王家坪金礦礦區水文地質條件淺析

薛 磊，薛玉山，張 凱，劉新偉，胡西順

（西安西北有色地質研究院有限公司，陜西 西安 710054）

1 區域水文地質

王家坪金礦位于秦嶺山脈南麓，海拔高度890m～1390m，相對高差200m～400m。山勢陡峭，河谷深切，當地侵蝕基準面為海拔890m，屬中低山區。區內屬于秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶，構造線呈東西向[1]。區域內發育較多斷裂構造，以東西向區域性斷裂構造為主，礦區出露地層主要為泥盆系星紅鋪組灰巖[2]。

薛家溝為礦區內的干流水系，由南向北流徑礦區。其屬于季節性流水，雨季暴漲，旱季斷流。流量隨降雨量變化增減。礦區支流有頭條溝、二條溝、西坡、東坡等，均匯入薛家溝。

2 礦區水文地質

2.1 地形地貌

礦區屬于秦嶺山脈南部山地地貌，地勢呈東西向展布，總體東南高，西北低。山勢陡峭，懸崖絕壁多，海拔高度890m～1390m，相對高差200m～400m。植被發育較好，第四系在陰坡覆蓋較厚，陽坡覆蓋較薄。薛家溝標高890m，為礦區最低侵蝕基準面。

2.2 氣候條件

礦區氣候屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的季風性半濕潤山地氣候，四季分明，年平均氣溫13.1℃。7月份溫度最高平均25.4℃，1月份最低平均0.4℃。氣溫垂直分布差異大，絕對高度每升高100m，溫度降低約0.6℃。年平均降雨量671mm～865mm，初夏干旱，夏秋季常出現地方性大暴雨和連陰雨，七月至九月的降雨量占全年的49%，最大日降雨量為199mm，最大時降雨量58.2mm。

2.3 地表水

地表水呈網狀發育，是當地居民的主要飲用水源，水量豐富，水質良好。薛家溝為礦區內的干流水系，由南向北穿過礦區，流入下游薛家溝水庫。其斷面呈U型，河道寬約3m～12m，2013年7月23日暴雨后測得其最大流量為3324.02 L/s，期間水流漫過河床。其余老君溝、頭條溝、二條溝等均屬支溝水系，流量隨降雨量變化顯著，6-9月流量增加，10月開始縮減。

圖1 王家坪礦區地表水動態觀測折線圖

2.4 地下水含水層

區內的地下水類型，按賦存條件可以劃分為第四系松散巖類孔隙潛水、層狀基巖裂隙水和碳酸巖類巖溶裂隙水三種類型[3]。水化學類型屬HCO3-Ca型或HCO3?SO4-Ca?Mg型。

2.4.1 第四系松散巖類孔隙潛水

（1）沖洪積砂礫卵石類孔隙潛水：主要分布于薛家溝、老君溝河谷區，含水層主要由坡積、洪積砂礫卵石組成，厚度0.5m～2.0m。其主要補給來源為溝谷與溝谷兩側基巖裂隙水，排泄至溝谷轉化為地表水，屬弱-中等富水區。

（2）坡積、洪積砂礫卵石孔隙潛水：主要分布于薛家溝、老君溝斜坡地帶，含水層由坡積碎石土、洪積砂礫卵石組成，厚度3m～5m。其補給來源可分為大氣降水和基巖裂隙水兩類，排泄至溝谷轉化為地表水。其分布局限，泉水僅在雨后可見，泉水流量一般小于0.001L/s，水量貧乏，屬極弱富水區。

2.4.2 層狀基巖裂隙水

（1）鈣質板巖千枚巖裂隙水：主要為上泥盆統饅頭山組一套細碎屑巖、鈣質板巖、千枚巖、粘土巖和灰巖。巖石表層風化強烈透水性好，隨深度增加風化裂隙減弱，透水性變差，地下水接受降水補給，隨地形由高向低運移，在近溝谷兩側形成相對富水區。據區域資料，其泉流量＜0.001L/s，屬極弱富水區。

（2）中細粒長石石英砂巖裂隙孔隙水：主要為古道嶺組一套薄層泥砂質灰巖夾砂巖、灰質砂巖、雜礫巖、含礫砂巖夾生物灰巖、砂質白云巖。巖層具有多層結構特點，水位埋深懸殊較大。表層風化強烈，透水性好，隨深度增加風化裂隙減弱，透水性變差。區內基巖雖然節理裂隙發育，但裂隙的閉合性較好，儲集的條件差，地下水貧乏。地下水接受大氣降水補給，隨地形由高向低運移，在近溝谷兩側形成相對富水區。據區域資料顯示，泉流量0.1L/s～1.0L/s，屬弱到極弱富水區。

2.4.3 碳酸巖類巖溶裂隙水

（1）中薄層含泥灰巖夾板巖-巖溶裂隙水：含水巖層為星紅鋪上部一套中薄層泥質灰巖和鈣質板巖，互層產出，雖然節理裂隙發育，但多為壓性或剪切裂隙，閉合性較好。受構造影響，部分張開性節理裂隙多被后期方解石脈或石英脈充填。該地層和構造條件不利于巖溶地下水的形成和發育。該地層內泉水雨后偶見產出，流量極小，屬極弱富水區。

（2）中厚層灰巖-巖溶裂隙水：含水巖層為星紅鋪一段下組，主要巖性為灰巖、白云質灰巖和鈣質板巖。巖溶不發育，形成相對隔水層，受構造影響，層間裂隙發育，形成以層間裂隙運移為主的巖溶裂隙水，巖溶裂隙水具有多層含水的特點。其補給條件差，不利于地下水的越層運移補給，水量貧乏。

3 礦床充水影響因素

礦床充水內在影響因素為構造破碎帶含水層之間的水力聯系程度，外在影響因素為河流流經構造破碎帶的滲透能力和地區降雨量大小。

通過分析得知，降水入滲和構造影響對礦坑充水影響較小。層間巖溶裂隙水，單層儲水能力較小，多層累加，對礦坑充水影響較大。地下開采時，地表水滲漏補給巖溶水，對礦床充水影響較大。沿脈掘進礦坑充水量較小，穿脈掘進形成層間巖溶裂隙水貫通，對礦坑充水影響較大。

4 礦坑涌水里預測

礦區最低開拓水平標高為400m左右，位于當地最低侵蝕基準面以上。由于含礦層厚度大，缺少深部地下水疏干排水資料，礦坑的疏干排水量，利用抽水試驗資料進行估算。礦區地下水主要與地表水滲漏補給巖溶裂隙水有關，而地表水則受大氣降水補給，故礦坑疏干排水與當地降雨量密切相關。據資料顯示，礦區所在地年內月平均降雨量約60.6mm，雨季平均降雨量為143.8mm，其相差2.37倍。礦坑涌水量的大小主要受降水變異系數影響，因此計算的礦坑疏干排水量，可以視為正常礦坑涌水量[4]。

計算公式選用科斯嘉科夫公式：

q—單位長度礦坑疏干排水量(m3/d·m)；

K—滲透系數(m/d)；

H1—巷道中心埋入含水層中的深度(m)；

a—計算系數；

R—影響半徑(m)；

γ—巷道半徑(m)。

表1 礦坑疏干排水量預測表

5 結語

本礦區為基巖裂隙含水層充水的礦床，主要礦體位于當地侵蝕基準面以上，礦床充水主要與地表水滲漏補給層間巖溶裂隙水有關，水文地質邊界簡單，地下水補給條件差，富水性較弱，屬于水文地質條件簡單的礦床。