巢湖市大尖山水泥石灰岩矿床水文地质分析

巢湖市大尖山水泥石灰岩矿床水文地质 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 大尖山水泥石灰岩矿床位于巢湖市北郊，本勘查区位于北北东向的大尖山山脉东坡，北跨合芜高速公路，南邻皖维公司，南北长2.31Km，宽1.58Km，面积2.92Km2。 1自然地理环境 该矿区地处江淮丘陵，山脊海拔260,300米，最高海拔大尖山356米;谷地海拔65,75米，相对高差200,270米。地表水系发育，为季节性山间冲沟。地表水体见零星池塘，以矿区北部力寺水库规模较大，积水面积1.28Km2，库容量49.8万米3，水位58,60.61米，最高洪水位70.21米。 本区属季风副热带湿润气候，四季分明，春夏多雨，秋冬季较旱。区内雨量充沛，全年降雨量不均，多集中于梅雨季节。年平均降雨量为1200mm。年最大降雨量为4988mm(1991年)，年最小降雨量为526mm(1978年)，年间梅雨期最大降雨量为1076mm。年平均相对湿度为76%。本区地质构造等环境现状相对稳定，滑坡、泥石流等地质灾害不发育。 2区域及矿区水文地质条件 本区山脉走向受北东向构造线控制明显，沿北东20,50°方向展布，与地层走向一致。根据地质构造、岩层产状及山脉走向的 一致性，该区自然划分为俞府大村向斜区和平顶山向斜区两个水文地质单元。 矿区即处于俞府大村向斜区水文地质单元，区内北东,北北东向大尖子山和距嶂山两条山脉向北收敛相接，向南散开为开阔平地，地势北高南低。山岭岩石裸露，主要由五通组(D3W)石英砂岩组成，多呈陡崖或陡坡，不易风化;斜坡为石炭,二迭系石灰岩赋矿岩层组成，岩溶较发育，坡度角12,35°，一般为20,30°，谷地较平缓开阔。 区内水系方向基本与山脉走向一致，另有小的冲沟垂直山粱，雨季形成小溪向南径流，最终汇入巢湖，或在有利地势汇入小型水库和集水塘。力寺水库是本区最大地表水体，可视为该区最低侵蚀基准面。 本区地下水径流主要受地形控制，总体流向由北而南，于谷地出露，多为下降泉，并与地表水贯通，间或受断层破碎带或岩溶裂隙影响，以岩溶、裂隙为通道径流，向南排泄，最终均汇入巢湖。 本区地下水补给以大气降水为主。矿区山脊基岩裸露，山坡断裂裂隙及岩溶空隙、山间洼地和山谷坡脚残坡积物及砂质粘土等，有利于接受大气降水的补给渗透。 根据区内岩石含水特征、富水性及地下水贮存条件等因素，可进一步将区内分为三个含水岩组。 (1)松散岩类孔隙水含水岩组 分布于区内沟谷、洼地及谷地底开阔地带，层厚3,15米，由 粘土、砂及坡积碎石、砾石等组成，受降水补给明显。其中，山前开阔平原主要为含砂亚粘土组成，含水微弱。区内居民拓井穿过此层，为干井或少量出水，雨季水量略有增加，对工业用水无价值;山间洼地及沟谷碎石坡积层，分布范围较小，一般结构疏松，矿床10,12线间所施工的两口探井均漏水，为透水层。 (2)碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水岩组 分布于俞府大村向斜两翼沿山坡展布，矿区以西翼分布广泛。地层主要为下石炭统和州组、上石炭统黄龙组、船山组、下二迭统栖霞组等。岩石以一套厚层纯质石灰岩为主的碳酸盐岩系，厚195.8,242米。地表岩溶裂隙较发育，据调查规模较大的溶洞有力寺洞、猫耳洞、老虎洞、无名洞等，洞径都在1.5米以上，最大延长深度可达20,30米，多呈水平方向延伸。矿区以南为双井洞岩溶洞群。该岩组出露较多泉点，一般流量0.06,2.54L/S，平均2.49L/S，流量较大的有金钱洞泉、力寺泉及双井洞内扁井泉，其流量均在5L/s以上，雨季最大可达40 L/S。据南部皖维集团供水勘察钻孔抽水试验结果，该含水岩组单位涌水量0.003,0.7 L/S.m，水质为低矿化度HcO3-Ca型，PH值7.1,8.3。因此该含水岩组富水性不均匀，总体属中等富水性岩组。 (3)砂页岩裂隙水含水岩组 地层岩性主要为中下志留统高家边组、坟头组、上泥盆统五通组及下石炭统金陵组、高骊山组、下二迭统孤峰组等以石英砂岩、砂页岩为主的一套碎屑岩系。除孤峰组零星分布于坡角外，其它一般出 露标高250米,350米，多沿区内山脊或依脊分布。岩石裂隙发育不均，常呈闭合状，仅与黄龙、船山等赋矿岩系交界处沿断裂,层间裂隙发育落水洞，有利于接受大气降水。该含水岩组泉水出露较少，且呈季节性间歇泉，已发现的矿区北部志留,泥盆系地层中三处(3,5号泉)裂隙泉，流量0.32,1.82L/S，总体富水性弱，为矿床北西侧相对隔水岩组。 3矿床水文地质 3.1矿床充水因素及水力联系 矿床位于区内俞府大村向斜水文地质单元，主要矿段沿西侧大尖山山脊南东坡展布，以北东向山脊线为分水岭，占据其南东半边山体。山脊标高250米,350米，至山脚开阔带相对高差180米,220米，坡度角20度,30度，自然排水流畅。 矿床地下充水因素受区域构造、含水岩层及与构造联通性相关，但矿区地下水位低，对矿床露天开采影响不大。 3.1.1地质构造富水性 (1)向斜构造富水性 区内向斜两翼开阔，基岩裸露，分布范围较广，有利于接受大气降水补给。两翼层间构造裂隙、岩石孔隙以及断裂、岩溶等有利于潜水渗透向核部聚集。 区内山脚及沟谷底低洼处已发现泉水露点多处，一般流量小于0.6,2.54L/S，雨季流量增加，地下水露头北高南低，并集中于核部， 说明向斜构造对矿体富水性具有重要的控制作用。 (2)断层构造富水性 区内断层富水性不均。区域北西向横断层常控制着岩溶构造发育，如矿区以北沿力寺林场横断层分布有猫耳洞和流量较大的3号泉等，并说明与地下水具有一定的联通性。矿体范围F2横向断层已有工程控制，采场揭露断层自地表延深45米段115米标高处，断层两壁较平整，壁间宽0.3,1.5米，其间为含砾方解石脉充填紧密，两壁围岩仅次级裂隙发育，未见充水或水浸现象，说明该断层浅部富水性差。 矿床地段另一规模较大的F1断层主体呈北北东向沿坡脚展布，对露采基准面以上主矿段充水无明显影响。 3.1.2含水岩层 (1)碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层 矿区裂隙岩溶含水层即由主矿层黄龙组、船山组、栖霞组石灰岩以及和州组泥质灰岩组成，主要沿大尖山山脊东南坡展布，岩溶、裂隙较发育。其与北西部砂页岩交界处见地表塌陷或岩溶漏斗，有利于大气降水补给，岩层富水性中等。施工的7个钻孔简易水文观测表明，该含水岩层地下水位多处于 62.17米,100.31米之间，已在生产中的6个采矿场(底板标高106米,140米)，均未见地下水露点。 (2)松散岩类含水层 沿山脚开阔带分布的第四系砂质亚粘土位于矿床露采基准面以下，为地下水排泄区。山谷或山间洼地松散岩类则多由残坡积含砂土 碎石组成，厚3,15米，分布范围及规模较小，露头一般位于矿区地下潜水面之上，结构较松散，有利于接受大气降水补给、渗透。 (3)砂页岩裂隙含水层 该含水层岩性主要为中下志留统砂页岩，上泥盆统五通组石英砂岩、砂页岩及下石炭统金陵组、高骊山组砂页岩夹少量碳酸盐岩等，分布广泛，岩层厚度大。岩层含水受构造裂隙控制，分布极不均匀，并夹有一定的泥质页岩层，总体富水性弱，其中五通组顶部及高骊山组砂页岩与矿床西侧石灰岩相依展布，可视为矿体西北侧露采边坡隔水岩层。 3.2矿床岩溶发育特征 3.2.1地表岩溶 矿床地表岩溶普遍，但发育不均，主要分布在灰岩层中，泥灰岩钙质页岩等发育较差，一般为溶沟、小溶洞等，充填物较少。地表岩溶多沿构造面发育，沿山坡发育深度0,8米，山脚或基岩覆盖区则见有小的岩溶漏斗，直径0.5,1.5米，深度小于1.5米，个别沿山脊碳酸盐岩与砂页岩层面交界处见有规模较大的地表塌陷，长宽达5米以上，深度一般小于1.5,1.8米。此外，区内尚见暴露于地表的岩溶洞穴，主要分布于矿区以南的双井洞群地区，矿床内仅发现位于力寺水库西南侧无名洞一处，出露标高+89m，洞口大小1.7×1.0米，并呈50°方向水平延伸，长度10米，洞内无水，洞顶见滴水现象。该洞北东约150米处的栖霞组第四岩性段溶蚀裂隙中有泉水出露，称之为响水泉，流量季节性变化明显，一般流量2.54 L/S， 雨后水量明显增大，为下降泉。 本次分别择选矿床北段4线TC4和南段12线TC12探槽工程所在剖面进行岩溶裂隙统计，共观测导线长758.30米，穿过溶隙累计长度74.12米，地表平均线溶隙率9.77%，其中4线为11.49% ，6线为7.53%。 3.2.2地下岩溶 本次勘查7个钻孔，钻探共计穿过岩层1329.34米，遇大小溶洞26个，洞隙累高47.93米，单个溶洞高度大者4,5米(ZK41、ZK61)，一般洞隙高0.50米,2.00米。单孔溶隙率0.31,7.69%，平均溶隙率3.60%，以北段4线、6线较为发育。其中+100米标高以上钻孔穿透灰岩总厚718.65米，遇洞隙累高22.30米，溶隙率3.10%;+100米标高以下钻孔穿透灰岩总厚610.69米，遇溶洞累高25.63米，岩溶率4.20%;矿层与夹层平均溶隙率分别为4.58%和0.58%。 综上述知，矿床设计开采标高100米以上地下岩溶率3.10%(主要为矿层岩溶);地表岩溶率9.77%;按溶隙影响深度加权平均值(探槽加权取1，钻孔加权取2)结果，矿床平均岩溶率5.32%。 4露天采场涌水量预测 (1)充水水源 综前所述，矿床处于向斜区水文地质单元，主矿段分布于向斜西翼，以大尖山脊线为界，占据整个山脉东南半边山体，西北部以山脊为自然分水岭及砂页岩等相对隔水层为阻隔，构成一相对独立的次级水文单元区，地下水补给以大气降水为主。矿层即为裂隙岩溶含水 岩层，以断层及层间裂隙等径流通道，总体以下降泉形式往向斜核部山脚第四系开阔地带排泄。根据钻孔水文观测，矿床地下水位标高62.17米,100.31米。矿床泉水露头低于+100米的露采标高，故+100米标高以上采场充水应以大气降水为主，露采场涌水量仅计算其受分水岭影响范围内的大气降水入坑量。 (2)预测方法 以+100米标高、55°矿体露采边坡角并根据受分水岭汇水影响范围，在1?10000比例尺地质图上确定汇水区域，用几何法求得面积，采用水均衡法近似估算采场涌水量，公式如下: Q= ?×K 式中:Q-大气降水入坑量(米3/日、米3/时); T-降水时间(天或时); F-采场分水岭影响范围面积(米2)(以+100米标高，按55°露采边坡角及附近分水岭在1?10000地形图上圈定汇水范围，用几何法求得面积); A-大气降雨量(米); T-降水时间(天或时); K-汇水系数，取0.8计算。 (3)预测参数及结果 5结束语 综上所述，本区地处俞府大村向斜水文地质单元，地下水埋深62.17,100.31米，位于露采矿层以下，地下水补给以大气降水为主; 区内矿层以北北东向大尖山脊线为界占据整个山脉东南半边山体，开采基准面高于当地侵蚀基准面20,30米，有利于地表水径流、自然排泄。区内断层浅部联通性弱，无明显导水和充水迹象，因此矿床水文地质条件属简单类型。本次工作通过地表调查、钻孔水文观测和资料收集研究，基本查明矿区水文地质条件，所提交的成果可作为矿山露天开采设计依据。