新疆哈巴河哲蘭德礦區(qū)水文地質特征及礦坑涌水量預測

（新疆地礦局第十一地質大隊，新疆 昌吉 831100）

1 自然地理概況

礦區(qū)位于區(qū)域的東南部，最高為西北部，海拔標高716.20m，最低為南部，海拔標高660.80m，相對高差一般20-30米，最大相對高差55.40m，地形較為平坦，呈波狀起伏，地形切割較弱。河谷及沖溝多呈寬緩的“V”字型，但在進入額爾齊斯河谷平原處，地形切割稍強，地表坡度一般在5°～20°；地形總勢北西高南東低，寬緩沖溝較發(fā)育，有利于地表水排泄。礦區(qū)主要河流為布哈依塔勒德河，源于北部低山區(qū)，受大氣降水的控制，5-7月為洪水期，10月至翌年3月為枯水期[1]。該河源頭至流出本區(qū)，落差約150米。位于花崗巖與變質巖交界處的地段，河床平坦開闊，洼地內堆積了粘質粉砂、含礫腐殖土。變質巖區(qū)內，落差增大，下切至基巖，使厚達7.0米的沖洪積砂土、砂礫石層，構成基座階地。河水進入山前沖洪積砂礫石、中粗粒砂巖層時，河床較開闊，切割作用減弱，河水最終補給平原區(qū)地下水。該河最大流量0.227m3/s,最小流量僅0.053m3/秒，水化學類型HCO3·SO4-Ca·Na,礦化度在0.43-0.69克/升之間。

2 礦區(qū)水文地質特征

（1）含（隔）水層的劃分.本次將礦區(qū)相關地層劃分為4個含（隔）水層（段）。包括第四系全新統沖積層孔隙潛水含水層、第四系全新統殘坡積層透水不含水層、中泥盆統托克薩雷組基巖裂隙弱富水含水層、華力西中期基巖裂隙含水層。礦區(qū)出露地層主要為中泥盆統托克薩雷組，少量閃長巖脈，第四系松散沉積物，地層巖性主要為變質砂巖、絹云綠泥石英千枚巖、絹云石英千枚巖、變砂巖等，地下水埋深39.41-47.95m，含水層厚度115.80-273.99m。據鉆孔的抽水試驗資料、單孔涌水量分別3.06m3/日、4.03m3/日，滲透系數（K）0.0011m/日、0.0016m/日，影響半徑(R)=19.14米、18.87米，鉆孔單位涌水量（q）=0.0013升/秒·米、0.0022升/秒·米（q＜0.1升/秒·米，泉流量最大可達12.7升/秒，一般在0.26-2.6升/秒之間。水化學類型以HCO3·SO4-Ca·Na為主，礦化度小于1克/升，PH=8.5。屬弱富水的潛水含水層。

（2）地下水與地表水間的水力聯系。布哈依塔勒德河從礦區(qū)中部通過，最大流量為0.227m3/秒（洪水期5-8月），最小流量為0.053m3/秒（枯水期1-3月），年平均流量為0.14m3/秒，年徑流量為0.044億m3。據本次調查資料，基巖裂隙弱富水潛水含水層與地表水有密切的水力聯系，測流成果表明礦區(qū)內為基巖裂隙水補給地表水[2]。布哈依塔勒德河上游斷面至下游斷面，沿途1.0千米，河流水量增量0.037m3/s?？梢娫摵恿餮赝窘邮芤徊糠值叵滤难a給。距哲蘭德礦區(qū)最近的河流為布哈依塔勒德河，該河地表水與中泥盆統托克薩雷組基巖裂隙弱富水含水層之間存在一定的水力聯系，由于河水流量較小，補給有限。鄰區(qū)開采巷道系統中排水量僅36m3/日。礦區(qū)內抽水試驗成果表明，基巖裂隙水滲透性較差，（K）值在0.0011-0.0016m/日。通過上述成果資料分析，旁河建井河水與地下水之間有水力聯系，但不密切。

（3）地下水補給、徑流、排泄條件。通過對區(qū)域水文地質條件的認識和了解，并結合礦區(qū)的氣候因素、地形、地貌條件及構造因素，礦區(qū)內地下水主要補給源為北側地下水的側向徑流補給,次為中低山區(qū)的大氣降水，冰雪消融水的補給，大氣降水和冰雪消融水通過基巖風化裂隙垂直入滲補給基巖潛水含水層。地下水總體運動方向與區(qū)域地下水運動方向相一致,基本由北向南徑流。區(qū)內為內陸阿勒泰山前低山丘陵地帶,東部布哈依塔勒德河侵蝕切割相對較強烈，形成近南北向弧形寬緩中等切割的“U”字型谷。

（4）礦床充水因素分析。①中泥盆統托克薩雷組基巖裂隙水。礦區(qū)內施工鉆孔均揭露到該含水層，鉆孔揭露礦體頂（底）板巖石為絹云石英千枚巖、變砂巖、絹云綠泥千枚巖、閃長巖，部分鉆孔發(fā)生漏水。通過鉆孔抽水試驗，并結合區(qū)內現有生產礦井，鄰近礦井走訪調查資料，現已查明礦層頂（底）板均有含水層存在，由于受基巖節(jié)理、裂隙發(fā)育程度的影響含水層之間的水力聯系在局部呈各向異性。從區(qū)內生產礦井開拓情況分析，礦區(qū)主要充水水源來自礦層頂（底）板基巖裂隙弱富水含水層。

因此，礦層頂（底）板基巖裂隙水將成為未來開拓巷道時的重要充水水源之一。②構造。礦區(qū)內發(fā)育的斷裂，主要有F5，總體向北東傾斜，其導水性、富水性相對較好，因此，斷裂構造會成為礦床開拓時的充水因素，但由于地下水循環(huán)條件差，地下水補給有限，未來礦床開拓時礦坑涌水量較小，因此構造不會成為礦床開拓時的充水因素。③大氣降水及暫時性地表水流。礦區(qū)地層地表總體露頭較好，部分表層第四系殘坡積層發(fā)育，但厚度較小。當井下礦層開采后，打破了巖層原有的穩(wěn)定性，使上覆巖層節(jié)理、裂隙增大。大氣降水和冰雪消融水易通過地表風化裂隙向下滲透進入礦井，造成礦坑涌水量增大，甚至造成淹井事故，因引起未來礦方的重視。

3 礦坑涌水量預測

3.1 采用大井法進行預算

礦坑正常涌水量預測，選擇潛水計算公式：

將相關數據帶入公式：

3.2 涌水量預算結果評述

通過上述大井法對礦坑涌水量的預算可知：大井法的預算結果（540m水平）正常值的修約值為112m3/日，最大值為162m3/日。本次工作運用大井法進行了礦井涌水量的預算，但就其預算依據、過程及結果而言均較客觀，可以作為未來建井時的參考依據。

該區(qū)屬溫帶寒冷干旱氣候區(qū)，年降水量170200mm，5～8月為多雨季節(jié)水，特別是多年一遇的特大暴雨，暴雨期要加強排水，做好井采系統周邊的防洪措施。

4 水文化地質勘探類型劃分

礦區(qū)位于阿勒泰前山低山丘陵地帶,地形總勢北高南低，地形起伏不大，地表坡度相對較小，沖溝不甚發(fā)育，侵蝕切割較弱，較有利于地表水的排泄，礦區(qū)內含水層與含水層之間存在著節(jié)理、裂隙不甚發(fā)育的地段。使得地下水滲流速度因地而異，因此地下水的循環(huán)條件具一定的差異性，從而導致了含水層之間的水力聯系較微弱。地下水主要接受地下水側向徑流補給，其次接受大氣降水入滲補給。直接充水含水層單位涌水量小于0.1升/秒·米，因此依據中華人民共和國地質礦產行業(yè)標準《巖金礦地質勘查規(guī)范》（DZ/T0205-2002）、《礦區(qū)水文地質工程地質勘查規(guī)范》（GB12719-91）將哲蘭德礦區(qū)水文地質勘查類型劃為二類一型，即以裂隙含水層為主，水文地質條件簡單的礦床。

5 結語

在本文的敘述過程中，通過對礦區(qū)地理概況和水文地質條件的分析，闡明了礦區(qū)地下水的補給、徑流、排泄條件，礦床的充水因素及進行了涌水量的預測，確定了該礦床的水文地質勘探類型，提出了礦山的供水水源方向，為該礦區(qū)后續(xù)水文地質調查工作的布置提供了主要依據。

[1]國家技術監(jiān)督局.礦區(qū)水文地質工程地質勘探規(guī)范（GB12719-91）[S].中國標準出版社，1991.8.

[2]中國地質調查局.水文地質手冊（第二版）[S].北京:地質出版社，2012.9.