蓬萊市西南王金礦區(qū)水文地質(zhì)特征及涌水量預測

王大為 王玉蓮

摘要：山東省蓬萊市西南王地區(qū)賦存巖金礦藏，礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬于簡單型。對勘查區(qū)域進行簡易水文地質(zhì)觀測25孔，水文地質(zhì)編錄15孔， 2個水文地質(zhì)孔進行抽水試驗，查明了礦區(qū)水文地質(zhì)條件，對礦床充水因素進行了分析，采用大井法和比擬法對豎井以及坑道進行涌水量預測，能夠為礦山開發(fā)利用提供地學依據(jù)。

關鍵詞：水文地質(zhì)條件；含水層；涌水量預測；西南王金礦；蓬萊市

1 地質(zhì)背景

西南王金礦區(qū)位置屬于華北板塊Ⅰ、膠遼隆起區(qū)Ⅲ、膠北隆起Ⅲa、膠北斷隆Ⅲal、膠北凸起Ⅲal3（Ⅴ）。區(qū)域礦產(chǎn)以金礦著稱于世，巖金礦床主要產(chǎn)于玲瓏序列巖體的邊緣地帶，其次產(chǎn)于巖體內(nèi)部及玲瓏序列與郭家?guī)X序列接觸帶，均受控于北北東—北東向斷裂構造。

礦區(qū)巖漿巖以中生代燕山早期郭家?guī)X序列羅家單元的斑狀中粒含黑云二長花崗巖為主，次為新太古代棲霞序列回龍夼單元的含黑云英云閃長質(zhì)片麻巖和譚格莊序列牟家單元的片麻狀細粒奧長花崗巖及少量脈巖。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

礦區(qū)處于蔚陽河水文地質(zhì)單元上游補給區(qū)，地貌上屬低丘陵區(qū)，地形整體東高西低，相對高差30-50m，地形坡度5-20°，局部直立。當?shù)刈畹颓治g基準面為蔚陽河河床流出區(qū)域最低標高+41.20m，礦體大部分在當?shù)厍治g基準面以下。

2.2 氣象水文

地處中緯度，屬暖溫帶季風區(qū)大陸性氣候，年平均氣溫11.7℃，年平均日最高氣溫28.8℃，年平均日最低氣溫-2.3℃，極端最高氣溫38.8℃，極端最低氣溫-14.9℃，年平均降水量664mm，年平均日照量2826小時，無霜期平均206天，相對濕度65%，年均風速5.2米/秒，無洪水，不受臺風影響。

礦區(qū)內(nèi)地表水不發(fā)育，周邊主要為蔚陽河，具源短、量少特征，屬寬淺的季節(jié)性河流。

2.3 主要含水巖層（體）水文地質(zhì)特征

根據(jù)巖性、地下水賦存條件和水理性質(zhì)，將本區(qū)地下水含水層分為松散巖類孔隙水含水層、基巖風化帶含水層、基巖裂隙含水層、隔水巖層四種類型。

2.3.1松散巖類孔隙水含水層

主要分布在蔚陽河沿線一帶，呈帶狀分布，巖性主要以含礫中粗砂、砂質(zhì)粉土為主，厚度2.0-7.0m。水位埋深4m左右，該層透水性一般，富水性中等。水質(zhì)類型為SO4·Cl-Ca·Mg ，礦化度為0.61-0.84g/l。

2.3.2基巖裂隙含水層

主要分布于含礦蝕變帶及其兩側地帶，巖性為黃鐵絹英巖化花崗巖、二長花崗巖，裂隙較不發(fā)育，局部發(fā)育小裂隙面，裂面多被碳酸鹽及綠泥石充填，透水性弱，單位涌水量0.073-0.085 l/s·m，滲透系數(shù)0.0151-0.0177m/d，屬弱富水含水層。

2.3.3隔水巖層

分布于中深部地區(qū)，巖性主要為二長花崗巖和奧長花崗巖，巖石結構致密，完整性好，裂隙不發(fā)育，巖體不含水。

3 礦坑涌水量預測

3.1 礦床充水因素分析

大氣降水與礦坑不接觸，中間也無直接過水通道，是礦坑的非充水水源。蔚陽河及其支流與礦床充水的關系相對較弱，且沒有直接充水通道，對礦床開采不會產(chǎn)生明顯影響，為礦坑的非充水水源。基巖風化帶含水層與礦坑不接觸，其地下水不能直接進入礦坑，但基巖風化帶含水層可通過豎井及構造裂隙進入坑道，是礦坑的間接充水水源?；鶐r裂隙水含水層包含了礦床的主礦體，是礦床開采的主要巖層，其地下水是礦坑的直接充水水源。

3.2 礦床邊界條件

礦床的直接充水含水層為基巖裂隙含水層，巖性為二長花崗巖，透水性弱，補給、排泄條件較差，為了簡化條件，便于計算，將其視為水平無限均質(zhì)含水層。

3.3 計算方法確定及公式選擇

礦山開采方式為巷道開采，對礦床的豎井涌水量按裸壁做概略的預測，豎井施工時其條件與大口徑管井相同，利用鉆孔抽水試驗所得的滲透系數(shù)，代于管井公式采用大井法直接計算豎井涌水量。

考慮到探礦權范圍內(nèi)礦體與本次詳查礦體同在一個成礦帶，各種條件相近，經(jīng)多年開采積累了一定的排水資料，其礦坑排水量是多種復雜因素綜合作用的代表，因此，選擇水文地質(zhì)比擬法對本礦床礦坑涌水量進行預測，便于參考對比。

（1）大井法計算公式[3]

Q = R=2Sw R0=R+r0

Q—預測坑道涌水量；

K—滲透系數(shù)：采用鉆孔抽水試驗求得平均滲透系數(shù)；

H—含水層厚度：靜止水位到坑道底部深度，靜水位采用簡易水文地質(zhì)觀測鉆孔的終孔穩(wěn)定水位標高平均值；

Sw—水位降深值：巷道疏干；

R—影響半徑；R0—引用影響半徑；r—大井引用半徑。

（2）比擬法公式：

Q= Q 1 r =0.25a r1=0.25a1

Q-估測礦坑涌水量（m3/d）；Q1-已知礦坑涌水量：根據(jù)-64m坑道疏排水資料取平均值190.85 m3/d；S1-已知礦坑水位降深：根據(jù)-64m坑道疏排水資料取值110.41m；r1-調(diào)查涌水量坑道的引用半徑（m）：即r1=0.25a1；S-預測坑道的水位降深值（m）：-200m中段244.41m，-300m中段344.41m；r-預測坑道引用半徑（m）：r=0.25a。

3.4 礦坑涌水量預測結果及評述

大井法：是假設礦床在原始狀態(tài)下，短期內(nèi)便施工至預測標高和規(guī)模時的涌水量，實際礦床開采時是由淺至深，由短至長逐漸形成，會疏干部分淺部地下水，預測結果明顯偏大。

比擬法：是利用已有坑道的排水資料結合礦床的實際情況預測的礦坑涌水量。預測的礦坑涌水量是多種水文地質(zhì)因素的綜合體現(xiàn)，代表性強，準確度相對較高。根據(jù)現(xiàn)有坑道資料最大涌水量是平均涌水量的1.1倍，故-200m中段最大涌水量為541.00 m?/d，-300m中段最大涌水量為642.21m?/d。

估測結果是在現(xiàn)有開采條件下取得的，如改變開采條件或礦床的邊界條件，則礦坑的實際涌水量也將隨之改變。

參考文獻：

[1]鈕濤，呂軍陽，王大為，等.山東省蓬萊市西南王礦區(qū)深部及外圍金礦詳查報告.2014.

[2]GB12719-91.礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范.1991.

[3]河北省地質(zhì)局水文地質(zhì)四大隊.水文地質(zhì)手冊.北京：地質(zhì)出版社，1978：547-731.