河北省平泉县沙坨子乡柴家沟钼矿水文地质条件评价

摘 要：本文以地质与水文地质条件为依据，对河北省平泉县沙沱子乡柴家沟钼矿水文地质条件进行评价，论述了矿区地下水形成条件，赋存和分布规律，地下水补、径、排关系，划分了地下水类型和含水层富水性，利用大井法计算该矿区的矿坑涌水量。在此基础上提出结论，为该矿区开采提供理论依据。

关键词：矿区；水文地质；矿坑涌水量；评价

1 绪言

1.1 矿区开采现状

平泉县沙坨子乡柴家沟钼矿前期坑探工程使矿体上部形成一定范围的采空区。矿体围岩较坚硬，岩体较完整，现状基本稳定，局部围岩节理裂隙发育，但未发生地面塌陷、地面沉降、地裂缝等现象。

1.2 气象、水文

本区属大陆季风气候，冬长而寒冷，夏短而炎热，多年平均气温7.8℃。历年最多风向静风、南南西—南西，平均风速1.9m/s瞬时最大风速23m/s。历年最大降水量650.6mm，最小降水量332.3mm，平均降水量476.6mm。

1.3 地形地貌

矿区范围内地形西高东南低，最高点标高约1100m，最低点标高约795m，相对高差305m左右，属低山区。矿区内沟谷主要为柴家沟。柴家沟：北西-南东向延伸，沟宽60-120m，长约2.4km，沟底比降50-180‰，沟谷呈“V”字型，沟谷两侧山体呈不对称分布，局部基岩裸露，山坡坡度30°-60°，植被覆盖率较好。

2 矿区水文地质

2.1 水文地质条件

矿区地下水含水层划分为第四系松散岩类孔隙含水层、岩浆岩类基岩风化裂隙含水层和岩浆岩类基岩构造裂隙含水层三大类型。主要矿体标高290.81-977.77m，区内平均水位标高873.88m，上游汇水面积2.99km2，当地侵蚀基准面标高610m，矿区位于地下水补给区。

2.1.1第四系松散岩类孔隙含水层

主要分布于柴家溝沟谷及两侧斜坡处，呈狭长条带状展布，岩性主要为角砾，褐色，砾石主要为花岗岩及花岗斑岩，砾石一般粒径0.2-3cm，最大大于8cm，砾石以次棱角状为主，光洁度较差，砾石含量50-60%，充填物为砂土，稍湿，稍密。水位埋深在1.50-9.30m，水化学类型为HCO3·SO4-Ca型，通过调查矿区内水井的涌水量约80m3/d<100m3/d，属水量贫乏区。

2.1.2岩浆岩类基岩风化裂隙含水层

矿区内主要分布在柴家沟两侧基岩山地，为矿区内的主要含水层。岩性主要为海西期花岗岩、燕山期花岗斑岩及角砾岩，该层形成时代较早，受风化作用，形成了风化裂隙带，通过对钻孔岩心的观察，强风化、中等风化带中岩心节理裂隙发育，裂隙多呈脉状及网状，裂隙宽度1-3mm，形成风化裂隙水，并以下降泉的形式泄出地表，根据现场调查矿区内泉涌水量小于1L/s，属水量贫乏区。水化学类型为HCO3·SO4-Ca型。

2.1.3岩浆岩类基岩构造裂隙含水层

矿区内主要分布在F2构造破碎带附近及深部基岩构造带中，岩性主要为海西期花岗岩、燕山期花岗斑岩及角砾岩，该层形成时代较早，受地质构造作用，形成了构造裂隙带，仅在构造有利及岩石破碎地段形成构造裂隙水。

2.2 矿区地下水补给、径流、排泄与动态变化

矿区上游汇水面积为2.99km2，属地下水的补给区，地下水的补给来源主要是接受大气降水补给。降雨主要以地表径流向下游排泄，少部分雨水通过基岩裸露山区的裂隙和松散堆积物沿孔隙渗入地下，形成地下径流并以潜流的形式向下游排泄。矿区内地下水的径流方式以第四系松散孔隙及岩浆岩基岩风化裂隙带中的地下径流为主。地下水的排泄除以泉的方式排泄外，主要以地下径流及人工开采的方式向下游排泄。

矿区内第四系层孔隙含水层具有一定的分布范围，而且直接裸露于地表，地层透水性良好，其补给区域与分布区基本一致，易于接受大气降水的补给。以地下径流的方式向下游排泄。

岩浆岩基岩裂隙含水层接受降雨补给，一部分排泄补给第四系冲洪积层孔隙含水层，另一部分在沟谷斜坡陡峭处以泉的形式溢出地表。

地下水的动态受大气降水影响十分明显，最高水位一般出现在6-8月份，与大气降水基本同期，因此地下水位的升降与降雨量的多寡呈现同步关系，但是由于降雨入渗需要一个过程，一般地下水水位上升要滞后降雨5-10天左右。地下水位动态属于降雨入渗-径流-排泄型，年内水位变幅0.5-2.0m。

3 矿区矿坑涌水量预测

3.1 矿床充水因素分析

矿区内矿体主要位于矿区中南部，赋存标高一般290.81～977.77m，矿区地下水位标高平均值为873.88m。主要矿体部分位于侵蚀基准面以下，矿区内标高850以上矿体有利于矿坑自然排水。对于矿区来说，大气降水及基岩风化带裂隙和构造裂隙是矿坑充水的主要因素，但是基岩的强风化及中风化带厚度小于60m，风化带以下岩石较完整，裂隙不发育，富水性较弱，矿区接近地表分水岭，附近无地表水体。基岩的构造裂隙主要为F2破碎带附近，但是在F2断层延长范围内无地表水体，没有与地表水体沟通的可能性，对矿坑涌水量影响较小。综合以上因素分析，本矿床属于以裂隙含水层充水为主的矿床；矿床勘探复杂程度为水文地质条件简单的矿床。

3.2 矿坑涌水量预测

矿床充水的主要含水系统是第四系松散孔隙潜水含水层及基岩风化裂隙含水层，其储水和透水性较弱。矿床开采须将静水位面以下至矿体底板中的裂隙水疏干，因此将静水位面至矿体底板间的岩浆岩概化为含水层。矿区内无地表水体，采用大井法中的无限含水层公式进行矿坑涌水量预测。

大井法计算参数确定及涌水量计算：

渗透系数K=0.0008m/d，含水层厚度H=583.07m，水位降深S=583.07m，矿体面积F=0.1645（km2），引用半径r=230m，影响半径R=1030m，通过计算得矿坑涌水量Q=570m3/d。

4 结论

1）含水岩组主要为第四系松散孔隙含水层、基岩风化裂隙含水层及基岩构造裂隙含水层三大类型。

2）矿床主要充水含水层富水性弱，矿体和围岩含水微弱；属于以裂隙含水层充水为主、水文地质条件简单类型的矿床。

3）该矿区矿坑涌水量为570m3/d。

作者简介：商金超（1988-），男，汉族，河北承德人，本科，助理工程师，研究方向：水文地质、工程地质、环境地质。