河北省平泉縣沙坨子鄉柴家溝鉬礦水文地質條件評價

摘 要：本文以地質與水文地質條件為依據，對河北省平泉縣沙沱子鄉柴家溝鉬礦水文地質條件進行評價，論述了礦區地下水形成條件，賦存和分布規律，地下水補、徑、排關系，劃分了地下水類型和含水層富水性，利用大井法計算該礦區的礦坑涌水量。在此基礎上提出結論，為該礦區開采提供理論依據。

關鍵詞：礦區；水文地質；礦坑涌水量；評價

1 緒言

1.1 礦區開采現狀

平泉縣沙坨子鄉柴家溝鉬礦前期坑探工程使礦體上部形成一定范圍的采空區。礦體圍巖較堅硬，巖體較完整，現狀基本穩定，局部圍巖節理裂隙發育，但未發生地面塌陷、地面沉降、地裂縫等現象。

1.2 氣象、水文

本區屬大陸季風氣候，冬長而寒冷，夏短而炎熱，多年平均氣溫7.8℃。歷年最多風向靜風、南南西—南西，平均風速1.9m/s瞬時最大風速23m/s。歷年最大降水量650.6mm，最小降水量332.3mm，平均降水量476.6mm。

1.3 地形地貌

礦區范圍內地形西高東南低，最高點標高約1100m，最低點標高約795m，相對高差305m左右，屬低山區。礦區內溝谷主要為柴家溝。柴家溝：北西-南東向延伸，溝寬60-120m，長約2.4km，溝底比降50-180‰，溝谷呈“V”字型，溝谷兩側山體呈不對稱分布，局部基巖裸露，山坡坡度30°-60°，植被覆蓋率較好。

2 礦區水文地質

2.1 水文地質條件

礦區地下水含水層劃分為第四系松散巖類孔隙含水層、巖漿巖類基巖風化裂隙含水層和巖漿巖類基巖構造裂隙含水層三大類型。主要礦體標高290.81-977.77m，區內平均水位標高873.88m，上游匯水面積2.99km2，當地侵蝕基準面標高610m，礦區位于地下水補給區。

2.1.1第四系松散巖類孔隙含水層

主要分布于柴家溝溝谷及兩側斜坡處，呈狹長條帶狀展布，巖性主要為角礫，褐色，礫石主要為花崗巖及花崗斑巖，礫石一般粒徑0.2-3cm，最大大于8cm，礫石以次棱角狀為主，光潔度較差，礫石含量50-60%，充填物為砂土，稍濕，稍密。水位埋深在1.50-9.30m，水化學類型為HCO3·SO4-Ca型，通過調查礦區內水井的涌水量約80m3/d<100m3/d，屬水量貧乏區。

2.1.2巖漿巖類基巖風化裂隙含水層

礦區內主要分布在柴家溝兩側基巖山地，為礦區內的主要含水層。巖性主要為海西期花崗巖、燕山期花崗斑巖及角礫巖，該層形成時代較早，受風化作用，形成了風化裂隙帶，通過對鉆孔巖心的觀察，強風化、中等風化帶中巖心節理裂隙發育，裂隙多呈脈狀及網狀，裂隙寬度1-3mm，形成風化裂隙水，并以下降泉的形式泄出地表，根據現場調查礦區內泉涌水量小于1L/s，屬水量貧乏區。水化學類型為HCO3·SO4-Ca型。

2.1.3巖漿巖類基巖構造裂隙含水層

礦區內主要分布在F2構造破碎帶附近及深部基巖構造帶中，巖性主要為海西期花崗巖、燕山期花崗斑巖及角礫巖，該層形成時代較早，受地質構造作用，形成了構造裂隙帶，僅在構造有利及巖石破碎地段形成構造裂隙水。

2.2 礦區地下水補給、徑流、排泄與動態變化

礦區上游匯水面積為2.99km2，屬地下水的補給區，地下水的補給來源主要是接受大氣降水補給。降雨主要以地表徑流向下游排泄，少部分雨水通過基巖裸露山區的裂隙和松散堆積物沿孔隙滲入地下，形成地下徑流并以潛流的形式向下游排泄。礦區內地下水的徑流方式以第四系松散孔隙及巖漿巖基巖風化裂隙帶中的地下徑流為主。地下水的排泄除以泉的方式排泄外，主要以地下徑流及人工開采的方式向下游排泄。

礦區內第四系層孔隙含水層具有一定的分布范圍，而且直接裸露于地表，地層透水性良好，其補給區域與分布區基本一致，易于接受大氣降水的補給。以地下徑流的方式向下游排泄。

巖漿巖基巖裂隙含水層接受降雨補給，一部分排泄補給第四系沖洪積層孔隙含水層，另一部分在溝谷斜坡陡峭處以泉的形式溢出地表。

地下水的動態受大氣降水影響十分明顯，最高水位一般出現在6-8月份，與大氣降水基本同期，因此地下水位的升降與降雨量的多寡呈現同步關系，但是由于降雨入滲需要一個過程，一般地下水水位上升要滯后降雨5-10天左右。地下水位動態屬于降雨入滲-徑流-排泄型，年內水位變幅0.5-2.0m。

3 礦區礦坑涌水量預測

3.1 礦床充水因素分析

礦區內礦體主要位于礦區中南部，賦存標高一般290.81～977.77m，礦區地下水位標高平均值為873.88m。主要礦體部分位于侵蝕基準面以下，礦區內標高850以上礦體有利于礦坑自然排水。對于礦區來說，大氣降水及基巖風化帶裂隙和構造裂隙是礦坑充水的主要因素，但是基巖的強風化及中風化帶厚度小于60m，風化帶以下巖石較完整，裂隙不發育，富水性較弱，礦區接近地表分水嶺，附近無地表水體?；鶐r的構造裂隙主要為F2破碎帶附近，但是在F2斷層延長范圍內無地表水體，沒有與地表水體溝通的可能性，對礦坑涌水量影響較小。綜合以上因素分析，本礦床屬于以裂隙含水層充水為主的礦床；礦床勘探復雜程度為水文地質條件簡單的礦床。

3.2 礦坑涌水量預測

礦床充水的主要含水系統是第四系松散孔隙潛水含水層及基巖風化裂隙含水層，其儲水和透水性較弱。礦床開采須將靜水位面以下至礦體底板中的裂隙水疏干，因此將靜水位面至礦體底板間的巖漿巖概化為含水層。礦區內無地表水體，采用大井法中的無限含水層公式進行礦坑涌水量預測。

大井法計算參數確定及涌水量計算：

滲透系數K=0.0008m/d，含水層厚度H=583.07m，水位降深S=583.07m，礦體面積F=0.1645（km2），引用半徑r=230m，影響半徑R=1030m，通過計算得礦坑涌水量Q=570m3/d。

4 結論

1）含水巖組主要為第四系松散孔隙含水層、基巖風化裂隙含水層及基巖構造裂隙含水層三大類型。

2）礦床主要充水含水層富水性弱，礦體和圍巖含水微弱；屬于以裂隙含水層充水為主、水文地質條件簡單類型的礦床。

3）該礦區礦坑涌水量為570m3/d。

作者簡介：商金超（1988-），男，漢族，河北承德人，本科，助理工程師，研究方向：水文地質、工程地質、環境地質。