甘肅省西和縣崖灣銻礦床水文地質(zhì)特征

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730046）

崖灣銻礦床位于甘肅省西和縣銀杏鄉(xiāng)崖灣村南約5公里處，區(qū)內(nèi)屬西秦嶺山系，近東西向走向，次一級(jí)山脈，呈近南北向，主山系武都梁與區(qū)域構(gòu)造線一致，礦區(qū)位于次一級(jí)山脈之中，總觀地貌，屬浸蝕構(gòu)造中高山和剝蝕構(gòu)造中低山區(qū)。該區(qū)位于昆侖秦嶺地槽褶皺區(qū)，在大片基巖山區(qū)賦存有裂隙水及溶蝕裂隙水。地下水分水嶺基本與地表水分水嶺一致。在淺部以裂隙潛水為主，深部為裂隙承壓水或脈狀裂隙承壓水。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦區(qū)含（隔）水層的巖組特征及地下水埋藏條件。

（1）三迭系三渡水組（TS2－3、TS2－1、TS1－4）

主要分布于礦區(qū)北側(cè)，巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育密度為5～8條／米，張開度2mm，裂隙率0.90%～1.30%，裂隙面上有風(fēng)化裂隙水活動(dòng)的黃褐色淋濾物。風(fēng)化帶發(fā)育深度一般為50m～100m，接受大氣降水的下滲補(bǔ)給，富水性較弱，屬碎屑巖類裂隙含水巖組，微含風(fēng)化裂隙潛水。五個(gè)探礦坑道及1610m采礦中段在該位置均有微弱滲水，鉆孔單位涌水量為0.0018L/s·m，巖石滲透系數(shù)為0.001116m/日，巖層含水性和富水性變?nèi)酢?/p>

礦區(qū)所出露的泉水80%為風(fēng)化裂隙下降泉，流量為0.01～3.5升/秒，均隨其季節(jié)而變化或干涸。風(fēng)化帶以下新鮮的巖石未見含水痕跡，可視為相對(duì)隔水層。

（2）三迭系三渡水組（TS1-5）

分布于礦區(qū)南側(cè)，裂隙張開度1.0mm～1.5mm，裂隙率0.040～0.070%，發(fā)育間距50～150cm，巖石中溶蝕裂隙可見，局部可形成大溶洞，CK33-1孔在該層可見0.3m～0.78m的溶洞，鉆孔施工到該層均有小的涌水，涌水量為0.003～0.119L/s。

礦區(qū)所出露的159個(gè)泉水中，巖溶裂隙下降泉占21個(gè)，以流量大、動(dòng)態(tài)變化顯著為特征，泉流量為0.40～33.88升秒，最大流量為30.00～50.00L/s。裂隙及溶蝕現(xiàn)象的發(fā)育隨標(biāo)高的降低有減弱的趨勢(shì)，其下裂隙不發(fā)育的完整新鮮巖石，地下水作用很弱，可視為相對(duì)隔水層。

（3）第四系坡積物（Q）

主要分布于山間河谷兩側(cè)，弱含孔隙潛水。

2 構(gòu)造破碎帶含水特性

（1）走向正斷層（F2）

分布于礦區(qū)中部，是礦區(qū)內(nèi)的主要容礦構(gòu)造。據(jù)調(diào)查該斷裂破碎帶弱含巖溶裂隙水，坑道施工到此處巖石表現(xiàn)為潮濕－微弱滲水。

（2）橫向斷裂破碎帶（F14）

區(qū)內(nèi)橫斷層多屬正斷層或平推斷層。F14平推斷層出露于27－29線之間，該斷層對(duì)六號(hào)礦體起破壞作用，破碎帶內(nèi)巖石呈碎塊狀，雜亂堆積，空隙較大，是礦區(qū)內(nèi)主要的含水體和充水因素。27線剖面的5個(gè)鉆孔揭露該破碎帶時(shí)均發(fā)生不同程度的涌水，地下水涌出孔口并形成水柱。根據(jù)鉆孔涌水試驗(yàn)成果，單位涌水量為0.008～0.281升／秒，破碎帶內(nèi)巖石滲透系數(shù)為0.0074～1.698米／日。該斷裂破碎帶為采礦巷道的主要涌水部位，巖石強(qiáng)烈滲水－流水，流量約為5升/秒或更大些。

表1 各項(xiàng)水文地質(zhì)參數(shù)一覽表

3 礦區(qū)主要充水因素與地下水特征

近地表處的鈣質(zhì)板巖層由于受強(qiáng)烈風(fēng)化作用的影響，風(fēng)化裂隙發(fā)育，發(fā)育厚度一般為50m～100m，該層含風(fēng)化裂隙潛水。

礦區(qū)內(nèi)主要含水體為F14平推斷裂破碎帶，夾于鈣質(zhì)板巖夾薄層灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)砂巖與中厚層灰?guī)r相對(duì)隔水層的中間，二者水力聯(lián)系一般較差，造成深部地下水普遍具有承壓性。較大的出水點(diǎn)均受斷裂控制，斷裂破碎帶F14使（TS1－5）含水層在其影響帶范圍內(nèi)透含水性較強(qiáng)。

礦區(qū)地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水，在淺部形成風(fēng)化裂隙潛水含水層，下部裂隙不發(fā)育的新鮮巖石阻止了地下水的垂直下滲，地下水動(dòng)態(tài)隨降雨量而迅速變化，呈尖錐狀的峰值。主要含水體F14的補(bǔ)給區(qū)在23～31線之間，大氣降水直接或通過第四系復(fù)蓋層間接沿基巖裂隙下滲補(bǔ)給，并順斷裂破碎帶由南向北逕流，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)以泉水的形式排泄，注入沖溝，并受季節(jié)影響而變化較大。

礦床地下水化學(xué)成分比較復(fù)雜，主要有HCO3SO4-CaMg型 水 占36.4%、HCO3SO4-CaNa型 水 占27.3%、HCO3Cl-CaMg型 水 占24.2%、HCO3Cl-NaCa型 水 占12.1%。礦化度小于0.5克／升，一般為0.1～2.0克／升，PH值7.5～8.4,屬低礦化度水，水質(zhì)良好，一般不具有侵蝕性。但在近礦地段，由于地下水溶漓或溶解硫化物的結(jié)果，水中金屬離子含量較高，SO4根離子含量也顯著增加，由中性水遞變?yōu)槿跛嵝运?，礦坑水微具侵蝕性。礦區(qū)北側(cè)太石河地表逕流系數(shù)一般為0.20～0.50。

4 礦坑涌水量預(yù)測(cè)

4.1 地表水與地下水水力聯(lián)系

礦體出露的地面高度與太石河相差達(dá)500m，由于地形坡度較大，大氣降水大部分以地表徑流的形式流入三級(jí)沖溝而排泄，僅有少部分補(bǔ)給地下水。礦山疏排水影響范圍內(nèi)主要含水層與地表水體無水力聯(lián)系，含水層的補(bǔ)給受大氣降水控制且變化很大，地下水不是很豐富，生產(chǎn)礦井中只有在雨季有微弱滲水，平時(shí)巖石干燥，礦區(qū)地形有利于坑道的自然排泄。

4.2 礦坑涌水量計(jì)算

以1610米中段礦坑實(shí)際涌水量資料，估算1580m、1550m中段的礦坑涌水量，以開采Ⅵ號(hào)礦體系統(tǒng)，考慮未來坑道規(guī)模，依25～29線計(jì)算。

設(shè)計(jì)開挖面積（F）:為Ⅵ號(hào)礦體系統(tǒng)在相應(yīng)中段實(shí)際面積之和。靜止水位（H）:采用地表所有鉆孔靜止水位的算術(shù)平均值。

水位降深值（S）:以靜止水位降至各中段底板。礦坑涌水量預(yù)測(cè)采用水文地質(zhì)比擬法進(jìn)行計(jì)算。水文地質(zhì)比擬法公式：

式中：Q1—1610米中段礦坑實(shí)際涌水量（m3/d）；

F1—1610米中段實(shí)際揭露面積（m2）；

S1—1610米中段水位降深（m）；

將水文地質(zhì)參數(shù)代入公式中，計(jì)算結(jié)果見表1。

利用水文地質(zhì)比擬法預(yù)測(cè)的礦坑涌水量與實(shí)際肯定有一定差別，建議僅作為礦山將來指導(dǎo)生產(chǎn)的參考值。

（1）當(dāng)?shù)V坑在27線附近掘進(jìn)揭露含水?dāng)嗔哑扑閹r(shí)，可能會(huì)發(fā)生較大涌水，但因突水量有限，突水時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)（估計(jì)1～10天），生產(chǎn)時(shí)只要注意也不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重危害。

（2）近十多年的民采在崖灣銻礦床所能見礦的位置留下大量采空區(qū)，對(duì)深部充水不會(huì)造成威脅，但為了保證安全生產(chǎn)，礦山應(yīng)把大量民采坑道的調(diào)查工作列入目前生產(chǎn)章程。掘進(jìn)時(shí)利用探桿采用超前探放水的方法，謹(jǐn)防地下水突涌，造成淹井或人身傷亡事故。

（3）1610m中段采坑為整個(gè)礦山的最低開采水平，開采時(shí)只要在各中段做好坑道自然排水工作，即可保證礦山正常生產(chǎn)。

綜上所述，崖灣銻礦床為裂隙充水礦床（第二類）。充水礦床勘探的復(fù)雜程度劃為第一型（簡(jiǎn)單型），屬水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單礦床。

5 礦區(qū)供水條件

對(duì)于礦山大規(guī)模用水可直接取用太石河地表水。太石河自西向東經(jīng)礦區(qū)北側(cè)流入西漢水，屬中等流量的雨水型河流，礦床以上太石河的匯水面積約90Km ，流量變化范圍0.40～20.0m3/s，一般為3～5m3/s，平時(shí)河水清澈透明，無懸浮物；但在大雨或暴雨之際易形成急劇的山洪下泄，河水變得渾濁，含砂量高達(dá)437.32g／l。河水流量與水位隨大氣降水變化而急劇變化為其動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，年變化幅度達(dá)45～130m3/s，據(jù)訪問沿河居民在50年內(nèi)發(fā)生過4～5次較大洪水，即平均約8～10年就有一次較大洪水，同時(shí)伴隨出現(xiàn)一次枯水年。

銻礦經(jīng)過這么多年的生產(chǎn)，對(duì)礦山供水水源地基本未造成污染。但為了保證各種類型用水的安全性，礦山應(yīng)進(jìn)行一次系統(tǒng)性取樣化驗(yàn)，并依各類標(biāo)準(zhǔn)分析后確定。

6 水文地質(zhì)條件分析

甘肅省西和縣崖灣銻礦床風(fēng)化裂隙潛水帶和富水性較弱的裂隙承壓水帶對(duì)礦坑充水的影響很小,F14斷裂破碎帶為未來礦坑的主要涌水體。該礦床為裂隙充水礦床（第二類），充水礦床勘探的復(fù)雜程度劃為第一型（簡(jiǎn)單型），屬水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單礦床。