卢 跃

（江西省地质局第一地质大队，江西 南昌 330000）

矿山水文地质特征有四大指标，分别是地表水体或地表汇水的面积、地下水涌水量、含水层以及隔水层的状况、断裂带以及构造带的存水状态。分析矿山水文地质的主旨在于评价防排水，并根据评价结果制定矿井的防护和支护措施，从而避免透水事故地发生。永平铜矿地处江西省上饶铅山县，其是一座大型露天成熟铜矿，日采选铜硫矿石可达1万吨。整个矿床包含有南北两坑，随着开采的深入，外部水以及地下水向坑内涌入的风险较大，因此，分析永平铜矿的水文地质特征及充水因素，以此客观地评价永平铜矿的开采生产状态，降低水文地质灾害的影响，实现铜矿资源的安全生产[1]。

1 永平铜矿水文地质特征

1.1 永平铜矿矿区地质条件

永平铜矿地处武夷山脉北麓，起于武夷山隆起北缘，止于信江拗陷带南侧，广丰—南城深断裂贯穿其中，复式褶皱以及断层发育是其主要地质特征。震旦—寒武系混合岩组构成其基底地层，石炭系叶家湾组、二叠石炭系茅口组、李家组、龙潭组构成其盖层，整个矿区属于第四系广泛发育，赋矿层位位于叶家湾组，少部分呈现脉状分布于船山组以及二叠系茅口组。

矿区内的应天寺－火烧岗逆冲断层以岩石为主要断裂，长度足7000m，10m～60m宽度的破碎带生长和发育，糜棱岩化带、角砾岩带以及碎裂岩带以此形式出现于断裂地点的中心两侧。在前寒武纪时期，整个矿区是一个大陆性边缘型的裂谷，随着海底火山喷流厚岩系统，形成地质基底。层状、类似屋形和透镜状等显著地层控和清晰围岩褶皱界线均是火山喷发流下沉积变质成矿证据。

1.2 永平铜矿矿区水文地质条件

永平铜矿南高北低具备一定的海拔优势，沟谷侵蚀切割较为明显，且该断层的主要组成为糜棱岩、角砾岩和碎裂岩，这些岩层属于裂隙发育，透水性能绝佳，因此，地表并无明显的水体，主要的地下水源补给在于大气降水，其在地势的作用下沿着冲沟流走，仅在露天的坑底留有一定的积水[2]。另外矿区内的岩层富水性较弱，石炭二叠系采空岩溶含水带以及石炭系的裂隙水是整个矿区的充水因素[3]。整个矿区的断裂带对于矿体的产出起到了一定的控制作用，因此其成为了矿区内水文地质条件的最大影响。

勘测结果显示，石炭二叠系岩溶与原本的开采矿窿以及塌陷地段难以区分[4]，且岩溶发育铜矿内的硫化矿物氧化导致大量的强酸性矿水形成，导致灰岩的溶蚀越发严重，二者形成了一个富水性较强的含水带，该含水带内的平均厚度为80m，标高在157.51m～159.35m之间，由于构造作用裂隙发育往北减弱并逐渐与岩溶含水带接触，含水层厚度为105m。

2 永平铜矿矿床充水因素分析

2.1 充水水源

充水水源分为直接水源和间接水源，在矿床的采掘过程当中，直接充水源在于地下水的涌入，间接充水源为大气降水，含水层的渗水和溶洞裂隙水也是充水水源之一。永平铜矿分为南北两个矿坑，直接充水水源均为灰岩溶洞裂隙水，但矿坑有着南高北低的特点，而水文地质的差异也对充水水源造成了明显的影响。永平铜矿的南坑虽然目前处于闭坑状态，但是存在有一定的充水风险。因为南坑的地势较高，含水层来源于大气降水的渗水补给，其涌水量受季节影响较为明显，丰水期涌水量大，且有一定的滞后性。另外，永平铜矿南坑的水文地质相较于北坑要复杂一些，石炭二叠系岩溶与原本的开采矿窿以及塌陷地段形成富水性较强的含水带，这也是南坑的充水水源之一。相较于南坑而言，永平铜矿北坑的地势较低，地表水沿着地势转移，充水源除了大气降水，二叠石炭系灰岩溶洞裂隙水也是充水水源之一。

2.2 充水途径

充水途径是指冲水水源涌向矿坑经历的路径，即为一条水路通道。不同的水源造就了不同的冲水途径。永平铜矿南坑因为水位的持续下降，陆续地出现了岩溶塌陷的现象，由此为大气降水以及地表水提供了一个充水通道，且南坑的矿体本就赋存在岩体之上，岩石本身由于受到挤压产生了一定的裂隙，这些裂隙与破碎带发育成为小规模断层，并间接地构成了导水通道，另外永平铜矿南坑的围岩的岩溶也具备较高的发育程度，逐步形成溶洞水。北坑的充水水源来源有限，因此充水途径更为简单，并且地势的差异是导水通道的构成原因，断层破碎带以及构造裂隙也是主要的充水途径。尽管地势呈现出了一定的扩展延伸趋势，但北矿坑的涌水量相对稳定，因此充水途径没有太大的波动。

3 永平铜矿安全生产防治水工作措施

3.1 编制水文地质报告，矿区超前勘探

整个矿区的防治水工作应该建立在详细的水文地质探测以及报告分析的基础之上，坚持围绕“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原则，因此，应该对整个矿山的富水区以及断层实施详细的勘察检测，并有效结合动态观测形成全面的水文地质条件分析，明确充水水源以及冲水途径，从而制定有效的排水措施。另外，重视矿区内受到采掘破坏或者严重影响的含水层以及塌陷部分，因为该处容易造成二次破坏。一般而言矿井的涌水以及水量呈现一定的规律分布的，而水文地质类型划分报告的编制是制定防水措施的根据，只有建立健全的基础资料和规章制度才能够形成有效的参考。并以此为出发点，综合矿区的开采计划、开采路径等建立健全的防治水基础地质资料，为防治水决策提供科学依据。

工作人员一旦发现现有的水文地质资料不足，应该针对问题进行专项的补充调查与勘探。勘探的方法可以通过多种形式融合的方法，坚持以物探为主，设置较大的钻探范围，科学地进行设计施工。水文地质的调查不仅要包含有矿坑水文地质，更要结合熔岩现象、断层破碎带的调查以及巷道水文地质的调查。调查的内容主要以水理性质、断层规模、含水层的分布、岩性厚度、涌水量以及裂隙发育等指标为主，并且不能忽视废坑以及老坑地调查，其是有效借鉴以往经验的关键，从中汲取经验形成有效的避免措施，在勘探的过程中要严格做到边勘探边记录，并形成有效的文字文件和图形说明。

另外，由于存水状态影响矿体开采的进程以及施工安全，长期动态观测可以有效地预防水害病，因此重视矿区地表水以及地下水的动态观测。该观测是一个长期的过程，目的在于掌握地下水的动态特征，从而综合大气降水情况以及含水层之间的联系形成有效分析。观测的内容主要有水位、水压、水量、水质及相关的地质工程现象，并利用地下水资源为矿产开采提供服务。

3.2 注重采空区的积水疏干，加强断层水防治

当前永平铜矿的南坑处于关闭状态，但其防治水的工作也不能忽视，尤其是对于老空区，其涌水事故不仅造成巨大的经济损失，还波及到其他的开采范围，因此，需要认真对待老坑塌陷以及老空区的积水调查，并根据实际情况进行相应的预防以及治理对策，及时对老空积水进行疏干，以免波及其他矿区。另外根据以往的经验进行分析，涌水情况的发生，其充水途径大多存在于断层及其影响带，因为二者均是重要充水通道且其分布比较密集。因此，如何加强断层地下水的治理为矿区工作的重点。对于已知的导水断层应该采取设防隔水或提前疏干放水的措施，同时注重新断层的勘测和查明，根据其分布情况以及断层宽度判断其富水层。另外，以往的不良钻孔和开采区域也应该重视起来，并进行全面的排查登记，建立不良钻孔的资料记录，规范废弃矿坑制度。

3.3 预测涌水量，综合防治地表水害

尽管永平铜矿矿井并未因为涌水而造成不良影响，但是生产密度的增大以及开采的加深，势必会对矿压以及地质造成影响，届时充水条件必然会发生相应的变化。因此，在加强动态监测的同时，预测矿井的涌水量。永平铜矿的涌水主要来自含矿断裂带、熔岩水和裂隙水，并且地表水和大气降水的影响均明显，由其随着开采的深入，地面裂隙坍塌地发生，也影响含水层以及隔水层，一旦各层之间构成较强的水力联系，则导致难以估量的后果。因此，应该定期地进行涌水量预测以及勘察，及时地发现问题并处理问题。

4 综述

在现代的铜矿开采工作当中，在保证生产量的同时,实现安全和稳定的开采，因此，水文地质勘察以及充水分析是重中之重。江西永平铜矿作为我国知名的铜矿，相应的水文地质特征及充水因素分析更为重要，全面地掌握资料利于水害的有效防治，保证矿山开采的可持续发展，实现开采质量和工作效率的双向提升。