北洺河铁矿深部开采放水试验及数值模拟分析.pdf

第 2 4卷第 1 1 期 2 0 1 5年 i 1月 中 国 矿 业 CH I NA M I NI N G M AGAZI NE Vo1 ．2 4。 No ．11 N O V ． 2 O1 5 北 沼河铁矿 深部 开采放 水试验及数值模 拟分析 黄天瑞 ，李贵仁 ，赵 珍 1 ． 五矿邯 邢 矿业 有 限公 司北 沼河铁 矿 ，河 北 武安 0 5 6 3 0 0 ； 2 ．华 北有 色工程勘 察 院有 限公 司 ，河北 石 家庄 0 5 0 0 2 1 摘 要 为 了进 一步研究 北沼河 铁矿 2 线 以东水 文地质 条件 ， 为深 部矿体 开采提供 科学 合理 的依 据 。本次研究利用井下 及地表现有的水文地质观 测孔 ， 对矿 区奥 陶系灰岩 含水层 进行 了大型群 孔干扰 非 稳定流放水试 验 ， 并利用 F E F L O W 软件进行数值模 拟分析 ， 计算水文地质参数 ， 预测 了深部 开采矿坑涌 水 量 。结果表明 矿 区 2 线以东深部灰岩含水层透水 性较 弱 ， 2 线两侧灰岩含水层存在一 定的水力联 系 ， 整 个北沼河矿 区灰岩含水层 为一个 统一的含水体 。 关键词 灰岩含水层 ；放水试验 ；数 值模拟 ；F E F L OW 中图分类 号 TD 1 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 4 0 5 1 2 O 1 5 1 卜0 1 0 7 0 6 Th e d e wa t e r i n g t e s t f o r d e e p m i ni n g a nd n u me r i c a l s i mu l a t i o n a na l y s i s i n Be i mi n g he I r o n M i n e H UANG Ti an - r u i 。LI Gui r e n。。 ZHA0 Zhe n 1 ． B e i mi n g h e I r o n M i n e o f Ha n x i n g M e t a l l u r g i c a l Mi n e Ad mi n i s t r a t i o n， W u ’ a n 0 5 6 3 0 0， Ch i n a 2 ． No r t h Ch i n a E n g i n e e r i n g I n v e s t i g a t i o n I n s t i t u t e Co ．，L t d ． ，S h ij i a z h u a n g 0 5 0 0 2 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t To i nv e s t i ga t e t he hyd r o ge ol ogy c o nd i t i o n a t t he e a s t of 2 nd l i ne i n Be i mi ngh e I r o n M i ne t ho r o ugh l y， a nd pr ov i de s c i e nt i f i c a n d r e a s ona b l e ba s i s f o r de e p mi ni ng ．A l a r ge gr ou p of wa t e r hol e of un s t e a dy f l ow i n t e r f e r e nc e t e s t wa s t a ke n f or t he o r d o vi c i a n l i me s t one a qu i f e r ， a nd t he ex i s t i n g hy dr og e ol og c a l o bs e r v a t i o n h ol e s a r e us e d t O c a r r y o ut t he de wa t e r i n g t e s t ， s i mul a t i o n a n a l y s i s wa s c ar r y out b y u s i n g t h e s o f t wa r e o f t h e F EFL OW ， wh i c h c a n b e u s e d t O i d e n t i f y t h e h y d r o g e o l o g i c a l p a r a me t e r s a n d f o r e c a s t t h e wa t e r i n f l o w o f d e e p l i me s t o n e a q u i f e r ． Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p e r me a b i l i t y o f d e e p l i me s t o n e a qu i f e r i s we a k， t he r e i s c e r t a i n wa t e r p o we r r e l a t i on a mo ng bo t h s i d e s of 2nd l i n e of l i me s t o ne aq u i f e r ， t he wh o l e l i me s t o n e a q u i f e r o f Be i mi n g h e I r o n i s u n i f i e d wa t e r - l o g g e d s t r a t u m． Ke y wo r d s l i me s t o n e a q u i f e r ； d e wa t e r i n g t e s t ；n u me r i c a l s i mu l a t i o n； F EF L0W 北 沼河 铁 矿位 于 河 北 省 武 安 市上 团城 村 北 ， 隶 属于中国五矿邯邢矿业有限公 司 ， 设计年产铁矿石 1 8 0万 t ， 已于 2 0 0 2年 投 产 I 1 ] 。矿 区 处 在 邢 台百 泉 岩 溶水 系 统之 北沼 河一 百 泉岩溶 水 强径 流 带上 游 ， 矿 体赋存于奥 陶系中统石 灰岩与燕 山期 闪长岩接触 带 ， 属 接触 交代 型 铁 矿 床 。矿 床 顶 板 及 其 围 岩 为 厚 度较大的奥 陶系 中统石 灰岩 ， 顶底板直接 进水 ， 为 水 文 地质 条 件 复 杂 的岩 溶 裂 隙 直 接 充 水 矿 床 。 目 收 稿 日期 2 0 1 5 - 0 3 1 6 作者简 介黄 天瑞 1 9 6 3 一 ， 男 ， 学 士， 1 9 8 4年毕业于桂林 冶金地质 学院矿产与普查 专业 ， 现 任北 沼河铁 矿高级 工程 师， 主要 从事矿 山 地质工作 。E ma i l 1 2 9 8 3 1 5 6 1 8 q q ． c o rn。 前 ， 矿 山运输 中段 在 一 2 3 0 m 水 平 ， 生 产作 业 集 中在 一 1 5 5 m、 一1 7 0 m 水 平 ， 下 一 步 计 划 开 始 一2 3 0 m 水 平 以下深 部 开拓工 程设 计 。 为 了进 一步研 究 矿 区 2 线 以 东深 部 灰 岩含 水 层特征 ， 获得有关水文地质参数， 预测矿坑涌水量 ， 为 矿 山深部 矿体 的 开采 提 供 科 学 合 理 的依 据 ， 矿 山 专 门开 展 了群孔 干 扰 非稳 定 流 放 水 试 验 ， 利 用 井下 钻 孔 自流放 水 ， 形 成 大 范 围、 大 降 深 激 发 流场 ， 通 过 观 测试 验 过 程前 、 中和 后 的 水 量 、 水 位 和 水 质 等 变 化 ， 以查 明奥 陶系石 灰 岩 含 水层 的 富水 性 特 征 及 补 排 条件 E 。相关研 究人 员在 利用 放水 试验 资料 的基 础上 ， 求取水文地质参数 ， 防治矿 井突水方 面做 了 一 定研 究 。如 杨 小 刚 等 研 究 了放 水 试 验 在 岱 庄 煤 矿水 害 防治 中 的应 用 ] ， 王雨 山 等利 用 放 水 试 验 资 1 O 8 中 国 矿 业 第2 4 卷 料反 求水 文地 质 参 数_ 4 ] ， 李 文 东对 兴 隆 庄 煤矿 三 含 放水 试验 做 了分析 [ 5 等 。 由德 国 W AS Y 公 司所开 发 的地下 水 数值 模 拟 软件 F E F L O W 具 有 独 到 的特 点 ， 是 迄 今 为止 功 能 最 为齐全 的地 下水 模 拟 软件 包 之 一 ， 可 用 于 复杂 三 维非 稳定 水流 和污染 物运 移 的模 拟 ] 。陈 书客 等 ] 以林 南 仓 矿 为 研 究 对 象 ， 利 用 F E F L OW 进 行 了渗 流场 模拟 并预 测 了涌水量 。田丽E 将 新汶矿 业集 团 公 司潘 西 煤 矿 结 合 F E F I OW 软 件 系 统 的 特 点 ， 对 采用 F E F L OW 软 件进 行工作 面 底板 突 涌 水 量 预 测 的可行 性进行 了分 析 。本 文 利用 F E F L OW 软 件 对放 水 试 验 资 料 进 行 数 值 模 拟 ， 反 演 水 文 地 质 参 数 ， 为矿井 涌水 量预测 提供 基础 资料 。 1 矿 区地质及 水 文地质概 况 矿 区主要地 层 有古 生 界 奥 陶 系 、 石炭 系 和二 迭 系及新生界第四系 ， 燕山期 闪长岩呈复杂 的似层状 侵入 到奥 陶系 中统 及 其 他地 层 中 。水 平 上 ， 北 溜 河 矿 区南 临 武 安 岩 体 中 团城一 崇 义一 上 泉 一 线 岩 体 ， 北 接矿 山岩体 南端 的焦寺 岩体 ， 东 部边 缘 为 玉泉 岭一 郭 二庄 断裂带 之 东 的石 炭 系 、 二 迭 系 ， 矿 区 内 为顺 北 沼河河 床 呈 NW S E展 布 的北 沼 河 岩 体 。垂 向上 ， 矿 区灰 岩上 覆有第 四 系砂 砾 卵 石层 、 砂 质 黏 土 砾石 层 和底 部黏 土 层 ， 下 为燕 山期 火 成 岩托 底 ] 。矿床 地 段 ， 火 成 岩 岩 体 呈 复 杂 的层 状 、 似 层 状 侵 入 到奥 陶系中统石灰岩地层 ， 在垂 向上侵入体将石灰岩分 为多层 。矿 床背斜 轴 部 石 灰 岩含 水 层 较 薄 ； 南北 两 翼 较厚 ， 且越 往外 越厚 。 奥陶系中统石灰岩含水层为矿 区主要含水层。 该含水层分布广泛 ， 其南部西部有武安 岩体， 北有 矿山岩体 ， 阻碍或 隔断与 区域石 灰岩 含水层 的联 系 ， 东部 与 区域 含 水 层 相 连 ， 上 部 有 第 四系 地 层 覆 盖 ， 下部 为 火 成 岩 托 底 ， 中 问还 有 侵 入 岩 穿 插 。矿 床在 平 面上 以 2 线 为 界 划 分 为 东 西两 区 ， 其 中 2 线 以西 3 5个钻 孔做 了 7 1次 注水 试 验 ， 2 4个 钻孔 做 了 4 1次 抽 水 试 验 ， 钻 孔 单 位 涌 耗 水 量 多 小 于 0 ． 1 L ／ s m， 渗透 系数 多小 于 0 ． 0 5 m／ d ， 灰岩 含水 层 总体 透 水 性 较 弱 】 。对 于 2 线 以 东 ， 受 原 有 勘 探 深度 不足 等 因素 影 响 ， 有必 要 通 过 放水 试验 对 其 富 水性进 一 步研究 。 2井下放 水试 验 2 ． 1 放水 孔与 观测孔 根 据地 下水 井 流理 论 和 现 场条 件 ， 确定 本 次 放 水 试验 为一 次最 大 降深 、 群 孔 干 扰 非稳 定 流 放 水试 验 。放 水试 验 的 目的层 为 奥 陶 系灰 岩 含 水 层 ， 井 下 疏 水系 统完整 ， 因此 试 验采 用 井 下 放水 ， 地 表 、 井下 联 合观 测 的方 法 ， 利用 新 施 工 的 3个 奥 灰 孔 进行 干 扰 非稳 定 流 放 水 试 验 ， 其 中 TKO S 一 2位 于 一 2 3 0 m 水 平 ， 出 水 量 7 8 m。 ／ h ； TKP D 一 2 、 T KP D 一 3位 于 一 2 4 5 m水平 ， 出水 量 分 别 为 1 2 0 m。 ／ h 、 1 8 0 m。 ／ h 。 观测孔 分 井 下 及 地 表 两 部 分 ， 井 下 观 测 主 要 是 对 一 2 3 0 m、 一2 4 5 m 水 平 出水点 的水 量 变化 进行 观测 ， 并 对 已安装 的压力 表 进 行 读数 ， 地表 观 测 系 统 主要 是 利 用 矿 区 范 围 内 现 有 GX 1 、 GX6 、 G X7 、 GX 8 、 GX 1 0 、 GX 1 1 、 G Xl 2 共 7 个 观测 孔 。 2 ． 2放 水试 验过 程 放水试验过程 总体分为地下水起始动态观测、 正 式放水 、 水 位 恢 复 观 测 等 三个 阶 段 ， 自 2 0 1 4年 9 月 2日 1 0时 开始 ， 至 2 0 1 4年 9月 3 0日 1 0时止 ， 历 时 2 8天 。 放水 试验 前 三 天 对 矿 区观 测 孔 以及 外 围观 测 孔进 行地 下 水 位 统 测 ， 并 对 井 下 压 力 表 进 行 读 数 ， 掌握 放水 试验 初始 地 下水 流场 ， 同 时对 放 水 时需 要 测量 的 出水点 进行水 量 观测 。 放水 试 验 开 始 后 ， 分 别 打 开 放 水 孔 T KOS 一 2 、 TK P D 一 3 、 T KP D 一 2 ， 其 中 TKO S 一 2 的 水 量 采 用 J DUF H 型 超 声 流 量 计 进 行 测 量 ， T KP D 一 2 及 TK P D - 3的水 量 采 用 S T - L D E 2 0 0型 电磁 流 量 计 进 行测 量 ， 压 力 观 测 采 用 压 力 表 直 接 读 数 的方 法 ， 矿 区 内观测孔 水 位为 自动观 测 ， 外 围观 测 孔采 用 电表 测绳 观测 。 9 月 1 6日上 午 1 0点 ， 关 闭各 放 水 孔 进 行 水 位 恢复观测 ， 各放水孔 、 矿区观测孑 L 以及外 围观测孔 的观测频率均与放水试验开始时观测频率一致 ， 水 位恢 复观测 至 9月 3 0日。 放水试 验 过 程 中 ， 各 观 测 孔 水 位 历 时 变 化 不 一 ，随着放 水 的 进 行 ， 水 位 发 生 相 应 的变 化 。通 过 本次放水试验 ， 研究 了降落漏斗 的形态、 大小及 扩 展 过程 ， 分 析 含 水 层 之 间 的水 力 联 系 ， 为 矿 井 防 治 水工程的设计提供可靠 的水文地质依据 。 3地 下水流 数值 模拟 模型 3 ． 1 水 文地 质概 念模 型 为 避免数 值模 型 过 小 造成 的误 差 ， 本 次 数值 模 拟范围不局限于北沼河矿区， 而是将 区域 内各个矿 山置于 统一地 下水 系 统 中进 行 研 究 ， 将 模 拟 范 围扩 展 至整个 百泉 泉域 ， 总 面积 1 6 0 3 k m 。 南部 边 界 为 南 沼 河 断 层 ， 该 断 层 南 北 水 位 差 】 1 O多米 ， 断层 具 有 隔 水 性 ， 处 理 为 隔 水 边 界 ； 北 至 内丘 西北 岭一 带地 下 分 水 岭 ； 西南 部 边 界 为南 丛 井 龙雾一 活 水 断层 ， 该 断层 断距 大 ， 东盘 寒武 系 页岩 、 泥 岩抬 升 ， 处理 为隔水 边 界 ； 东 部边 界 为 团城一 郭 二 庄一 第 1 1 期 黄 天瑞 ，等 北 沼河 铁矿深部开采放水试验及数值模拟分析 1 O 9 冯村一 沙河市一 邢台一 内邱一线的隐覆阻水 断裂 ， 该断 裂 以东 奥 陶 系 埋 藏 很 深 ， 与 石 炭 二 叠 系 直 接 接 触 ， 岩溶 不 发育 ， 为 隔 水 边 界 ； 西 部 灰 岩 与 中上 元 古 界 地层 直 接接 触 ， 处 理 为流 量边 界 。 在 考虑 资料 占有 程度 的基 础 上 ， 根 据 矿 区 的空 间介 质 结构 、 含水 层 的形 成 时 代 、 埋 藏 深 度 、 水 力 联 系 等 ， 将 该 区 在 垂 向上 自上 而 下 划 分 为 第 四系 上 部砂 砾 石 强 含 水 层 ； 第 四 系 中部 黏 土 砾 石 弱 含 水 层 ； 第 四系底 部粘 土相 对 隔 水 层 ； 石 炭 、 二 迭 系薄 层 裂 隙含 水层 ； 奥 陶系 灰 岩 含 水 层 ； 闪 长 岩 相 对 隔 水 层 。其 中奥 陶 系灰 岩含 水 层 再 细 分 为 四层 模 型 第 五层 至八 层 ， 整个 模型 在空 间共 划分 为九层 。 开采 条件 下 ， 深部 排 水 使 中下 部灰 岩 含 水 层 地 下水压 力 释放并 向上 传 导 ， 控 制 着 中上 部 灰 岩 和 第 四系 地下 水 流 场 分 布 ， 垂 向上 存 在 水 头 梯 度 ， 形 成 了 以疏干 巷 道 为 中心 的从 源 到 汇 的三 维 空 间 流 场 分布 特征 ， 因此 ， 将 含 水 系统 概 化 为 非 均 质 各 向异 性含水 系 统 ， 地 下水 流 系统概 化 为三维 非稳 定 流 。 3 ． 2数学 模 型 根据 前述 的水 文 地 质 条件 ， 可 写 出相 应 的数 学 模 型 ， 见下 式 。 a H a K D H 一 4 - D K O H 一 c z 一 ， 一一 一 ∈ Q 。 H x， Y， ， ￡ H0 z， Y， ； z， Y， ∈ Q， t一 0 K H z， Y， ， ￡ 一 q ， Y， ， ； z， Y， z ∈ P， t 0 dn K H z， ， z， 一 ￡一一 H z， ， z ， ； z， ， ∈ S, t 0 式 中 H 为地 下 水位 m ； Kx、 Ky 、 Kz为 分别 为 、 Y 、 z方 向 的渗 透 系 数 m／ d ； 、 为 分 别 为 贮 水 率 和 给 水 度 ； Q 为 地 下 水 开 采 量 或 排 水 量 m。 ／ d ； H。 z， Y ， z 为 初 始水 位 m ； ， Y ， ， 为 流量 边 界的单位 面积流量 m／ d ； Q、 S 、 F为分别表示渗流 区域、 地下水 自由面、 流量 边界 ； ￡ 为降水入渗 强度 m／ d 。 3 ． 3 数 值模 型 3 ． 3 ． 1 空 间离散 上述数学控制方程的求解采用 DHI WAS Y公 司开发 的基 于有 限单 元 法 的 F E F L OW 软 件 。将 数 值模 拟 区离 散为 不 规 则 三 角剖 分 网格 ， 在 网格 剖 分 时 水文 地质 条件 复 杂 的 区域 剖 分 时要 细 化 ； 观 测 孑 L 尽量位于剖分单元 的中心节点 ； 矿坑排水 和集 中出 水 的地 方 ， 由于 水 力 坡 度 及 流 场 变 化 趋 势 较 大 ， 剖 分 时要 适 当加 密 。平 面共 剖 分 单 元 2 0 8 1 5个 ， 节 点 1 0 5 6 2个 ， 空 间 共 剖 分1 8 7 3 3 5 个 单 元 格 ， 节 点 1 0 5 6 2 0个 。 3 ． 3 ． 2 水 文地 质参 数 的选取 在 收集 整 理 前 人 关 于研 究 区渗 透 系 数 及 给 水 度 等方 面研 究成 果 的基 础 上 ， 根 据 研 究 区含 水 层 埋 藏 和补 给 条 件 的差 异 、 岩 溶 发 育 情 况 、 地 下 水 位 动 态 、 区域地下水 流场 特征等水 文地质条件 ， 对含水 层作了分 区， 并 给每个参数 分区赋予相应 的初值 。 待 模 型识 别时 最终 确定 。 3 ． 3 ． 3源汇项 的处 理 根 据 F E F L OW 软 件 的要 求 ， 需 要 对 地 下 水 系 统 的补 给 和排泄 条 件 进行 相 应 的处 理 ， 然 后 才 能 带 入模型中应用 。矿区 内地下水 补给项主要 为降雨 入渗补 给、 侧 向补 给 以及 河渠 等地 表水 的渗漏 补 给 ， 排 泄项 为生 活生 产用 水 、 矿坑排 水 等 。 3 ． 4 模 型识别 以 2 0 1 3年 9月 2日的地 下 水 流 场作 为 模 型 识 别 的初始流场 ， 选择 了矿 区 8个地下水位观测孔的 实测水 位 动态 曲线 进行 拟合 ， 共分 两个 阶段 。 第 一 阶段 拟合 期为 2 0 1 3年 9月 2日至 2 0 1 4年 9 月 1日， 共 3 6 5天 ， 将 模 拟 时 间 进行 离 散 ， 时 间 步 长设 为 1天 ， 共 3 6 5个 时段 t i me s t e p s 。以 前 面所 给 出的各 种水 文地 质 参 数及 源 汇项 初 值 为 基 础 ， 对 模 型 进行 反演计 算 ， 让模 型运 行 3 6 5个 时段 ， 记 录下 每个时段各观NT L 所在结点的水位 ， 以及最后时段 地下水流场 。若各种初值给 的合理 ， 计算得 H- t 曲线 应与 实 测 的 H t 曲线 基 本 吻合 ， 否 则 要 反 复 调整水文地质参数， 直到拟合程度满意为止。经过 反复调试 ， 上述参数作为放水试验模拟的基础。 第二 阶段 为 利 用 放 水 试 验 动 态 资 料 进 行 模 型 识别 ， 在 第 一 阶段 模 型识 别 的基 础 上 ， 加 上 一2 3 0 m 水平 ， 一2 4 5 m 水 平放 水 孔 的排 水 量 ， 时 间 步 长取 为 0 ． 5天 ， 让 模 型 运 行 2 8个 时段 ， 来 拟合 各 观 测 孔 的 水位动态 ， 通过相应 的参数 调整， 来确定 数值模 型 的水 文地 质参 数序 列 。 识别 期 内 ， 各 观 测 孔水 头与 计 算 水 头 的 平 均残 差为 一0 ． 2 3 m， 平 均绝对 残差 为 0 ． 4 5 m， 标 准 误差 估 计 为 0 ． 0 7 m， 均方 根为 1 ． 8 7 m， 标 准化 均方 根 比例为 第 1 1 期 黄天瑞 ，等 北沼河铁矿 深部 开采放水试验及数值模拟分析 高， 先让模型运行两个偏枯的平水年 降雨量 4 0 0 ra m ， 再运行丰水年 、 平水年和枯水年求其矿坑 涌水量 。 3 ． 5 ． 2 矿坑 涌水 量预 测模 型所 需 的基本 数据 1 利 用数 值模 型进 行 矿 坑 涌 水 量 预 测 ， 其 水 文 地质 参数 保持 不 变 。 2 边 界 侧 向补 给 量 、 降水 入 渗 量 、 河 水 渗 入 量 均按 我们 设置 的枯 水 年 、 平 水 年 、 丰 水 年 的 降水 量 ， 参考模型识别 时相应降水量年份 的补给量给出。 3 在 矿 坑 涌 水 量 预 测 时 ， 地 下 水 开 采 量 保 持 2 O 1 4年开 采量 不变 。 3 ． 5 ． 3矿坑 涌水 量预 测 矿 坑涌水 量 预测 过程 见框 图 4 。表 3 、 表 4分别 为 开采 至预 测水 平 时 ， 该 水平 中段 矿 坑 涌 水量 及 矿 区矿坑 总涌水 量 。 使一 3 2 0 m T j 平排水巷 道上的结点水 位保持不变 让模 型运行 两个偏枯 的平水年 图 4矿 坑 涌 水 量 预 测 框 图 表 3 各 水平中段矿坑涌水量预测表／ ／ d 3 2 o m 410m 4放水 试验 结 果分析 根据 放水 试 验成果 资 料 ， 放 水试 验 2 线 以东各 观测 孔 均受 到放 水 的影 响 ， 总 的规 律 是 距 离 放 水孔 近 的观测 孑 L 水 头 降 低 多 ， 且 反 应 迅 速 ； 距 离 放 水 孑 L 远 的地方 水 头 降低 少 ， 且 反 应 滞 后 。放 水 开 始 后半 小 时 ， 距 离 放 水 孔 1 0 0 m 左 右 的 GX 6孑 L 水 位 下 降 3 ． 4 m， 1 8 h后 达 到 稳 定 状 态 ， 水 位 下 降 3 7 ． 3 0 m； 放 水开 始 6 h后 位 于 放 水 孔 东 南 约 3 0 0 m 的 G X1 2水 位开始下降， 放水结束前水位共下降 3 ． 4 2 m； 放水开 始 1 7 h后 位 于放 水 孔 东 3 0 0 m 的 G X7水 位 开始 下 降 ， 放水 结束 前水 位共 下 降 1 ． 0 8 m； 位 于放 水孔 东北 约 6 0 O m 的 GX 8水位 下 降 0 ． 5 2 m。放 水结束 后 ， 2 线 以东 GX 6水 位 降 至 一 1 0 9 ． 9 m， 而 东 段 三 个 孔 水 位仍 在 十几米 左 右 ， 两 者 水 头差 达 1 3 0 m， 形成 了较 高 的水 力 坡 度 ， 说 明该 处 含 水 层 具 有 明 显 的 弱 透 水性 。 此 外 ， 2 线 以西 GX 1 、 GX 9 、 GX 1 0水 位 分 别 下 降了 7 ． 3 6 m、 2 ． 8 m、 0 ． 9 2 m， 巷 道各 出水 点 水 量也 均 有 不 同程度 的 减少 ， 如 出水 点 TKP 一 1反 应 迅 速 ， 出 水量在 2 h内由 5 1 ． 4 3 m。 ／ h降至 2 0 ． 5 7 m。 ／ h ， 且有 1 1 2 中 国 矿 业 第2 4 卷 大量黄泥涌出， 放水结束后各观测孔水位均有不同 程度 的上 升 ， 出水 点水 量 迅 速增 大 ， 说 明 2 线 东 西 两侧 具有 一定 的水力 联 系 。 综上 ， 矿 区 2 线 以 东 灰 岩 地 下 水 位 较 上 世 纪 7 O年代 已下 降 了 2 0 0多米 ， 上部 强含 水 层 已经 被 疏 干 ， 其 深部 灰 岩含 水 层 同 2 线 以西 一样 ， 具 有 明 显 的弱透水 性 ； 2 线 两 侧 地 下 水 具 有 明 显 的 水 力 联 系 ； 矿 区奥 陶系灰岩 含水层 不能 再 以 2 线为界 将 划 分 为东 强西弱 的两 区 ， 而应 作为 一个 统一 的含水 体 。 5 结 论 1 在 放 水 试 验 的基 础 上 ， 结 合 矿 山开 采 方 案 ， 采用 数值 模拟 反演 矿 区水 文 地 质参 数 ， 分别 预 测 了 开采 至一3 2 0 m、 一4 1 0 m 水平 时 ， 矿 山各 水平 中段 的 矿坑涌水量及矿坑总涌水量。本 次计 算综合考虑 了矿 区甚 至整 个 百 泉 岩溶 地 下 水 系 统 的 地 下 含 水 系统 、 流动 系统 、 边 界 条 件 等 因素 ， 并 进 行 了科 学 合 理 的概 化 ， 预 测结果 可作 为深部 开采 的设 计依据 。 2 通过井 下放 水 试 验 ， 进 一 步查 清 了矿 区水 文 地 质条 件 ， 即 矿 区 2 线 以西 灰 岩含 水 层 总体 透 水 性 较 弱 ； 2 线 以东 灰 岩 地 下 水 位 较 上 世 纪 7 0年 代 已下 降了 2 0 0多米 ， 上部 强含水 层 已经被 疏干 ， 深部 含 水层 透水性 弱 ； 矿 区 2 线 两侧 地下水 存在 明显 的 水 力联 系 ； 矿 区奥 陶 系灰 岩 含 水层 为 一 个 统一 的含 水 体 。 3 对 于 一2 3 0 m 水 平 以 下 矿 山 深 部 开 采 ， 由于 北 沼河 矿 区岩 溶含 水 层 透水 性 弱 ， 地 下 水 呈 空 间流 场 分 布 ， 短期 内 难 以 大 规 模 降 低 地 下 水 头 ， 为 了消 除或 减少 高水头 压 力对 矿 坑 的 威胁 ， 在 采 掘 过 程 中 遇 到接触 带 、 构 造破 碎 带及 掌 子 面 接 近灰 岩 局 部 富 水地 段 ， 需 用 超 前 钻 孔 查 明周 围水 体 、 含 水 构 造 等 的具 体位 置 、 产 状 ， 并 集 中 施 工 一 些 放 水 孑 L 进 行 放 水 降压 ， 通 过疏 干工 程 和施 工 在 强 含水 段 的放 水 降 压孔 ， 将采 掘 水 平 强 含 水 段 的地 下 水 释 放 排 走 ， 为 采 掘创造 良好 的作业 条件 。 _ [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [ 1 O ] 参考 文献 李贵仁 ， 赵珍 ， 等． 河北省武安 市北沼河铁 矿水文地质补 充勘 探报告 [ R] ． 2 0 I 4 ． 邵红旗 ， 曹祖 宝 ， 李 建文． 一种 放水试 验 分析 方法及 其应 用 [ J ] ． 水文地质工程地质 ， 2 0 1 4 ， 4 1 2 7 1 0 ． 杨小刚， 叶勇， 田茂虎． 放水试验在岱 庄煤矿下组煤 水害防治 中的应用[ J ] ． 西部探矿工程 ， 2 0 0 7 1 1 9 2 9 5 ． 王雨山， 黄 承忠． 利 用放水试 验资料 反求水 文地质 参数的数 值模拟研究 [ J ] ． 现代商贸工业 ， 2 0 0 9 1 O 2 8 1 2 8 2 ． 李文东． 兴 隆庄煤矿三含放水试 验分析口] ． 煤 田地质与勘探 ， 1 9 9 9 S 1 3 7 - 4 0 ． 贺国平， 邵 景力 ， 崔亚莉． F E F I O W 在地下水流模拟方面的应 用[ J ] ．成 都 理 工 大 学 学 报 自然 科 学 版， 2 0 0 3 ， 3 0 4 3 5 6 3 5 9 ． 陈书客． 基于 F E F L OW 的林南仓矿 渗流场模 拟及 涌水量 预 测[ c ] ／ ／ 全国矿 山测量新技术学术会议论文集 ， 2 0 1 1 ． 田丽． 基 于 F E F I oW 的矿井 工作 面底 板突 水 量预 测 研究 [ D ] ． 青岛 山东科技 大学 ， 2 0 0 8 ． 张永交 ， 林木 金， 李维才 ， 等． 河北省武 安市北沼河 铁矿水 文 地质勘探总结报告[ R ] ． 1 9 9 0 ． 叶和 良， 郝美 钧 ， 张永交 ， 等． 河北省武 安市北沼河 铁矿坑道 降水疏干试验 总结报告[ R ] ． 2 0 0 2 ． 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 上接第 3 8页 [1] [2] E 3] [4] [5] [6] 参 考文献 陈秀法， 赵宏军 ， 韩九曦 ， 等． 秘鲁 的矿业管理及投资环境[ J ] ． 中 国 矿业 ， 2 0 1 3 ， 2 2 3 4 2 4 4 ． 陈秀法． 应 对全球 化 全球矿 产资源 信息 系统数据库 建设之 二十三， 南美洲卷[ R] ． 2 0 1 0 ． M i n i s t e r i o d e En e r g i a Y M i n a s 。 EN NOVI EM BRE， S E I NCREM ENT6 PRODUCCI 6 N DE ORO ， ZI NC Y PLOM O L i ma 2 0 1 4 [ E B ／ OL] ． h t t p ／ ／ w ww． mi n e m． g o b ． p e ／ mi n e m／ a r c h i v o s ／ fi l e ／ Mi n e r i a ／ E S T ADI S T I C A／ P R ODUC C I O N／ 2 O 1 4 ／ N 0VI E MB RE ／ N OVI E MB RE ． p d f M i n i s t e r i o d e En e r g i a Y M i n a s d e Pe r u ． PR0DU C CI 6 N MI NE R A 2 0 1 4[ E B ／ OL] ．h t t p ／ ／ www ．mi n e m．g o b ．p c ／ 一 e s t a d i s t i c a ． p h p i d S e c t or l i d Es t a di s t i c a 一 8 6 7 0 陈玉明． 秘 鲁胡斯 塔铜 矿 的发 现[ J ] ． 地 质与勘 探 ， 2 0 0 7 ， 4 3 3 5 6 - 5 9 ． 陈玉明， 王开天． 秘 鲁胡斯塔 铜矿原 生晕地 球化学特 征及找 [7] [8] [9] [ 1 O ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] 矿效果 [ J ] ． 物探与化探 ， 2 0 0 8 ， 3 2 2 1 2 6 1 3 0 ． Hua y o n g Ch e n， Al a n H． Cl a r k，T． Ku r t i s Ky s e r ， e t a 1 ． Ev o l u t i o n o f t h e Gi a n t Ma r c o n a - Mi n a J u s t a I r o n Ox i d e - C o p p e r - g o l d D i s t r i c t S o u t h C e n t r a l P e r u[J ] ．Ec o n o mi c Ge o l o g y ． 2 0 1 0， 1 0 5 1 5 5 1 8 5 ． M i n i s t e r i o d e En e r g i a Y M i n a s ， M a p a d e Pr o y e c t o s M i ne r o s Pr i n c i p a l e s U n i d a d e s M i n e r a s a n Pr o d u c c i 6 n y Pr oy e e t o s d e E x p l o r a c i 6 n[ E B ／ OL ] ． h t t p ／ ／ w ww． mi n e m． g o b ． p e ／ i ma g e s ／ p u b l i c a c i o n e s ／ MAP A DE PR0YECTOS一 FI NAL b a j a 一 9 z r 6 z 9 8 5 5 z ． j P g ． 胡中岳． 秘鲁矿业投资