■邢海國 李銳 王福祥 徐有光
(四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八三大隊(duì)四川達(dá)州635000)
淺析鄯善縣岔口金礦水文地質(zhì)特征
■邢海國 李銳 王福祥 徐有光
(四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八三大隊(duì)四川達(dá)州635000)
本文作者根據(jù)鄯善縣岔口金礦水文地質(zhì)剖面及其上施工的鉆孔水文地質(zhì)資料、抽水實(shí)驗(yàn)及坑道水文地質(zhì)編錄等工作,研究該礦區(qū)水文地質(zhì)特征,并對未來開采礦坑涌水量進(jìn)行預(yù)測。
鄯善縣岔口 金礦 水文地質(zhì)
1.1 地貌特征
礦區(qū)地形起伏不大,屬低中山丘陵地帶,海拔標(biāo)高1120~1130m,礦區(qū)內(nèi)最高海拔為1137m,相對高差小于50m。微地貌為戈壁狀丘陵荒漠,以坡度緩、比高小的孤立殘山和壟崗狀地形最為發(fā)育,其次為樹枝狀,長條狀沖溝??傮w地勢為南西高北東低。一般地勢是四周高,中間低的小型封閉洼地。
1.2 氣象特征
礦區(qū)屬典型的大陸性干旱氣候。冬冷夏熱,春秋多風(fēng),溫差大,雨量稀少。礦區(qū)內(nèi)長年干旱缺水,無常年地表水體存在,礦區(qū)內(nèi)有兩處小型礦坑含咸水,為礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面,海拔標(biāo)高1121.92m。礦區(qū)附近無居民點(diǎn)。地下水完全依賴于二至三年為一周期的局部地區(qū)暴雨洪流入滲補(bǔ)給,匯流區(qū)降水,由四周高地向中部低地匯流集中,地下水接受補(bǔ)給的地帶只限于洪水沖溝及積水洼地,不僅范圍狹窄,而且時間較短。
2.1 地下水類型
礦區(qū)(床)地下水類型為基巖裂隙水、構(gòu)造裂隙脈狀水。根據(jù)凌云銅礦區(qū)詳查階段ZK1426鉆孔簡易抽水試驗(yàn)資料,鉆孔單位涌水量q=0.00084l/s.m,平均滲透系數(shù)K=0.00024m/d,屬富水性極弱的含水層,水量極貧乏。1977年地礦局水文隊(duì)在礦區(qū)北側(cè)的紅云灘南阿奇克庫都克大斷裂南側(cè)施工水文詳查孔,其結(jié)果無論基巖或大斷裂均不含水,為干孔。紅云灘鐵礦抽水資料,鉆孔單位涌水量小于0.00l/s.m,因此,礦區(qū)巖組的富水性極弱,地下水量極貧乏。
2.2 透水層及相對隔水層
礦區(qū)出露第四系殘坡積、洪積層。殘坡積物主要分布在山坡表層風(fēng)化帶,厚0~5.80米不等,為原巖的巖塊及碎石塊。洪積物主要分布在山坡的坡腳、山間洼地及溪溝中,厚度很薄。松散無膠結(jié)的碎石塊、砂、土及鹽漬物等的混合堆積,孔隙發(fā)育,接受大氣降水的滲入補(bǔ)給,但很快流走。不含水,為透水層。礦區(qū)部分壓性斷裂帶中鈣、硅質(zhì)膠結(jié)良好,不含水,也不透水,為相對隔水層(帶)?;鶐r呈致密塊狀、裂隙不發(fā)育,大多呈閉合狀,有的由石英脈、碳酸鹽脈的充填,不含水,也不透水,為相對隔水層。
2.3 地下水的補(bǔ)給、徑流-排泄條件
由于礦區(qū)及其附近無地表水體,礦區(qū)地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水。但由于氣候極為干旱,降水量極少,因而礦區(qū)地下水補(bǔ)給來源十分貧乏,完全依賴2~3年一周期的暴雨的洪流滲入補(bǔ)給,地下水接受補(bǔ)給的地帶一般只限于洪水沖溝及積水洼地,不僅范圍狹窄,而且時間較短,補(bǔ)給時間只能隨當(dāng)?shù)亟涤曛芷诙?。因此,礦區(qū)地下水的補(bǔ)給來源十分貧乏。
由于礦區(qū)地形平緩,高差不大,在當(dāng)?shù)責(zé)o明顯的侵蝕基準(zhǔn)面,巖石裂隙連通性極差,因而地下水的徑流排泄條件不好,受地形地貌條件的嚴(yán)格控制。地下水以蒸發(fā)排泄為主,表現(xiàn)在地表為鹽漬化。
總之,礦區(qū)內(nèi)降水稀少,地形平緩,地下水補(bǔ)給,逕流,排泄多在封閉山地范圍內(nèi)自成體系,而難以形成區(qū)域性的補(bǔ)給、逕流-排泄系統(tǒng)。
礦區(qū)(床)充水來源,一是大氣降水,二是礦體及圍巖中的基巖裂隙水。大氣降水主要集中在夏季,多為陣雨。一般說來,礦區(qū)內(nèi)降水極少,降水強(qiáng)度極弱,形不成大的地表徑流,因而對礦床開采無大的影響。偶爾有暴雨降落(多年一遇),形成洪水,可修建一簡易排水溝向礦區(qū)東南方向的低洼地帶排走,給礦床開采也不會帶來大的影響。礦體的圍巖及離開斷裂破碎帶的巖層,是致密塊狀、半堅(jiān)硬完整,不含水也不透水的相對隔水層。只有礦體及圍巖中的基巖裂隙水是采礦充水的主要來源。但由于含水量極小,巖層的富水性極弱及補(bǔ)給來源十分貧乏,在采掘初期,水量稍大,以后的水量將越來越小,在開采中很容易排除和疏干。因此對開采影響不大。值得注意的是每年6、7、8月份,會偶降暴雨,形成洪水,對低洼處的構(gòu)筑物造成破壞。
4.1 預(yù)測原則
①由于礦區(qū)(床)地下水為基巖裂隙水,礦床疏干流場范圍內(nèi)無供、隔水邊界存在。裂隙含水巖組可視為一個獨(dú)立的、無限延伸的無壓含水體系,礦井類型可視為潛水完整井。②由于礦區(qū)為內(nèi)陸干旱氣候,年降水量極少,在礦坑涌水量計算時,不考慮降雨對礦坑涌水量的影響。③各礦體賦礦標(biāo)高基本位于地下潛水面以上,因此在不考慮大氣降水影響的情況下,礦床開采基本是在無水的情況下進(jìn)行。與凌云銅礦區(qū)相比,無論是成礦條件、還是水文地質(zhì)條件及地形條件都很相似,參照凌云銅礦區(qū)的礦坑用水量對Ⅱ1礦體的礦坑涌水量進(jìn)行預(yù)測。
4.2 計算方法
根據(jù)礦區(qū)(床)水文地質(zhì)條件及礦坑涌水量預(yù)測原則,礦體開采時的礦坑涌水量只有礦體及圍巖中的基巖裂隙水。開采標(biāo)高1150m以下可視為相對隔水層。地下水運(yùn)動可視為層流、穩(wěn)定流運(yùn)動。故采用地下水動力學(xué)—穩(wěn)定流解析法中的“大井法”來計算礦坑涌水量。
4.3 預(yù)測結(jié)果及其評述
坑道系統(tǒng)1150m標(biāo)高以上涌水量預(yù)測結(jié)果為45.54m3/d,由于裂隙含水層的不均勻性,地下坑道系統(tǒng)在施工中,可能會在局部地段出現(xiàn)滴水或涌水現(xiàn)象,但很快會斷流。而在絕大部分巖層中為干燥的。說明礦區(qū)充水巖層富水性極弱。計算所得結(jié)果數(shù)據(jù)可靠,可以作為礦床開采設(shè)計的依據(jù)。綜上所述,該礦床屬于裂隙水充水的水文地質(zhì)條件簡單型礦區(qū)。
由于礦區(qū)干旱無水,礦區(qū)附近只能提供少量生產(chǎn)施工用的咸水,而且通過水質(zhì)分析,礦坑涌水和附近鹽池的咸水,不能作為生活用水和工業(yè)用水,因此,今后礦區(qū)的工業(yè)和生活用水,只能利用距礦區(qū)220km外的底坎兒鄉(xiāng)或連木沁鄉(xiāng)遠(yuǎn)距離供給。
根據(jù)上述研究,初步提出下列幾點(diǎn)認(rèn)識:(1)礦區(qū)巖組的富水性極弱,地下水量極貧乏,難以形成區(qū)域性的補(bǔ)給、逕流-排泄系統(tǒng)。(2)本礦區(qū)與凌云銅礦區(qū)相比,無論是成礦條件、還是水文地質(zhì)條件及地形條件都很相似,參照凌云銅礦區(qū)的礦坑用水量對Ⅱ1礦體的礦坑涌水量進(jìn)行預(yù)測,所得結(jié)果數(shù)據(jù)可靠,可以作為礦床開采設(shè)計的依據(jù)。(3)該礦床屬于裂隙水充水的水文地質(zhì)條件簡單型礦區(qū)。今后礦區(qū)的工業(yè)和生活用水,只能利用距礦區(qū)220km外的底坎兒鄉(xiāng)或連木沁鄉(xiāng)遠(yuǎn)距離供給。
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P641.4+3[文獻(xiàn)碼]B
1000-405X(2016)-5-131-1