遼寧省營(yíng)口市某鐵礦水文地質(zhì)條件研究

凌 爽

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

1 自然地理概況

礦區(qū)距營(yíng)口市12km，距大石橋市8km，礦區(qū)為營(yíng)大鐵路、公路。距營(yíng)大鐵路老邊站4km，交通十分方便。其位于千山山脈與下遼河平原接壤地帶，偏平原區(qū)一側(cè)。礦區(qū)地貌屬平原區(qū)孤立小山，平原區(qū)面平坦，海拔高度3m～5m，孤山面積約為0.1km2，最高點(diǎn)海拔45.07m，由多年采礦，采石等原因，現(xiàn)原孤山地勢(shì)為東西長(zhǎng)180m，南北底部寬70m，頂部寬10m，北側(cè)坡角60°，南側(cè)坡角50°的殘存地貌特征。

平原區(qū)略顯東高西低、高差約為2m左右。區(qū)內(nèi)屬勝利河（上游稱(chēng)岳州河、虎莊河）支流，并由多條人工渠道連通。自東向西流入遼河。河流為常年流水河流，水量隨季節(jié)變化。

該區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，特征表現(xiàn)為：陽(yáng)光充足，雨量適中，氣溫適度，四季分明。常年平均溫度7℃～9.5℃，平均最高溫度28.5℃，平均最低溫度-14.6℃。平均降水量620mm～730mm，多集中于夏季，約占三分之二。最大降水強(qiáng)度1981年為370mm。相對(duì)濕度年平均值為66%。

該區(qū)風(fēng)向冬季東北風(fēng)，夏季東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，平均風(fēng)速3.9m/s，最大風(fēng)速20m/s。土壤凍期為11月上旬～翌年3月上旬，凍土層深度106cm～111cm。主要災(zāi)害為地震，該區(qū)位于東部金州斷裂（金山嶺斷裂）和西部郯蘆斷裂帶之間，屬地震活動(dòng)密集帶，震級(jí)（MS）5級(jí)以平均15年一次，震中烈度為6°～9°。1975年海城-營(yíng)口大地震級(jí)（MS）為7.3級(jí)，震中烈度為9°。

該區(qū)經(jīng)濟(jì)類(lèi)型以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主，農(nóng)作物水稻，少量玉米等。水稻為商品糧基地，土地資源豐富有較大發(fā)展前景。其它如養(yǎng)殖業(yè)、交通業(yè)等近幾年來(lái)有較大發(fā)展。電力資源：著口市主電網(wǎng)輸電線(xiàn)饒暖于礦區(qū)西1km，380伏動(dòng)力電 網(wǎng)連接礦區(qū)內(nèi)。

2 礦區(qū)地形地貌特征

征礦區(qū)位于營(yíng)口市老邊區(qū)老邊鄉(xiāng)孫家堡子村一帶，地面積0.2km2，礦區(qū)中心為一長(zhǎng)條狀孤立的山體，呈東西向分布，四周為低洼的平原區(qū)。礦區(qū)地形起伏較大，山體頂部最高點(diǎn)的45.07m，地面高程為4.5m～6.8m，地貌類(lèi)型為下遼河沖積海積局部隆起侵蝕剝蝕殘丘。在礦區(qū)無(wú)較大的地表水系，僅在礦區(qū)北分布5個(gè)養(yǎng)魚(yú)池，儲(chǔ)水量約6萬(wàn)m3左右。

3 地下水徑流、排泄條件

礦區(qū)地型主要以基巖裂隙水為主，其外圍區(qū)為第四紀(jì)海積中細(xì)砂含水層?；鶐r裂隙水，主要接受大氣降水補(bǔ)給，以及地表水體（養(yǎng)魚(yú)池）與第四紀(jì)海積含水層地下水的側(cè)向補(bǔ)給。地下水的徑流循環(huán)及排泄條件較差。地下水水質(zhì)較惡劣，第四紀(jì)地下水及基巖風(fēng)化裂隙水均為咸水。

4 礦床水文地質(zhì)特征

本礦區(qū)中部以基巖出露區(qū)為主，其地下水類(lèi)型主要以基巖風(fēng)化裂隙水為主，局部為構(gòu)造帶裂隙水；在礦區(qū)邊緣為海積乎原第四紀(jì)地層覆蓋區(qū)，其地下水類(lèi)型主要為中細(xì)砂潛水。礦層為角閃磁鐵礦貧礦、磁鐵石英巖，巖石堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育。圍奢為斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片（片麻）巖，沿層間滑動(dòng)構(gòu)造發(fā)育，多產(chǎn) 生綠泥石化和綠泥石片巖，巖石硬度小，較松軟易破碎，沿其層間裂隙有較弱的裂隙水。

4.1 基巖風(fēng)化裂隙水

在礦床區(qū)普遍分布，其巖性主要為斜長(zhǎng)角閃巖、角閃礦等圍巖和礦體，包括與基巖直接接觸的人工堆積的碎石層。厚度一般30m～50m，富水性不均勻，局部不含水。從巖芯鉆探可知東南部風(fēng)化裂隙較北西部發(fā)育，其富水性東南部大于北西部，上部大于下部，但局部由于構(gòu)造作用富水性可能增強(qiáng)。根據(jù)水文地質(zhì)試驗(yàn)資料，靜水位埋深0.5m～1.0m，標(biāo)高4.82m～4.32m，埋深105m以上，鉆孔最大涌水量Qmax=0.215L/s，單位涌水量q=0.0032L/s，含水層的滲透系數(shù)K=0.0068m/d，地下水水化學(xué)類(lèi)型為Cl-Ga，總礦化度為2065.5mg/l，Cl-含量高達(dá)1033.81mg/l，地下水溫12℃，補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，局部為地表水體及上覆第四紀(jì)潛水排泄于山前低洼處，屬于弱含水層。

4.2 構(gòu)造帶裂隙水

分布于基巖風(fēng)化裂隙帶底部，不普遍，僅在局部分布。屬于微弱含水層。其底板埋深60m～100m。從巖芯鉆探資料看，巖芯上可見(jiàn)小的構(gòu)造滑動(dòng)裂隙面，大部被方解石脈、石英脈充填，鉆孔簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，孔內(nèi)水位及循環(huán)液無(wú)異常。

4.3 第四紀(jì)海積中細(xì)砂含水層潛水

分布于基巖出露區(qū)的四周，含水層巖性為中細(xì)砂和粉細(xì)砂，厚度3m～10m，局部夾粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土透鏡體。其頂板為黃褐色粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粘土，厚5m～8m，底板為粉質(zhì)粘土層。含水層透水性較差， 滲透系數(shù)K=1.0m/d，地下水位埋深1.5m～3.5m，單位涌水量q=0.1L/s。地下水水化學(xué)類(lèi)型為Cl-Na型。其補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，排泄條件不好。

5 礦坑涌水量預(yù)測(cè)

5.1 礦坑水的來(lái)源

在基巖出露區(qū)開(kāi)采礦石，礦坑充水主要來(lái)源于基巖裂隙水和大氣降水。地表水和第四系孔隙水補(bǔ)給較弱，礦體東南部構(gòu)造相對(duì)較發(fā)育，富含構(gòu)造裂隙水。礦區(qū)邊緣第四系孔隙水，隨開(kāi)采深度的不斷增加范圍不斷擴(kuò)大，可能對(duì)礦坑充水造成一定影響。

5.2 礦坑涌水量計(jì)算

礦坑涌水量的正確預(yù)測(cè)，主要取決于對(duì)礦坑充水條件的正確分析及計(jì)算參數(shù)和計(jì)算方法的合理選用。根據(jù)本礦區(qū)實(shí)際開(kāi)采條件，主要在基巖出露區(qū)以豎井和水平巷道的開(kāi)采方式為主，因主要以分析計(jì)算法為主，然后作出綜合評(píng)價(jià)。

預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)：

豎井法：豎井開(kāi)采同鉆孔揭露含水層情況基本相同，僅井徑不同，在正常開(kāi)采情況中，水位設(shè)計(jì)降深值最大為-100m時(shí)，基巖滲透系數(shù)取0.021m/d，氧化帶最大厚度取20m，豎井半徑2.5m，豎井最大涌水量為107.0m3/d，影響半徑290m。礦坑涌水量只受基巖風(fēng)化裂隙水的影響，構(gòu)造裂隙水只有穿越構(gòu)造含水層時(shí)才能對(duì)礦坑涌水量造成影響，開(kāi)采至礦坑邊緣時(shí)，第四系含水層水也可能對(duì)豎井進(jìn)行側(cè)向滲入補(bǔ)給，這時(shí)候兩種情況預(yù)測(cè)結(jié)果可能偏小。

坑道系統(tǒng)“大井法”：據(jù)礦體所處位置大都在-100m標(biāo)高以上，采用“大井法”預(yù)測(cè)結(jié)果為礦坑最大涌水量?？拥烂娣e36000m2，東西長(zhǎng)240m，南北寬150m，坑道最大用水量為513.2m3/d，水平巷道最大用水量為130.3m3/d。可供開(kāi)采設(shè)計(jì)依據(jù)。

6 礦區(qū)供水水源評(píng)述

據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件：可選擇供水水源有三：①自來(lái)水，當(dāng)用水量不大，水質(zhì)要求較高時(shí)；②地下水可取東部大石橋附近的地下水；③當(dāng)對(duì)水質(zhì)要求不太高時(shí)，可就近采取地表方塘水和勝利河水。

綜上說(shuō)述，一般生活用水為資料水水供給，工業(yè)用水為勝利河水，距礦區(qū)2km。河水流量較大。

7 環(huán)境地質(zhì)評(píng)述

該區(qū)位于金州斷裂、郯蘆斷裂之間，屬于地震活動(dòng)帶，震級(jí)（MS）5級(jí)以上平均活動(dòng)周期15年，震中烈度6級(jí)～9級(jí)。1975年?duì)I口一海城地震，震級(jí)（MS）7.3級(jí)，震中裂9級(jí)。

該礦區(qū)采礦方法以坑采為主，廢石料較少。礦石與廢石無(wú)有害成分。選礦時(shí)有粉塵污染，應(yīng)做防塵處理。

礦山閉坑后環(huán)境治理：①采坑處理采用回填辦法解決以免塌陷，②回填用料以廢礦石和尾礦為回填料，即解決廢石和尾礦堆放，并治理環(huán)境。

8 結(jié)論

（1）礦床充水類(lèi)型為風(fēng)化帶風(fēng)化裂隙潛水直接接受大氣降水滲入補(bǔ)給，地表水及第四系孔隙水補(bǔ)給較弱。礦體東南部構(gòu)造相對(duì)較發(fā)育，富含構(gòu)造裂隙水，礦區(qū)邊緣第四系含水層潛水，隨開(kāi)強(qiáng)度不斷增加，范圍不斷擴(kuò)大，可能對(duì)礦床充水造成一定影響，開(kāi)采期間有必要可補(bǔ)充一定的水文地質(zhì)工作。

（2）基巖風(fēng)化裂隙水的富水性不均，施工的鉆孔雖用水泥進(jìn)行了封孔，但未作通孔質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)，開(kāi)采期間為預(yù)防地下水的突襲，應(yīng)作好防護(hù)。

（3）礦體大部位于侵蝕基準(zhǔn)面以下，礦坑涌水量513.2m3/d左右，礦床 水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，工程地質(zhì)條件穩(wěn)定，便于礦山開(kāi)采施工。

（4）環(huán)境地質(zhì)條件：坑道開(kāi)采應(yīng)注意氧化帶及構(gòu)造破碎帶崩塌、掉塊、冒頂；廢礦渣堆放應(yīng)選擇合理位置，廢礦坑應(yīng)作回填處理，預(yù)防地面塌陷和人身安全事故。