摘 要：通過水文地質(zhì)測繪、長期動(dòng)態(tài)觀測、鉆孔簡易水文觀測、坑道水文地質(zhì)測繪及水文地質(zhì)鉆探等大量工作，研究認(rèn)為，鐵礦床以裂隙充水為主，水文地質(zhì)條件屬于簡單類型的礦床。

關(guān)鍵詞：富水性 含水層 水文地質(zhì)條件 礦坑涌水量

中圖分類號(hào)：TD742 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-150-02

源達(dá)鐵礦位于遼寧省本溪市溪湖區(qū)火連寨鎮(zhèn)上堡村。礦區(qū)位于千山山脈的延續(xù)部位，屬遼東淺切割中低山、丘陵山區(qū)。礦區(qū)附近最高海拔標(biāo)高為386m，最低海拔標(biāo)高為225m，相對高差161m。當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面標(biāo)高225m。礦區(qū)附近無地表水體。內(nèi)植被較發(fā)育，多為雜木林。本區(qū)屬中溫帶濕潤氣候區(qū)，屬大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛。年最高氣溫35.5℃，最低氣溫為-37.9℃，年平均氣溫6.9℃；雨季集中在7月初至8月中旬，年降雨量850～900mm；年平均濕度0.64；結(jié)凍期為11月中旬，解凍期為翌年4月中旬，冬季降雪最厚35cm，最大凍土深度1.20m。

目前礦山已形成兩個(gè)豎井、三個(gè)中段。中段開采標(biāo)高分別為+164m、+142m和+120m。

1 水文地質(zhì)條件

礦區(qū)大面積出露混合巖、斜長角閃巖和磁鐵石英巖，均屬弱含水巖體。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為孔隙裂隙水。通過水文地質(zhì)鉆探及巷道水文地質(zhì)測繪，巖性、構(gòu)造不同，富水性、導(dǎo)水性亦不同。

1.1 含水層的含水性

1.1.1 第四系松散巖類孔隙含水層

呈帶狀分布各支溝中，厚度5-8m，由含粘土的砂礫石組成，分選性差和磨園度均較差，礫經(jīng)5～10cm，含水層厚度3.00m左右。受發(fā)布范圍限制，該含水層厚度薄，水質(zhì)差，水量小，發(fā)布不聯(lián)系。岔溝內(nèi)有一淺井，抽水資料顯示水位抽降0.33m，日出水量約有10m3，平水期及枯水期，該淺井地下水接受基巖裂隙水補(bǔ)給，雨季井水溢出井口，旱季水位埋深3.25m。

1.1.2 基巖風(fēng)化裂隙含水層

工作區(qū)內(nèi)出露的地層為鞍山群茨溝組（Arcg），厚度大于600m，地層整體走向北東40～60埃閬蚰隙憬？0～75啊V饕倚暈旌匣ǜ諮搖⑿背そ巧裂搖⒋盤⒀遙淙謊倚圓煌淞嚴(yán)抖己械叵濾⑿緯刪哂幸歡ㄋα檔姆緇嚴(yán)逗恪S捎詵緇嚴(yán)斗⒂潭炔煌凰砸燦脅鉅臁G糠緇疃紉話悴淮笥？0m。向下的弱風(fēng)化帶是由上向下逐漸變?nèi)?，一般?0m～30m之間。據(jù)鉆孔ZK0-3號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料，基巖風(fēng)化裂隙含水帶水位深度為8-45m，單位涌水量0.0061L/m.s，滲透系數(shù)0.0085m/d，地下水類型為水化學(xué)類型為重氯硫酸鈣鈉型低礦化度水，富水性弱。

1.1.3 構(gòu)造裂隙含水含水層

（1）基巖構(gòu)造裂隙含水帶?；鶐r構(gòu)造裂富水性主要取決于構(gòu)造裂隙發(fā)育程度，構(gòu)造越發(fā)育富水性越強(qiáng)。鉆孔巖芯大部分較完整，少部分較破碎，裂隙率0.2-0.4%。根據(jù)坑道水文地質(zhì)測繪，基巖主要發(fā)育北西向構(gòu)造裂隙。根據(jù)ZK0-3號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料，構(gòu)造裂隙含水帶水位深度8-55m，單位涌水量0.003-0.008L/s.m，透系數(shù)0.003-0.008m/d。主要補(bǔ)給來源為大氣降水形成的地表徑流通過松散巖類垂向滲入補(bǔ)給。春季冰雪融化期水位、水量變化較小，6-8月份進(jìn)入汛期后，降雨集中，水量增加，水位上升。進(jìn)入10月份，降水量逐漸減少，地水位緩慢下降。8月份地水位最高，3月份地水位最低；7月份降水量最大，4月份降水量最小。

（2）構(gòu)造破碎帶。礦區(qū)區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，未見有大的斷裂，從鉆孔中提取的斷裂帶上的巖心觀察，構(gòu)造多為壓性，巖心雖有碎裂結(jié)構(gòu)，但被泥質(zhì)膠結(jié)，無裂隙、孔隙等容水空間，故其不透水也不含水，不會(huì)成為礦坑充水的途徑。

1.2 煌斑巖巖隔水層

多發(fā)育在鐵礦體下盤，在所有勘探鉆孔中巖芯都較完整，結(jié)構(gòu)較致密，裂隙不發(fā)育。在鉆孔鉆進(jìn)過程中孔內(nèi)未發(fā)現(xiàn)涌、漏水、坍塌掉塊等現(xiàn)象，含水微弱，可以視為隔水層。

1.3 礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄關(guān)系

區(qū)內(nèi)地形起伏較大，地形坡度較陡，地形有利于地表水的水平徑流，而不利于地下水的垂向滲入補(bǔ)給，大氣降水絕大部分沿坡面徑流流入河谷，由河流向下游排泄，除一小部分蒸發(fā)外，只有少量滲入地下，補(bǔ)給地下水。區(qū)內(nèi)無地表水體，地下水的補(bǔ)給來源主要靠大氣降水。

第四系孔隙松散巖類具弱富水性，是區(qū)內(nèi)透水性最強(qiáng)的含水層，它的補(bǔ)給來源：（1）大氣降水；（2）較高處的基巖裂隙水，該層水由高處向低處徑流。有的以泉的形式溢出地表，有的補(bǔ)向底部的基巖裂隙水，又成為基巖裂隙水的主要補(bǔ)給來源。

基巖風(fēng)化裂隙潛水含水層，具弱富水性，是本區(qū)的弱含水層，它是礦坑水的直接充水含水層，補(bǔ)給來源：（1）大氣降水的滲入補(bǔ)給；（2）上覆的松散巖類孔隙潛水的滲入補(bǔ)給?；鶐r裂隙水由高向低徑流，在山坡和山腳會(huì)以泉的形式溢出地表，或滲入到較低處的松散巖類孔隙水含水層，又成為松散巖類孔隙含水層的補(bǔ)給來源。

在礦區(qū)范圍內(nèi)兩個(gè)含水層之間有著密切的水力聯(lián)系。在徑流過程中，他們之間都能互相貫通、互相轉(zhuǎn)換、互相混合而成為統(tǒng)一體，共同對礦坑起作用。

1.4 地下水動(dòng)態(tài)

根據(jù)礦區(qū)地下水長期觀測資料，礦區(qū)附近降水量較大，地下水埋藏淺，降水對地下水影響較大，地下水位年降幅2.2m，動(dòng)態(tài)變化明顯。礦區(qū)地下水的動(dòng)態(tài)變化與降水量總的走勢是一致的。

1.5 +98m中段礦坑涌水量預(yù)測

礦山開采下一中段為+98m。選用“比擬法”預(yù)測+98m中段礦坑涌水量。根據(jù)坑道巖層，特別是巖層傾角較大及礦床含水層結(jié)構(gòu)、地下水賦存條件和上部坑道開采情況等資料，采用坑道掘進(jìn)長度來計(jì)算、預(yù)測下一中段礦坑涌水量。公式為：

采區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的構(gòu)造破碎帶，斷裂帶均為阻水?dāng)嗔?，決定了礦床充水因素單一，為孔隙裂隙充水礦床，所以采用“比擬法”預(yù)測礦坑涌水量比較準(zhǔn)確，礦坑涌水量確定為等于或小于349m3/d比較符合實(shí)際。需要特別指出的是：礦坑涌水量隨著開采深度、開采面積的增大，礦坑水文地質(zhì)條件必將發(fā)生變化，涌水量也隨著增大。因此，應(yīng)根據(jù)礦床實(shí)際開采情況及涌水量資料，對預(yù)測涌水量數(shù)據(jù)加以修改完善，使其更符合實(shí)際情況下的正常排水。

2 礦床充水因素分析

礦床充水因素既取決于水文地質(zhì)條件，又取決于開拓方式。充水強(qiáng)度受充水水源、途徑以及充水方式的影響。

2.1充水水源

礦區(qū)附近無地表水體，礦坑充水水源主要是裂隙水。

（1）第四系孔隙水。礦區(qū)內(nèi)覆蓋的松散巖類，孔隙度大，滲透性好，大氣降水在地表徑流過程中能垂向入滲地下水。由于礦體賦存于第四系以下，第四系孔隙水直接補(bǔ)給下部的基巖裂隙水，是礦床的間接充水水源。

（2）基巖裂隙水。茨溝組裂隙含水層：直接覆蓋于含礦地層之上，富水性弱，淺部以風(fēng)化裂隙水為主，深部則以構(gòu)造裂隙水為主，但在構(gòu)造發(fā)育地段，富水性會(huì)較強(qiáng)，礦體開采到這些地段，礦坑涌水量會(huì)比正常涌水量增大，該含水層是礦床的直接充水水源。

2.2充水途徑

根據(jù)充水途徑的類型和地下水的水力學(xué)特征，本礦有以下二種通道：

（1）采礦活動(dòng)產(chǎn)生的冒落裂隙。礦山采礦活動(dòng)會(huì)引起冒落及巖石移動(dòng)，將產(chǎn)生大量的裂隙，加大原巖裂隙發(fā)育程度，這些裂隙會(huì)溝通上部含水層與礦坑的水力聯(lián)系，成為礦坑充水的途徑。

（2）封閉不良的鉆孔。鐵礦勘查過程中的所有鉆孔均已封閉，但未經(jīng)行封孔質(zhì)量抽查，封孔質(zhì)量不合乎要求的鉆孔可能會(huì)成為溝通地下水與礦坑的通道。

2.3 充水方式

未來礦山在開采活動(dòng)中，礦坑充水途徑主要以巖石原生和采礦節(jié)理、裂隙為主，一般以滲入補(bǔ)給方式為主。充水方式主要以坑道頂板的滲水、滴水、淋水為主。

3 結(jié)論

長期動(dòng)態(tài)觀測表明，礦坑正常涌水量為315m3/d，預(yù)測+98m中段礦坑正常涌水量為349m3/d。鐵礦體圍巖是混合巖及斜長角閃巖，均屬于弱含水巖體。礦體均賦存在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，礦床充水因素主要是裂隙水，是礦床的直接充水水源，第四系孔隙水直接補(bǔ)給下部的裂隙水，是礦床間接的充水水源。采區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的含水或?qū)畼?gòu)造斷裂帶，決定了礦床充水因素單一，為裂隙充水礦床；礦區(qū)含水層富水性弱，附近沒有地表水體。

基于上述，研究認(rèn)為：鐵礦床水文地質(zhì)類型是以裂隙充水為主，水文地質(zhì)條件屬于簡單的礦床。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王鳳武.遼寧省本溪市源達(dá)鐵礦地質(zhì)詳查報(bào)告[R].遼寧省有色地質(zhì)局106隊(duì)檔案室，2012.