三维数字地质模型在矿区水文地质评价中的分析与运用

三维数字地质模型在矿区水文地质评价中的分析与运用

本文基于对云南省兰坪县金顶铅锌矿跑马坪矿段2180中段的地质结构分析，结合三维数字地质模型分析手段，对该矿区水文地质情况进行分析，以达到对三位数字地质模型的解析和运用。

标签：三维数字地质模型矿区水文地质评价

1地质数据的提取

水文地质数据一般通过钻探、物探、坑探、试验等手段获得，通过资料整理获得含水层、岩性、断层等分布情况。在3DMine软件中，就是通过数据库的存储，对地勘数据按照统一的格式进行收集整理，可以在三维空间上对数据进行分析和利用。同时，在软件系统里建立数据库和中心图形系统内在逻辑联系，通过菜单选择或者鼠标右键功能可以迅速的浏览数据信息。在屏幕上可以选择容差范围内的数据按照标高生成平面或沿勘探线形成竖直剖面。在剖面上，通过鼠标切换，轻松辅助用户进行数据查询、地质解译，保证了数据的延续性、准确性，也使得数据与三维空间相结合。

2矿区水文地质特征

区域地层以侏罗～白垩系地层为主，组成复式向斜，褶皱形态开阔平缓。但在白垩纪末至古新世间，发生了大规模的区域性由东向西的水平推覆作用，沿弥沙河断裂西侧，从白基山至河西，在长达80km，宽约20km的范围内均可见到由上三迭统三合洞组灰岩组成的推覆体叠置于白垩系和古新统云龙组地层之上。区域内推覆体主要保存于沘江断层西侧，沘江断层东侧由于上升剥蚀，只残留一些“飞来峰”。由此区域地层可分为两大套：即原地系统和外来系统。原地系由中上侏罗统、白垩系、第三系等组成；外来系主要为上三叠统及中侏罗统等。

以侏罗系为例侏罗系组成倒转外来系的中部，覆于白垩系景星组之上，两者接触关系为倒转不整合。矿区内侏罗系有中侏罗统花开左组及上侏罗统坝注路组地层。矿井充水因素有三；一是巷道揭露含水层引起巷道充水。该含水层位于矿层底板以下，除了部分井筒和主要大巷揭露该含水层外，一般巷道不通过该含水层。虽然Ⅰ含水层的富水性极弱，补给条件有限，多为含水层中的静储水，但当井巷工程揭露到该含水层时，其瞬时涌水量还是比较大。二是张性小断层引起矿井充水。因断层的导水性使各含水层发生了水力联系，当井巷工程揭露到断层带时，会引起矿井充水。三是工作面回采后引起顶板冒落，产生破碎带及裂隙，使Ⅱ、Ⅲ含水层的水通过冒落破碎带和冒落裂隙进入工作面而引起矿井充水。矿井的水文地质条件应属于简单型。

（1）花开左组（J2h）：分布于矿区中部，环绕上三叠统三合洞组内侧分布，保存较完整；地层以富泥质碎屑岩为主，岩性以紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、细粒石英砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，厚度变化大，引起该地层厚度变化的原因

是由于水平推覆断层的作用以及景星组地层角度不整合-超覆所致；裂隙不发育，未见泉水出露，对地下水运移起阻隔作用，富含少量基岩裂隙水，富水性弱，透水性差，属于相对隔水层。（2）坝注路组（J3b）：分布于矿区西北部龙潭沟-带及F33断裂东侧；岩性为陆相红色碎屑岩，紫红色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩互层；总厚大于120m；富含少量基岩裂隙水，富水性弱，透水性差，属于隔水层。

3三维地质模型的建立

4模型数据分析运用

4.1位于由坑口进入2350中段约250m处，该点为砼支护，侧壁处有一溢水口涌水，流量达0.1L/s，常年涌水，随季节变化流量呈波动性，雨季流量大，旱季流量小；该点位于三合洞组（T3s）地层揭露处，地表出露的灰岩地层面积较小，主要接收大气降水补给，形成基岩溶隙潜水向下补给；富水性弱，透水性弱，属于基岩溶隙弱含水层，对矿坑直接充水，但对矿坑充水强度较小、矿床充水影响一般。

4.2位于由坑口进入2350中段约730m处，岩性为灰白色灰岩，坑道底鼓变形，轻微滴水；该点位于三合洞组（T3s）地层揭露处，顶部为歪古村组（T3w？）隔水顶板，地下水补给条件差，靠侧向补给为主，富水性弱，透水性弱，属于基岩溶隙弱含水层，对矿坑直接充水，但对矿坑充水强度较小、矿床充水影响小。

5结论

5.1水文地质单元划分

根据工作区地下水的赋存空间特征及地下水运移的边界条件，由F4、F5、F33断裂构造，下第三系古新统云龙组上段（Ey2）、古新统果朗组（Eg1）隔水层圈定了一个补径排条件相对独立的水文地质单元。单元内部可划分为两个亚层，以下第三系古新统云龙组（Eya）、（Eyb）接触界面为界，亚层通过局部的透水窗口产生水力联系。

5.2地层富水性特征

水文地质单元地下水按充水含水层介质类型划分为四类：第四系孔隙水、岩溶裂隙水、岩溶裂隙-脉状溶洞水、碎屑岩裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层，分布于沟谷、山坡及露天采场人工堆填区；岩溶裂隙水主要赋存于泥灰岩、沥青质灰岩中；岩溶裂隙-脉状溶洞水主要赋存于灰岩、灰岩角砾岩中，呈条带状夹于隔水顶底板中间；碎屑岩裂隙水主要分布于泥岩、砂质泥岩、粉砂质泥岩、白云质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、石英砂岩等中。第四系松散岩类孔隙水透（含）水层有冲、洪积（Qal+pl）漂卵石层，人工填土层；岩溶裂隙弱含水层为三合洞组（T3s）地层；基岩裂隙弱-中等含水层为云龙组（Eya）；碎屑岩裂隙中等含水层有麦初箐组（T3m ）、下白垩统景星组（K1j1）；

岩溶裂隙-脉状溶洞水含水层为云龙组（Eyb）；隔水层有歪古村组（T3w）、花开左组（J2h）、云龙组（Ey2）、果朗组（Eg1）地层。

5.3断裂构造、节理裂隙特征

水文地质单元内构造纵横交错，主要隔水性构造有F4、F33断裂；主要的导水性构造有F1、F2、F5，矿段范围出露三级构造及大量发育的节理裂隙构造。经坑道编录，跑马坪矿段2180中段小构造走向优势方向为近于南北向；节理走向最优势发育方向为北40°-60°西、北60°-70°东、北10°西-北20°东。北10°西-北20°东最为发育。矿段构造与节理裂隙发育方向大体一致。节理相互交错，使岩体更加破碎。

5.4矿坑涌水量

跑马坪矿段未来开采过程中矿坑排水矿坑涌水量如下：

参考文献

[1]李志成，李勇刚，伍锡举，王跃. 三维数字地质模型在矿区水文地质评价的分析与运用[C].2010年全国工程勘察学术大会论文集.2011（6）.

[2]陈强.三维数字地质模型在矿区水文地质评价中的分析与运用[J].内蒙古水利.2012（4）.