體的Ⅰ類參數區和外圍的Ⅱ類參數區。模擬中以解析法求得的參數作為參數初值。

17 2、模型校正

用1991年7月抽水試驗資料對模型進行校正。抽水試驗以ZK1為抽水孔，ZK2和109—8孔為觀測孔，抽水延續93小時。

利用上述資料，用潛水二維運動的有限差分程序在IBM—386—30機上進行調試計算，使模擬值不斷接近觀測值，當兩值最為接近時，獲得最優模型參數為K1=3.0（米/晝夜），μ1=0.40，K2=1.2（米/晝夜），μ2=0.10，其與解析法求得結果接近。

模擬結果表明，除第五時段前的抽水初期擬合稍差外，其后直至抽水結束，109-8孔模擬水位下降了1.33米，實際觀測下降1.19米，相對誤差11.8%；ZK2模擬水位下降1.54米，實際觀測下降1.46米，相對誤差5%。時段內水位誤差在5厘米以內。

由此可見，計算區水文地質模型概化合理，數學模型正確。雖109-8孔水位下降模擬值略為偏大，但對于水文地質條件復雜，地形切割強烈的石灰巖山區來說，已能滿足要求。

（四）礦坑涌水量預測

1、一類邊界水位的確定：仍利用模型校正時的洛澤河水位。此水位相當于豐水期的平均水位，在計算中作為不變量處理。

2、控制性節點的設置：為確定礦體分布范圍內水位是否降到846米水平以下，在單元剖分時特在礦體周邊設置了七個節點，以控制周邊水位的降落，各節點編號是1、2、3、4、11、71和72號。

3、降水孔布置方案：根據礦體分布位置、水文地質條件和已有勘探孔的分布狀況，擬定以ZK1孔、19號、72號節點作為降水孔的方案。

據此，用校正的數學模型及相應參數計算出846米水平礦坑涌水量為3980噸/晝夜。各降水孔（點）上的水量分配是：ZK1孔500米3/晝夜；19和72號節點各1680米3/晝夜和1800米3/晝夜。這時礦體周邊節點水位低于846米水平0.10—1.45米不等，且隨抽水時間的延續而趨于穩定（表4—2）。

礦體周圍節點后幾時段水位一覽表 表4—2

節點號

時段

15

16

17

18

1

845.37

845.10

844.99

844.97

2

845.41

845.16

845.05

845.04

3

845.29

845.02

844.88

844.85

4

845.00

844.71

844.58

844.55

11

846.09

845.87

845.78

845.78

71

845.78

845.56

845.47

845.46

72

846.14

845.95

845.88

845.90

第二節 礦坑涌水量計算評價及疏干方案建議

通過“大井法”、“分段法”和“數值法”三種不同方法的對比計算，求得Ⅰ礦帶846米開采水平礦坑涌水量計算結果如表4—3。

Ⅰ礦帶846米開采水平礦坑水量計算結果比較 表4—3

計算方法

“大井法”

“分段法”

“數值法”

計算水平標高（米） 礦坑涌水量（米3/晝夜）

846

846

846

4747

4228

3980

誤差

絕對值

519

767

%

12.3

19.3

由上表可以看出三種方法計算結果相近，這表明計算中對礦帶含水層邊界的分析概化合理，計算方法及計算公式選擇恰當，采用計算參數符合實際。由此而得的水平礦坑涌水量計算結果應當是可靠和接近實際的。

比較三種計算方法的相對合理性并考慮到礦坑排水的安全因素，將“大井法”計算結果作為礦山開采設計的依據。

18 尚需說明的是，Ⅰ礦帶因老窿積水對抽水試驗有一定的影響，使得滲透系數及礦坑涌水量計算結果略有偏大。

從表4—1看，Ⅰ、Ⅱ礦帶846米796米兩個水平涌水量都不大，礦產井下開采抽水不難。由于礦體近于直立，垂向分布深，礦山排水適于分水平建水倉集儲地下水，分梯級抽水上排。Ⅰ礦帶有充水老窿分布，它既可能引起礦坑突水，增加掘進難度，又具有溝連礦體，增強礦帶透水性能的作用。因此，礦山排水還可利用礦帶兩端的勘探鉆孔，于掘進前分不同水平提前疏干。尤其是于礦帶中部建排水井抽水，進行采前疏干，并利用礦帶的勘探孔，測定水位，了解礦帶范圍內的疏干深度，可避免礦坑突水的發生，為開采疏干排水的較佳方案。

19 第五章 礦山開采技術條件及礦山保護

第一節 礦山開采工程地質條件

一、坑道巖體工程地質特征

Ⅰ礦體位于上泥盆統粗晶白云巖加薄層頁巖內。頂底板為中晶白云巖夾多層頁巖及炭質頁巖薄層。白云巖為厚層致密塊狀，鑲嵌結構，堅硬性脆，裂隙短細。據區外巖石力學實驗資料，干抗壓強度58.84－117.68兆帕，軟化系數0.5－0.9。巖石風化后呈糖粒狀或具粘土化，巖溶不發育，巖體較完整，巖層產狀近于直立，有利邊幫穩定。歷經半個世紀高達2－5米的平坑邊幫、坑拱完好尚存。五年前開掘的20余平方米，高9米多的鉆探機窩完好無損。說明厚層白云巖巖體較穩固，持久性較好。斷層兩盤巖體強度有不同程度的減弱，軟化系數有較大程度的降低。巖體浸水后，滑動面上盤的巖塊易垮塌。特別是凈空面積較大時，冒頂現象易生。九坑大明槽口處，由于縱橫斷層的切割，產生了較大面積的塌頂現象。夾層頁巖（尤其是炭質頁巖）松軟，且易風化。區外干抗壓強度4.903－9.807兆帕，軟化系數0.2－0.5，遇水易軟化，坑道邊幫穩定性差，坑道中，多為箱木支護。

Ⅱ礦帶為石炭系灰巖，巖性堅硬，干抗壓強度29.42－88.20兆帕，軟化系數0.5－0.9，普氏硬度系數5－6°。巖體完整，穩固性好。坑道邊壁未見變形，掌子面直立壁高約10米。唯倒轉背斜近軸部巖石在強大的應力作用下，巖體碎裂，呈鱗片構造，遇水軟化，強度降低，穩固性變差。坑道中邊幫下滑，拱頂塌落，易塞堵坑道。

二、礦坑邊幫巖石成分物理力學性質

兩個礦帶四個礦體均屬陡傾斜，似層狀，礦體產狀與圍巖一致，傾向南東，傾角75－87°。Ⅰ、Ⅱ礦帶礦體賦予存于不同層位，相距200余米，開采系統適于分別進行。Ⅱ礦帶，Ⅱ、Ⅱ－１Ⅱ－０礦體相距4－8米，開采系統利于綜合一體。

圍巖及夾石為中晶灰巖、白云巖，塊狀、角礫狀構造，等粒結構，粒度0.1－0.09毫米，最大1.5毫米，以方解石或白云石為主，占80－90%。

礦石多為方鉛礦，閃鋅礦、黃鐵礦等硫化礦物，致密塊狀穩固性好。唯淺部氧化礦疏松，有的礦石呈沙土狀，松散易碎，邊幫維護困難。彝良地質勘探隊曾獲礦石圍巖力學資料。礦石塊度松散系數。收集和測量坑道平均裂隙率。

第二節 礦山開采的環境地質問題及礦山保護建議

礦山處在洛澤河峽谷地段，河流兩岸崩塌滑坡發育，危巖多處，尤其是洛澤河上游東岸麻窩山地段，由于豐寧煤層采空區冒頂塌陷的影響，牽動上部巖壁陡峭于1986年開始發生地裂縫，且有緩慢擴展之勢。1988年陳家以北巖土接觸帶，出現10條地裂縫。兩個月的觀測，水平位移1.5－3.6厘米，垂向位移1.8－8厘米，陳家及河邊小發路煤礦圍墻裂縫1－4.6厘米。1990年7月陳家北約3 00米處又產生寬55厘米和70厘米，深超過1.3米的弧形裂縫兩條，前沿陡坎出項多處滑坡和墜石。1991年3月自麻窩山到閻王橋沿山邊出現三道弧形地裂縫。前弧時隱時現，后弧（崖角）長達260余米，寬度1米，垂直錯動0.5米。該不穩定地質體，一旦在暴雨和地震的誘發下，產生較大的滑坡，引起洛澤河的堵塞、積水，可能影響礦山坑口的安全，是一值得戒備的問題。

此外，坑口上游洛澤河兩岸長達2公里的土法煉礦，礦渣傾倒河中，對河床淤積和河水水質都有一定的影響。礦山開采后，日排近5000頓，礦化度1－2克/升的礦坑水亦會加大洛澤河水的污染。

礦山供水水源豐富、除洛澤河水外，對岸海拔946米的巖溶大泉流量74.6升/秒，HCO3－Ca型水，礦化度小于0.4克/升。水質良好，適于飲用和工業用水。

鉛鋅礦的擴建，將會給洛澤河沿岸帶來經濟活力，人口增長，輔助行業廠點進入，使環境容量更加飽和，并加速環境的變異。為了礦山開發的安全和礦山開發后不導致地質環境的惡化，生態環境向好的方向發展，提出如下建議：

20 ⒈礦山坑口位于洛澤河陡峻狹窄河床地帶，下游毛坪以北逐漸開闊，尤其是彝良城區為一小型河谷盤地，河床縱坡較緩，礦山剝離土石應盡量少傾于河內，以防久而久之使河床淤積、縱坡抬高，雨季洪水給下游河段良田、房產鄧帶來損失。

⒉1965年到1991年洛澤河水質沒有大的改變。但硫酸根離子已由30毫克/升增加到40毫克/升，含量提高了25％，鐵離子由微量上升到0.08毫克/升。這說明洛澤河地段的工業發展，已開始影響到洛澤河水水質的改變。因此，礦山配套廠點建設布局，應注意避免對洛澤河水的污染。

⒊海拔900米水平以下礦體開采過程中，應利用現有ZK5、ZK2、ZK4對地下水位及礦山排水量、洛澤河水位的定期動態觀測，研究隨著礦山開采深度的增加，地下水位的變化和礦山排水量的增減趨勢，核算預測不同水平的礦坑排水量。

21 結論

毛坪鉛鋅礦Ⅰ、Ⅱ礦帶新構造運動抬升活動強烈，河溪切割破壞的滇東北高原峽谷地帶的洛澤河東岸。礦床充水含水層巖溶不發育，以米粒狀溶孔裂隙為主，富水性弱到中等。礦體位于洛澤河水面以下93米，到洛澤河最短距離Ⅰ礦帶為230米，Ⅱ礦帶為420米，其間沒發現巖溶管道，充水斷裂與洛澤河或富水性強的含水層相通。礦床充水含水層與洛澤河水力聯系微弱。礦坑涌水量計算結果，井深50米，100米兩個水平礦坑水量均不大，易于排水疏干。

礦區含水層主要有三個：富水性強的陽新統灰巖溶洞含水層，富水性中等的一打得統白云巖溶隙裂隙含水層和富水性弱的威寧、豐寧統灰巖白云巖溶隙裂隙含水層。含水層間分布著礦山煤系、豐寧煤系兩個穩定的砂、頁巖組成的隔水層。三個含水層各具獨立的補給、逕流、排泄條件，相互間無水力聯系。

富水性強的陽新灰巖溶洞含水層，分布在Ⅰ、Ⅱ礦帶充水含水層之上，豐富的溶洞水因下伏礦山煤系隔水層的阻水作用，對礦帶開采系統無下滲補給關系。

中等富水的一打得統白云巖溶隙裂隙含水層其溶隙裂隙水是Ⅰ礦帶開采系統礦坑水的補給來源之一，分布于背斜軸部，受大氣降水和洛澤河上游河水的補給，含水層富水性垂直方向變化大，海拔900米—829米段富水性相對為強，Ⅰ礦帶開采系統的礦坑水主要來源于該含水段，西面洛澤河水亦主要是通過該含水段滲入補給礦坑。海拔829米以下含水段富水性減弱，礦坑水量隨開采深度的增加，將不會明顯的增大。北面礦體據豐寧煤系隔水層40米，隨著礦體的開采將疏干到隔水邊界，北面對礦坑無地下水補給。

威寧、豐寧統灰巖白云巖溶隙裂隙含水層為礦山煤系、豐寧煤系兩個隔水層所加持，地形陡峻，巖溶不發育，含水層出露范圍小，大氣降水補給條件差，富水性弱。Ⅱ礦帶未來礦坑水主要來源于大氣降水通過富水性弱的含水層垂直滲入補給。礦體南西端距離洛澤河420米，據計算在海拔846米以下，礦山排水影響半徑才可能到達洛澤河岸，由于有420米的滲透途徑，河水對礦坑水的補給不會有明顯增加。

通過計算，Ⅰ礦帶開采到海拔846米水平時，礦體開采系統水平涌水量為4747米3/晝夜夜，最高水位條件下，水平涌水量可增加到5210米3/晝夜。礦體開采到海拔796米水平時開采系統水平涌水量為6018米3/晝夜，最大水量可增加到6409米3/晝夜；Ⅱ礦帶開采到海拔846米水平時，礦坑涌水量為644米3/晝夜，最高水位的計算的水平涌水量為661米3/晝夜。礦體開采到海拔796米水平時，礦坑涌水量為969米3/晝夜，最大增加到1020米3/晝夜。

據礦坑涌水量計算不大的結果和礦體垂向分布深的特點，礦山排水適于分按水平、分散梯級外排。Ⅰ礦帶九坑道以北有老硐分布，深度已達海拔850米，掘進中老硐積水易產生“突水”危及礦坑安全。礦坑開采時，可于礦帶中間建井或利用已有的鉆孔提前疏干排水，避免“突水”的發生。

礦體圍巖為白云巖、灰巖，巖溶不發育，巖體較完整，巖石堅硬抗壓強度在49.033兆帕以上，而且巖層近于直立，礦坑便幫一般較穩定，但斷層破碎帶，風化的礦體抗壓強度減弱，易產生坑道邊壁變形需以支護。

綜上所述，毛坪鉛鋅礦礦床水文地質類型屬水文地質條件復雜程度中等，以巖溶裂隙為主的巖溶充水礦床。通過水文地質的勘察，查明了三個含水層和兩個隔水層的特征，以及礦床充水含水層與洛澤河水的關系；計算了水平礦坑涌水量。礦體圍巖較完整，工程地質條件較好，礦坑便幫一般較穩定，易于施工。在水文地質勘探中，還發現了F29斷層下盤Ⅱ礦帶厚而富的新礦體的空間部位，為礦區開展深部找礦提供了極為重要的線索和依據，渴望獲得較多的儲量，從而擴大了鉛鋅礦區的遠景。

22

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