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【摘要】本文对保上矿区的含水层、隔水层、断层的水文地质特征和矿床充水因素进行简要分析，对矿山开采和水害防治提出了合理的建议。
【关键词】 水文地质特征；充水因素；保上
【 abstract 】 this paper on the right of mining area the aquifer, water-resisting layer, fault the hydrogeological features and deposit water filling and analyzes briefly the factors, the prevention and control of water disasters mining and put forward reasonable Suggestions.
【 key words 】 hydrological geology characteristics; Water filling factors; On the
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
矿区位于桂西凌云县城的东北部45°方位约18km，行政隶属百色凌云县逻楼镇管辖。地理坐标：东经106°43′～106°48′，北纬24°22′～24°29′。矿床规模为中型。据矿区详查阶段的水工环地质勘查资料，矿区部分矿体位于枯水期地下潜水面之下，矿区水文地质条件中等偏复杂[1]。
一、矿区水文地质条件
1、矿区主要含水层及其特征
矿区所属域水文地质单元范围北起加尤乡，南至沙里乡，东至逻楼乡，西为凌云县，为凌云地下河系统源头，是区域地下水的补给区。
（1） 矿区主要含水层
一是松散孔隙含水层。松散岩孔隙含水层由第四系残坡积层含碎石粉质粘土（Q）构成，主要分布于矿区内的山坡表皮、沟谷、岩溶洼地和谷地中等低洼地带。主要为黄褐色--浅棕色中密--稍密松散土层的残坡积层和山前洪积物堆积。近地表或失水干燥处多为松散状态。其中颗粒为砂、砾岩碎块，碎石含量30%～40%，最多可达75%，粒径一般8～15 cm，较松散，位于沟谷下游的砂、砾岩磨圆度较好。土层结构不甚均一，山顶和山坡较薄，山脚和山沟较厚，厚度一般0.5～3 m，最厚为40.5 m。
二是碎屑岩裂隙含水层。由上三叠统逻楼组下段（T1l1）中三叠统板纳组下段（T2b1）中三叠统板纳组上段（T2b2）组成。该含水岩组绝大部含水性差，受季节影响较大，但局部沟谷中见常年性水流，水流量不大，枯季流量不超过1L/S。地下水以孔隙水为主，浅部含风化裂隙水。三是碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙含水层。由合山组（P3h）和逻楼组下段（T1l1）碳酸盐岩构成。岩溶中等发育。落水洞、溶洞规模较小，含溶洞水，但未见有暗河。该含水岩组下部有相对隔水层软弱泥岩夹层和铁铝岩。深部钻孔发现地下溶洞230个，溶洞中均未见地下水。地下水为HCO3一Ca型水。四是碳酸盐岩裂隙溶洞含水岩组。由统茅口组（P2m）碳酸盐岩构成。该岩组落水洞、溶洞、溶井、暗河口发育，大气降水可通过地下管道直接补给地下水，不易形成地表水流。地下岩溶不均一，管道之间水力联系不好，整个含水岩层不能形成统一的水动力场，不存在统一的地下水面，地下水枯季埋深>100m。雨季局部地区水位可升至地表，形成暂时性积水塘。地下水为HCO3一Ca型水。
（2）含水层特征
根据地层岩性和贮存条件将矿区含水层划分为非岩溶含水层和岩溶含水层两大类型。
A.非岩溶含水层基本特征:非岩溶含水层分布于矿区北东一带。由板纳组（T2b）中至强风化和构造破碎带的泥岩、砂岩组成，厚约10～20m。地下水贮存于碎屑岩风化裂隙或构造裂隙中，为碎屑裂隙水含水层，枯季溪沟测流径流模数为4.03l/s km2（表1），因此属中等富水等级。
表1 碎屑岩含水层径流模数统计
点 号 流量（l/s） 汇水面积（km2） 迳流模数（l/ km2s）
S001 0．50 0．45 1．11
S049 16．20 4．25 3．81
S055 1．30 0．47 2．72
S050 1．10 0．13 8．46
B.岩溶含水层基本特征:由茅口组（P2m）碳酸盐岩和合山组(P3h)以及逻楼组(T1l)碳酸盐岩组成。矿区的岩溶形成和发展，与构造运动有关，特别是新构造运动关系密切。
a、地表岩溶:地表岩溶主要表现为：溶洞、洼地、天窗、竖井、漏斗、消水洞、盲谷、溶槽、石芽等；地下岩溶主要有：溶洞、溶隙、溶孔等。最大洞垂高为25.28m，最小洞垂高为0.35m，为半充填至全充填溶洞，充填为淤泥、粘土、岩石碎块等。
b、岩溶发育垂向分带性:岩溶垂向发育与地壳升降密切相关。自喜山运动以后，地壳间歇性的抬升，原已形成的岩溶地貌再次被塑造，形成三个时期溶洞，第一层（时期）溶洞绝对标高为875～900m,该层溶洞以水平溶洞为主，干燥、无水；第二层（时期）溶洞绝对标高为662～875m，洼地、漏斗、天窗、竖井、盲谷、消水洞等，第三层（时期）溶洞绝对标高为614～662m。
c、岩溶发育的顺层性:矿区位于逻楼向斜南西翼，由于构造应力影响，层间滑动现象普遍可见，地下岩溶管道一般顺着中二迭统茅口组（P2m）地层顺层扩展而成，与向斜构造有关，向斜核部虚脱部位较发育，并与岩层一致。
d、岩溶平面发育规律:岩溶发育受岩性、地质构造的影响。茅口组（P2m）纯碳酸盐岩岩溶强发育呈带状分布，在沿茅口组（P2m）与合山组(P3h)接触带及其附近质纯碳酸盐岩均有岩溶分布。强岩溶带内发育有规模较大的裂隙溶洞系统。
e、在垂向上发育规律:岩溶在矿层顶板在上垂向随着深度增加而减弱，主要发育在750一900m地段,如表2所示。
表2 矿层顶板岩溶发育统计表
分层标高段（m） 溶洞个数 分层标高段（m） 溶洞个 数
个数 百分比(%) 个 数 百分比（%）
950～900 9 3.7 800～750m 68 28.10
900～850 35 14.46 750～700m 40 16.53
850～800m 71 29.34 700～650m 19 7.85
合计 242 100.00
2、主要隔水层
矿区隔水层由逻楼组下段(T1l1)、板纳组（T2b）微风化较新鲜碎屑岩、矿层及含钙质泥岩和第四系松散岩组成。根据岩性不同可分為相对隔水层和弱含水隔水层。相对隔水层是
由合山组（P2h）底部的铁铝岩、泥岩或煤，逻楼组下段(T1l1)薄层泥岩、含钙质泥岩组成，透水性差。弱含水隔水层是由第四系（Q）残积层、坡积层组成，其成份为碎石、砂土及亚砂土。零星分布、为不含水或弱含水层，透水性差，局部泥岩风化地段隔水性能较好，对地表溪流有一定阻隔作用。
二、断裂带水文地质特征
矿区内断裂主要有北西一南东向和北东一南西向两组，见图1。
图1矿区地质图（比列尺：1/5万）
1、北西--南东向断裂
北西一南东向断裂有5条，各条的水文地质特征相差较大。
一是F4断裂。F4断裂出露长大约7km。断裂走向320°～140°，倾向南西（局部倾向北东），倾角55°～63°，断裂沿走向或倾向均表现明显的舒缓波状，破碎带宽5～30m，由劈理切割而成，劈理发育程度为5～60条/米，灰岩角砾一般呈透镜大状及条块状，大小受劈理发育程控制。沿途有溶洞分布，裂隙充填差，透水性良好，为矿区地下主要导水通道。
二是F1断裂。F1断裂长约1.7km。断裂总的走向310°～130°，倾向北东，倾角40°～80°。断层两盘均为下二叠统合山组。该断裂为一条右旋正斷层。断层纵切过小峒河下游灰岩区段，地表水沿河床下渗严重，为导水断层。
三是F2断裂。F2断裂长约1.2km。断裂总的走向310，倾向北东，倾角40°～80°。断层两盘均为合山组。该断裂为F1号断裂的次级断裂，破碎带宽0.5～1.5m，角砾成分主要为合山组灰岩、白云质灰岩，呈棱角状及不规则状，大小一般为1～20cm；角砾间为方解石、泥质胶结；具明显的硅化、褐铁矿化，局部见辉锑矿化，沿途未见任何地下水点，透水性差。
2、北东--南西向断裂
F3断裂总的走向40°，倾向北东，倾角约为80°，断层两盘均为茅口组、合山组和逻楼组。该断层具有挤压左旋特征，并切割北西向断层，两侧次级小断裂（破碎带），小滑动面发育。沿断层走向，地表岩溶发育不明显。据钻孔资料，钻孔见洞率为89%，其中单孔最多揭穿多达12个溶洞。说明断裂内岩溶发育程度较高，为导水断层。
三、矿床充水因素分析
1、充水水源
矿床充水水源有大气降水、地表水及地下水，与矿床的联系程度和方式存在差异（如图2所示），具有不同的充水特点和影响程度，简述如下：
图2各充水水源与矿坑的关系[2]
1直接降落；2局部（集中）导水通道；3通过介质渗透；4坑道直接揭露地下水
（1）大气降水。矿区属亚热带季风山地气候，雨量充沛，降雨时间多集中在6～9月份，多年平均降雨量为1600 mm～1650mm。大气降水可通过各种裂隙通道迅速直接补给裸露于地表的含水层，短时间抬升地下水水位，增加矿井涌水量。
（2）地表水。矿区内地表水程流较短，枯季流量很小，对矿床充水影响有限。雨季暴雨后地表溪流的流量会猛增，同时加大对充水岩层的补给量从而抬升地下水水位，增加矿井用水量。（
3）地下水。区内碳酸盐岩含水层水分布广泛，厚度大，岩溶管道发育，补给源有大气降水和地表水，储量大。丰水期矿床疏干困难，所以地下水对矿床充水影响甚大。
2、涌水通道
矿体及其周围虽有水存在，但只有通过某种通道才能进入井巷形成涌水或突水[3]，当开挖井巷直接揭露充水岩层或与充水岩层有水力联系的通道时，地下水可涌入巷道。包括裂隙发育带、断裂带、岩溶管道以及顶板冒落带中的裂隙，其中以岩溶管道威胁最大，岩溶管道分布不均匀，彼此连通，沟通、汇集各种水源涌向井巷，造成突水事故。
四、结论
一是矿区主要含水岩层为碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，碎屑岩类裂隙含水层和第四纪孔隙含水层。隔水层主要为逻楼组下段(T1l1)、板纳组（T2b）泥岩、硫铁矿层。二是断层破碎带岩溶发育程度相对较高，具不同程度的导水性。三是矿区是以岩溶地下水为主要充水水源的矿床，地下水对未开矿床开发影响最大。四是断层破碎带，裂隙带和岩溶管道是矿床主要的涌水通道。因此，井巷突水防治：
一是在未来矿山开采过程中建立健全地下水观测系统，密切监视地下水的动态变化特征；并实时分析矿井排水水量及其成分的变化情况，来判断有无突水可能。
二是未来矿山开采时要加强井下巷道的钻探和物探工作作，及时查明可能发生井下突水事故的部位以及突水水源，积极采取相应措施，避免发生矿井突水事故。
三是未来矿山开采时要经常检查和维护水泵、水管、输电线路、配电设施等，保证设备运转正常，发现问题及时处理[4]。
参考文献
[1] 黄启明，等. 广西凌云县保上矿区硫铁矿详查报告[R].2009.
[2] 沈继方，等. 矿床水文地质学[M].北京：中国地质大学出版社.
[3] 房佩贤，等．专门水文地质学[M]．北京：地质出版社，1987．
[4] 常光峰.黄陵一号煤矿水文地质特征及充水因素分析[J].煤炭工程，2009，6：58.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】 水文地质特征；充水因素；保上
【 abstract 】 this paper on the right of mining area the aquifer, water-resisting layer, fault the hydrogeological features and deposit water filling and analyzes briefly the factors, the prevention and control of water disasters mining and put forward reasonable Suggestions.
【 key words 】 hydrological geology characteristics; Water filling factors; On the
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
矿区位于桂西凌云县城的东北部45°方位约18km，行政隶属百色凌云县逻楼镇管辖。地理坐标：东经106°43′～106°48′，北纬24°22′～24°29′。矿床规模为中型。据矿区详查阶段的水工环地质勘查资料，矿区部分矿体位于枯水期地下潜水面之下，矿区水文地质条件中等偏复杂[1]。
一、矿区水文地质条件
1、矿区主要含水层及其特征
矿区所属域水文地质单元范围北起加尤乡，南至沙里乡，东至逻楼乡，西为凌云县，为凌云地下河系统源头，是区域地下水的补给区。
（1） 矿区主要含水层
一是松散孔隙含水层。松散岩孔隙含水层由第四系残坡积层含碎石粉质粘土（Q）构成，主要分布于矿区内的山坡表皮、沟谷、岩溶洼地和谷地中等低洼地带。主要为黄褐色--浅棕色中密--稍密松散土层的残坡积层和山前洪积物堆积。近地表或失水干燥处多为松散状态。其中颗粒为砂、砾岩碎块，碎石含量30%～40%，最多可达75%，粒径一般8～15 cm，较松散，位于沟谷下游的砂、砾岩磨圆度较好。土层结构不甚均一，山顶和山坡较薄，山脚和山沟较厚，厚度一般0.5～3 m，最厚为40.5 m。
二是碎屑岩裂隙含水层。由上三叠统逻楼组下段（T1l1）中三叠统板纳组下段（T2b1）中三叠统板纳组上段（T2b2）组成。该含水岩组绝大部含水性差，受季节影响较大，但局部沟谷中见常年性水流，水流量不大，枯季流量不超过1L/S。地下水以孔隙水为主，浅部含风化裂隙水。三是碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙含水层。由合山组（P3h）和逻楼组下段（T1l1）碳酸盐岩构成。岩溶中等发育。落水洞、溶洞规模较小，含溶洞水，但未见有暗河。该含水岩组下部有相对隔水层软弱泥岩夹层和铁铝岩。深部钻孔发现地下溶洞230个，溶洞中均未见地下水。地下水为HCO3一Ca型水。四是碳酸盐岩裂隙溶洞含水岩组。由统茅口组（P2m）碳酸盐岩构成。该岩组落水洞、溶洞、溶井、暗河口发育，大气降水可通过地下管道直接补给地下水，不易形成地表水流。地下岩溶不均一，管道之间水力联系不好，整个含水岩层不能形成统一的水动力场，不存在统一的地下水面，地下水枯季埋深>100m。雨季局部地区水位可升至地表，形成暂时性积水塘。地下水为HCO3一Ca型水。
（2）含水层特征
根据地层岩性和贮存条件将矿区含水层划分为非岩溶含水层和岩溶含水层两大类型。
A.非岩溶含水层基本特征:非岩溶含水层分布于矿区北东一带。由板纳组（T2b）中至强风化和构造破碎带的泥岩、砂岩组成，厚约10～20m。地下水贮存于碎屑岩风化裂隙或构造裂隙中，为碎屑裂隙水含水层，枯季溪沟测流径流模数为4.03l/s km2（表1），因此属中等富水等级。
表1 碎屑岩含水层径流模数统计
点 号 流量（l/s） 汇水面积（km2） 迳流模数（l/ km2s）
S001 0．50 0．45 1．11
S049 16．20 4．25 3．81
S055 1．30 0．47 2．72
S050 1．10 0．13 8．46
B.岩溶含水层基本特征:由茅口组（P2m）碳酸盐岩和合山组(P3h)以及逻楼组(T1l)碳酸盐岩组成。矿区的岩溶形成和发展，与构造运动有关，特别是新构造运动关系密切。
a、地表岩溶:地表岩溶主要表现为：溶洞、洼地、天窗、竖井、漏斗、消水洞、盲谷、溶槽、石芽等；地下岩溶主要有：溶洞、溶隙、溶孔等。最大洞垂高为25.28m，最小洞垂高为0.35m，为半充填至全充填溶洞，充填为淤泥、粘土、岩石碎块等。
b、岩溶发育垂向分带性:岩溶垂向发育与地壳升降密切相关。自喜山运动以后，地壳间歇性的抬升，原已形成的岩溶地貌再次被塑造，形成三个时期溶洞，第一层（时期）溶洞绝对标高为875～900m,该层溶洞以水平溶洞为主，干燥、无水；第二层（时期）溶洞绝对标高为662～875m，洼地、漏斗、天窗、竖井、盲谷、消水洞等，第三层（时期）溶洞绝对标高为614～662m。
c、岩溶发育的顺层性:矿区位于逻楼向斜南西翼，由于构造应力影响，层间滑动现象普遍可见，地下岩溶管道一般顺着中二迭统茅口组（P2m）地层顺层扩展而成，与向斜构造有关，向斜核部虚脱部位较发育，并与岩层一致。
d、岩溶平面发育规律:岩溶发育受岩性、地质构造的影响。茅口组（P2m）纯碳酸盐岩岩溶强发育呈带状分布，在沿茅口组（P2m）与合山组(P3h)接触带及其附近质纯碳酸盐岩均有岩溶分布。强岩溶带内发育有规模较大的裂隙溶洞系统。
e、在垂向上发育规律:岩溶在矿层顶板在上垂向随着深度增加而减弱，主要发育在750一900m地段,如表2所示。
表2 矿层顶板岩溶发育统计表
分层标高段（m） 溶洞个数 分层标高段（m） 溶洞个 数
个数 百分比(%) 个 数 百分比（%）
950～900 9 3.7 800～750m 68 28.10
900～850 35 14.46 750～700m 40 16.53
850～800m 71 29.34 700～650m 19 7.85
合计 242 100.00
2、主要隔水层
矿区隔水层由逻楼组下段(T1l1)、板纳组（T2b）微风化较新鲜碎屑岩、矿层及含钙质泥岩和第四系松散岩组成。根据岩性不同可分為相对隔水层和弱含水隔水层。相对隔水层是
由合山组（P2h）底部的铁铝岩、泥岩或煤，逻楼组下段(T1l1)薄层泥岩、含钙质泥岩组成，透水性差。弱含水隔水层是由第四系（Q）残积层、坡积层组成，其成份为碎石、砂土及亚砂土。零星分布、为不含水或弱含水层，透水性差，局部泥岩风化地段隔水性能较好，对地表溪流有一定阻隔作用。
二、断裂带水文地质特征
矿区内断裂主要有北西一南东向和北东一南西向两组，见图1。
图1矿区地质图（比列尺：1/5万）
1、北西--南东向断裂
北西一南东向断裂有5条，各条的水文地质特征相差较大。
一是F4断裂。F4断裂出露长大约7km。断裂走向320°～140°，倾向南西（局部倾向北东），倾角55°～63°，断裂沿走向或倾向均表现明显的舒缓波状，破碎带宽5～30m，由劈理切割而成，劈理发育程度为5～60条/米，灰岩角砾一般呈透镜大状及条块状，大小受劈理发育程控制。沿途有溶洞分布，裂隙充填差，透水性良好，为矿区地下主要导水通道。
二是F1断裂。F1断裂长约1.7km。断裂总的走向310°～130°，倾向北东，倾角40°～80°。断层两盘均为下二叠统合山组。该断裂为一条右旋正斷层。断层纵切过小峒河下游灰岩区段，地表水沿河床下渗严重，为导水断层。
三是F2断裂。F2断裂长约1.2km。断裂总的走向310，倾向北东，倾角40°～80°。断层两盘均为合山组。该断裂为F1号断裂的次级断裂，破碎带宽0.5～1.5m，角砾成分主要为合山组灰岩、白云质灰岩，呈棱角状及不规则状，大小一般为1～20cm；角砾间为方解石、泥质胶结；具明显的硅化、褐铁矿化，局部见辉锑矿化，沿途未见任何地下水点，透水性差。
2、北东--南西向断裂
F3断裂总的走向40°，倾向北东，倾角约为80°，断层两盘均为茅口组、合山组和逻楼组。该断层具有挤压左旋特征，并切割北西向断层，两侧次级小断裂（破碎带），小滑动面发育。沿断层走向，地表岩溶发育不明显。据钻孔资料，钻孔见洞率为89%，其中单孔最多揭穿多达12个溶洞。说明断裂内岩溶发育程度较高，为导水断层。
三、矿床充水因素分析
1、充水水源
矿床充水水源有大气降水、地表水及地下水，与矿床的联系程度和方式存在差异（如图2所示），具有不同的充水特点和影响程度，简述如下：
图2各充水水源与矿坑的关系[2]
1直接降落；2局部（集中）导水通道；3通过介质渗透；4坑道直接揭露地下水
（1）大气降水。矿区属亚热带季风山地气候，雨量充沛，降雨时间多集中在6～9月份，多年平均降雨量为1600 mm～1650mm。大气降水可通过各种裂隙通道迅速直接补给裸露于地表的含水层，短时间抬升地下水水位，增加矿井涌水量。
（2）地表水。矿区内地表水程流较短，枯季流量很小，对矿床充水影响有限。雨季暴雨后地表溪流的流量会猛增，同时加大对充水岩层的补给量从而抬升地下水水位，增加矿井用水量。（
3）地下水。区内碳酸盐岩含水层水分布广泛，厚度大，岩溶管道发育，补给源有大气降水和地表水，储量大。丰水期矿床疏干困难，所以地下水对矿床充水影响甚大。
2、涌水通道
矿体及其周围虽有水存在，但只有通过某种通道才能进入井巷形成涌水或突水[3]，当开挖井巷直接揭露充水岩层或与充水岩层有水力联系的通道时，地下水可涌入巷道。包括裂隙发育带、断裂带、岩溶管道以及顶板冒落带中的裂隙，其中以岩溶管道威胁最大，岩溶管道分布不均匀，彼此连通，沟通、汇集各种水源涌向井巷，造成突水事故。
四、结论
一是矿区主要含水岩层为碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，碎屑岩类裂隙含水层和第四纪孔隙含水层。隔水层主要为逻楼组下段(T1l1)、板纳组（T2b）泥岩、硫铁矿层。二是断层破碎带岩溶发育程度相对较高，具不同程度的导水性。三是矿区是以岩溶地下水为主要充水水源的矿床，地下水对未开矿床开发影响最大。四是断层破碎带，裂隙带和岩溶管道是矿床主要的涌水通道。因此，井巷突水防治：
一是在未来矿山开采过程中建立健全地下水观测系统，密切监视地下水的动态变化特征；并实时分析矿井排水水量及其成分的变化情况，来判断有无突水可能。
二是未来矿山开采时要加强井下巷道的钻探和物探工作作，及时查明可能发生井下突水事故的部位以及突水水源，积极采取相应措施，避免发生矿井突水事故。
三是未来矿山开采时要经常检查和维护水泵、水管、输电线路、配电设施等，保证设备运转正常，发现问题及时处理[4]。
参考文献
[1] 黄启明，等. 广西凌云县保上矿区硫铁矿详查报告[R].2009.
[2] 沈继方，等. 矿床水文地质学[M].北京：中国地质大学出版社.
[3] 房佩贤，等．专门水文地质学[M]．北京：地质出版社，1987．
[4] 常光峰.黄陵一号煤矿水文地质特征及充水因素分析[J].煤炭工程，2009，6：58.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。