矿山深部开采会引发很多的地下水环境影响问题。露天开采方式会剥蚀地表高程,使地下水运动方向发生变化,改变天然的渗流场;深部开采过程中对矿坑涌水量的抽排,导致地下水的水位下降,影响矿山及周围环境的水资源量;矿山接受大气降水淋滤作用,有害物质污染地下水水质,对附近的农作物生长和村民用水造成不良影响。本文以攀枝花某铁矿为例,采用露天开采与深部开采相结合的方式,其中露天开采标高至1500m,矿区深部开采深度为1500~1020m。在阐明研究区自然地质背景和水文地质条件的基础上,遵循分层逐级由浅至深的开采顺序,以1853~1500m、1500~1400m、1400~1300m、1300~1200m、1200~1100m、1100~1020m分6个中段进行开采。采用水均衡法和解析法根据1853~1020m的6个中段计算矿坑涌水量。并归纳划分开发方案中露天开采期、深部开采井巷建设期、深部开采运营期、恢复期等4个不同阶段和1500~1020m的5个不同深部开采中段,在此基础上,建立三维数值模型。重点反映该矿山由露天开采、井巷建设、深部开采、闭坑全过程的渗流场的演化规律、涌水量的动态预测、水质的变化影响。研究成果对矿山的安全生产工作、绿色矿区生态环境保护等方面具有一定的参考价值。获得主要结论如下:(1)采用水均衡法、解析法、数值法分别预测矿坑涌水量。水均衡法的涌水量预测值为7294m~3/d。根据1830m~1020m的6个不同深部开采中段运用解析法预测矿坑的正常涌水量,介于6749m~3/d~7052m~3/d之间。结合不同开采阶段,不同开采深度中段和丰平枯季节分区,通过数值法分别进行矿坑涌水量的动态预测可知:最小涌水量发生在露采期第二十年枯水期4763m~3/d,最大的涌水量出现在建设期的第三年丰水期20870m~3/d。(2)建立地下三维水流模型,对矿区渗流场演化进行动态预测。根据模型的结果显示,随着开采深度的不断增加,地下水水位会不断降低,降落漏斗的降深及其范围不断扩大。(1)到矿山露天开采期满后,降落漏斗最低点处的标高为1438.42m,表面形态呈近似圆形,降落漏斗半径为1.47km,面积约6.78km~2,水位下降速率是15.63m/a;(2)建设期后表面形态呈近似椭圆形,长轴约3.02km,短轴约2.96km,漏斗面积7.01km~2。降深达到285.23m,水位下降速率是57.07m/a;(3)矿山深部开采结束的时候,降落漏斗最低点处的标高为1000.32 m,表面形态呈近似椭圆形,长轴约5.0km,短轴约3.52km,面积约13.85 km~2,水位下降速率是5.46m/a;(4)闭坑后,经过二十年的恢复,地下水水位基本恢复到露天开采至1853m阶段的状态。(3)在地下水水流模型的基础上,建立污染物迁移模型。以亚硝酸盐、铁、钒作为矿区地下水污染物迁移主要的模拟因子,预测污染物在开采过程中的运移情况。溶质运移的结果表明:污染物都集中在矿坑内,没有扩散至采场以外的区域。影响范围较小,其可能造成的污染很微小。由于铁矿中铁、钒原生污染物的浓度比较低,虽然部分发生富集作用,但其迁移范围随着地下水的流动方向被稀释;亚硝酸盐属人为污染物,在地下水运移过程中被稀释消散。在针对矿山开采过程中,在矿坑周边地下水水污染的影响有限。