某铜矿主、副竖井水文地质特征与涌水量预测
许玲燕
摘要：在详细研究某铜矿竖井水文地质特征的基础上，进行抽水试验，选取正确的水文地质参数，预测了竖井的涌水量，为初步设计和施工图设计提供工程地质资料。
关键词：水文地质特征；涌水量预测
1概述
湖北某铜矿公司拟在铜山口建立主、副竖井，主井井筒设计深度605m，副井井筒设计深度637m。为后期井筒施工地下水方案处理提供相关水文地质参数和井筒涌水量（最大涌水量、单位涌水量）数据。本文在探明铜山口铜矿主、副竖井水文地质特征基础上，决定采用抽水试验进行预测主、副竖井涌水量。
2区域水文地质
铜山口铜矿区东南部以裸露型碳酸盐岩为主，地形标高200～600m，是大气降雨的主要入渗区，也是区域岩溶地下水的主要补给区。西部和北部以岩浆岩为主，地形标高40～110m，是埋藏型和隐伏型碳酸盐岩分布区（碳酸盐岩上覆岩浆岩和第四系）。大气降水通过裸露型碳酸盐岩中的裂隙、溶沟、溶槽、落水洞、岩溶洼地等渗入后，一部分经过短暂径流以泉水形式泄出地表，一部分继续向北及北西方进入碳酸盐岩埋藏和或隐伏区，或侧向补给其它含水层。
3主、副竖井各含水层的水文地质特征
铜山口铜矿主、副竖井场地位于鄂东南低山丘陵区北部边缘，井筒地层含基岩裂隙水和岩溶裂隙水均稍具承压性，井筒中部火成岩及表部火成岩风化残积粉质粘土层为相对隔水层，构成本场地的特有水文地质特征。主、副竖井水文地质特征描述如下：
（1）表部残坡积粘土层（Q4dl+el）：表部土层由少量人工填土及坡残积粘土等组成，局部地段间夹少量已完全风化火成岩团块或球状风化体，含少量碎石，相对下层可溶岩而言，本层可视为相对隔水层。初见水位在孔深11～12m间，该层主井层底埋深18.26m，副井层底埋深21.06m。
（2）上部大理岩化白云岩（T21）：主井孔深18.10m～46.00m溶孔、小溶洞及溶蚀裂隙发育；副井孔深54.70～56.00m；56.50～57.00m；62.75～65.00m为溶洞，钻进过程中两井均不返水。该岩层在主、副井的层底埋深分别为85.76和98.90m，为主、副井中的主要含水段。水为硫酸-碳酸-钙镁型中性水，水的来源主要由大气降水补给。
（3）花岗闪长斑岩（δγπ）：本层段主井孔深98.90～110.65m；副井孔深85.76～100.60m，是主、副上下可溶巖的相对隔水层。
（4）下部大理岩化白云岩及大理岩（T21、T14 、T13）：主井孔深110.65～610.00m，副井孔深100.60～641.75m，岩体岩芯完整。其中副井在孔深156.20～224.50m穿插有蚀变花岗闪长斑岩，另主井在434.65～442.85m见构造破碎带，其角砾胶结完好，一般含微量裂隙水。故本段层可视为以含微弱基岩裂隙水及微弱岩溶裂隙水为主的含水层。
4主、副竖井涌水量预测
根据主、副竖井孔水文地质实际情况，主、副竖井工程勘察钻孔相距80米左右，拟采取互为观测孔进行单孔分段抽水试验。
考虑主、副竖井工程施工过程中，排水问题是关键，所以选择在地下水补给充沛的雨季进行。又考虑两钻孔需互为观测孔，以确定其影响半径，由此确定抽水试验时间于两孔终孔后进行。
主、副竖井抽水试验工作历时一个月左右结束，主井和副井均做全孔混合抽水和上部主要含水层段抽水，通过分析及整理各种抽水试验数据及资料，整理得表1。
抽水试验期间适逢多雨季节，因此预测的涌水量取值可作为今后主、副竖井开拓设计配置排水设备的依据。通过抽水试验及钻探工作，主、副竖井井筒掘进时穿越地层的涌水量，运用相关计算公式：Q=1.37K（2H- S）/（lgR- lgr）计算结果见表2：
最终预测主井井筒涌水量为1702.80m3/d，预测副井井筒涌水量为1945.75m3/d。5结论及建议
通过探明主、副竖井水文地质特征后进行了抽水试验，最终预测主井井筒涌水量为1702 m3/d，预测副井井筒涌水量为1945m3/d。主、副竖井局部地段岩体溶蚀裂隙发育，地下水丰富，可能会产生突水事故，如有必要，可采用高压注浆法封堵地下水，以防突水事故的发生。
井筒开挖前定量评价井筒穿过含水层的涌水量 ，对于合理确定防治水措施 ，优选施工方案是极其重要的。井筒涌水量预测的准确与否 ，直接关系到建井工期、施工安全和经济效益，所以井筒建设初期应该引起重视。
参考文献
[1]中国地质调查局主编 .《水文地质手册》（第二版）.北京：地质出版社，2012.
[2]张人权，梁杏，靳孟贵，万力，于青春.《水文地质学基础》（第六版）.北京：地质出版社，2011.
[3]国家标准.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）.北京：中国建筑工业出版社，2009.
