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福建上杭紫金山铜矿深部开拓水力联系研究

福建上杭紫金山铜矿深部开拓水力联系研究

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作者：钟荣兴福州大学

学位级别：硕士

紫金山深部铜矿为基岩裂隙水直接充水的矿区。根据紫金山铜矿资源综合利用总体方案,铜矿露天开采最低标高为148米,中深部将采用地下开采方式;坑采平面范围为0线～13线,深度在+100m～-100m之间。自然条件下,本区地下水主要来源于大气降水... 详细信息

紫金山深部铜矿为基岩裂隙水直接充水的矿区。根据紫金山铜矿资源综合利用总体方案,铜矿露天开采最低标高为148米,中深部将采用地下开采方式;坑采平面范围为0线～13线,深度在+100m～-100m之间。自然条件下,本区地下水主要来源于大气降水,矿区中部低山丘陵区通过风化带裂隙、基岩构造裂隙渗入地下并补给地下水,另外一部分地下水继续向深部运移,参与到区域性中、深层地下水的循环体系,并成为中、深层地下水系统的组成部分。本区浅层地下水,一般循环交替运动;中、深层地下水,则运动滞缓。深部铜矿床水文地质条件研究程度不够,开拓工程区域岩体水力联系及其与地表水体水力联系未查明。与地下开采有关,即深部开拓岩石移动界线范围及周边的断裂构造主要有北东向的F4-1、F1-4,以及北西向的F20。自然条件下及紫金山金铜矿区开采标高在排泄基准面之上时,矿区地下水向汀江排泄,汀江水体不构成矿区的充水水源。当矿区向深部开采,随矿山排水,地下水位不断下降,汀江水可能会通过构造破碎带、风化裂隙带以及由于开拓工程产生的裂隙而进入坑道系统,增加矿坑涌水量。地下水水位变幅不大,水位动态比较稳定,地表水比地下水动态变化明显,变化主要受季节影响。通过深部铜矿床地下水系统及含水介质特征分析,裂隙含水层对未来矿体开采影响不大。深部开拓区域主要有风化裂隙潜水含水带、相对隔水带、基岩裂隙承压水含水带、隔水带等四种类型。水化学特征表现为:矿化度由低变高;HCO3由高变低;SO4由低变高;Cl由低变高;Ca由高变低;(Na+K)由低到高的特征,即随着地下水循环深度的加大,溶滤作用的加强,地下水酸度变强、矿化度增高、溶解度低的组分(HCO3、Ca)逐渐减少,而溶解度高的组分(SO4、Cl、Na+K)逐渐增多的特征。目前金山水库汀江水仅对库岸地下水有侧向渗漏补给,但尚未影响到矿区坑道的各涌水点,汀江水明显倒灌或影响深部开拓工程的水力联系非常微弱。目前深部开拓井巷工程的涌水仍主要来自于围岩中富含的大气降雨成因的基岩裂隙水的补给,浅部可能存在有少量矿山露采开采期间的人工活动水的渗入补给。文章主要从矿区水文地质条件、地下水常量元素及微量元素化学特征、地下水多元示踪试验三个方面入手,评价矿区深部开拓与水体(地表水体、含水层、裂隙水、大气降水等)水力联系,查明矿区深部铜矿床与地表汀江水水力联系,以指导深部开拓工程的施工、排水设备选型、矿山日常水文地质工作、及今后矿山防治水工作。

关键词：紫金山深部铜矿深部开拓水力联系水化学特征示踪试验

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