甘肅省肅南縣黃沙泉鐵礦區(qū)水文地質(zhì)條件淺析

朱洪濤

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734000）

1 礦區(qū)自然地理概況

甘肅省肅南縣黃沙泉鐵礦位于北祁連腹地西段，北東、南西兩側(cè)分別為北祁連山和托勒山低中山區(qū)，地形總體較為陡峭，常伴有懸崖峭壁，區(qū)內(nèi)植被不發(fā)育，巖體多呈裸露狀，具有剝蝕特征；礦區(qū)屬大陸性高寒半干旱氣候，多風少雨，冬季寒冷時間長，年均降雨量234mm～350mm，年均蒸發(fā)量2371.50mm，年平均氣溫-2.1℃，最低-25℃，最高30℃，最大相對濕度36%；礦區(qū)地表水有北側(cè)的朱龍關(guān)河和西側(cè)5Km處的北大河，朱龍關(guān)河屬季節(jié)性河流，平均流量4.862m3/s，北大河為內(nèi)陸性河流，年平均流量12.83m3/s;礦區(qū)泉眼出露有三處，分別為礦區(qū)南側(cè)的黃沙泉，東南300m處的鏡兒泉及礦區(qū)內(nèi)的大石頭泉，均為下降泉；本文通過研究礦區(qū)的水文地質(zhì)條件，為礦山的后續(xù)開發(fā)設(shè)計提供理論依據(jù)。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 礦區(qū)水文地質(zhì)概況

礦區(qū)地處祁連山腹地西段，北側(cè)有朱龍關(guān)河經(jīng)過，西靠北大河，地表水由南向北徑流，礦區(qū)中東部山梁、山脊地帶構(gòu)成了地表分水嶺，地下水呈近南北方向逕流，局部呈南東向北西徑流；區(qū)內(nèi)含水巖組主要包括第四系殘坡積弱含水巖組、變質(zhì)巖裂隙潛水含水巖組及其含礦巖石裂隙含水巖組；該區(qū)地下水主要靠大氣降水、高山融雪沿風化裂隙及構(gòu)造破碎帶垂直滲入補給地下，由地勢高處流向地勢底處；區(qū)內(nèi)地下水主要以泉和地表徑流的方式排泄于朱龍關(guān)河與北大河。

2.2 礦區(qū)范圍內(nèi)主要各含水巖組水文地質(zhì)特征

第四系殘坡積弱含水層：由變質(zhì)巖碎塊、碎屑、粘土礦物、砂礫石、石英顆粒等組成，成分復雜，分選性差，磨圓度一般，孔隙度一般在10%～20%，透水性良好，局部弱含水，對礦床開采無影響或影響甚微；

變質(zhì)巖裂隙潛水含水巖組：該層裂隙、層理局部發(fā)育，小斷裂可見，坑道揭露該層多呈潮濕現(xiàn)象，隨坑道掘進長度的延伸，呈現(xiàn)為潮濕-干燥狀態(tài)，局部偶有出水現(xiàn)象，涌水量甚微[1]。局部裂隙面、片理面均可見鐵染，面裂隙率1.5%～10.0%，平均5.08%；

鐵礦體及其含礦巖石裂隙含水巖組：坑道揭露到的礦體，裂隙、節(jié)理較發(fā)育，并大都呈潮濕-干燥現(xiàn)象，在斷裂及裂隙發(fā)育地段亦可見滴水現(xiàn)象，水量較小。裂隙率為3.0%～15.0%。

圖1 黃沙泉鐵礦床水文地質(zhì)圖

2.3 隔水巖組

礦區(qū)東部輝綠巖、含鐵玄武巖，呈巖墻狀產(chǎn)出，細-中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石堅硬，裂隙不發(fā)育，面裂隙率＜2.0%，微含裂隙潛水，構(gòu)成礦床相對隔水層，可視為礦床隔水邊界。

2.4 斷裂構(gòu)造破碎帶的富水特征

礦區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，在礦區(qū)起著導水作用，也對礦床起直接充水作用。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂富水、導水，層間斷裂及斷層破碎帶富水、導水，是礦床充水主要因素之一。

2.5 地下水補、逕、排特征及其動態(tài)變化特征

礦區(qū)含水層中的地下水，其補給源主要是大氣降水和雪融水。沿風化裂隙、構(gòu)造裂隙及構(gòu)造破碎帶補給基巖裂隙含水層中地下水，由水位高的位置向水位較低的位置徑流。礦區(qū)地下水以潛流、蒸發(fā)方式排泄。

3 水質(zhì)評價

該區(qū)地下水有些指標不符合生活用水水質(zhì)標準，但區(qū)內(nèi)有北大河河水可供生活所用，其水質(zhì)良好，各項指標均符合生活用水水質(zhì)標準，水化學類型為HCO3--Ca2+-Mg2+型淡水。

4 礦床充水因素及礦坑涌水量

4.1 礦床充水因素

礦床充水因素主要有大氣降水、第四系孔隙潛水、基巖裂隙潛水及斷裂破碎帶裂隙潛水，在未來坑探采礦過程中預計地下水通過裂隙、斷裂及次級斷裂、構(gòu)造破碎帶等導水通道進入巷道，形成礦坑涌水。

4.2 礦坑涌水量計算

礦坑涌水量計算以2964.86m為含水層底板標高，預測3000m中段及下一中段2960m坑道涌水量。采用“大井法”穩(wěn)定流公式計算礦坑涌水量。以含水層平均靜止水位標高、最高水位標高、底板水位標高分別計算礦坑正常涌水量和最大涌水量，采用公式（潛水完整井穩(wěn)定流）如下：

式中：Q-涌水量（m/d）

K-含水層滲透系數(shù)（m/d）

S-水位降深（m）

H-含水層厚度（m）

R0-引用影響半徑（m）

r0-引用半徑（m）

經(jīng)計算，3000m中段坑道正常涌水量和最大涌水量分別為：Q正=521.00m3.d及Q最大=1363.00m3.d；預測2960m中段礦坑正常涌水量和最大涌水量分別為：Q正=713.00m3.d及Q最大=1700.00m3.d。

5 結(jié)論

本次研究工作主要對礦區(qū)水文地質(zhì)條件進行分析，但還存在一些不足之處，后期勘探工作應加強構(gòu)造方面的控制及研究工作。根據(jù)首采地段和開拓系統(tǒng)建設(shè)做好超前探水和其它開采技術(shù)條件研究工作。