大毛溝金礦礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析及涌水量預(yù)測

李玲玲，李玉林

(甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

大毛溝金礦區(qū)位于燕山山脈中段，平泉與寬城兩縣交界處，面積約0.7km2，最高海拔825.80m，相對高差100m～200m。

交通便利，地形陡峻，區(qū)內(nèi)巖漿巖、片麻巖、安山巖形成低山丘陵，石英巖、石英砂巖、白云巖形成中低山，其間穿插有中、小型的山間河谷。屬半干旱大陸性氣候，降雨集中在每年的7～9月，多年平均降水量570.8mm，多年平均蒸發(fā)量1478.7mm，封凍期在11月至次年3月。

礦化帶總長約1500m，寬50m～100m，分布于馬鞍山雜巖體與中元古界長城系接觸的內(nèi)、外接觸部位。內(nèi)帶圍巖主要是流紋質(zhì)角礫熔巖（Vb）、石英二長斑巖（ηοπ）；外帶圍巖有蝕變白云巖（SDo）、白云巖（Chg2）和石英巖、石英砂巖（Chd2）。

礦帶內(nèi)南部、東部和北部外側(cè)出露中元古界長城系團(tuán)山子組、大洪峪組、高于莊組地層。西部為燕山期中酸性花崗斑巖、石英二長斑巖體。南部為侏羅系安山巖。采用露天開采。

1 礦區(qū)地下水含水層

1.1 第四系洪積 （Qpl）松散層孔隙含水層

第四系洪積松散層主要分布在西岔溝溝底、梁根溝。西岔溝位于主礦體以西50m～250m，由于西岔溝至地表分水嶺只有1km，因此，西岔溝溝底第四系洪積松散層只在雨季含有少量的孔隙性潛水。

梁根溝含水層為亞砂土砂和碎石，富水性中等，水位埋深小于4.0m，井深1.90m～10.8m，單井出水量1～10L/S，礦化度小于1g/L。

1.2 基巖裂隙含水層

1.2.1 中元古界大洪峪組（Chd2）石英巖、石英砂巖裂隙含水層

主要分布在主礦體以東礦化帶的外側(cè)。由灰白色、灰黃色致密塊狀的石英巖、石英砂巖組成。

該巖層以層面裂隙為主，可見北東和北北西兩組裂隙，含有富水性弱～中等的裂隙水。泉水流量小于1L/s，礦化度小于1g/L。

1.2.2 中元古界高于莊組（Chg2）白云巖及蝕變白云巖（SDo）巖溶裂隙含水層

主要分布在主礦體以東礦化帶的外側(cè)。由深灰色、棕褐色白云巖及蝕變白云巖組成，中厚至厚層狀。該巖層以層面裂隙為主，可見北北東、北東和北北西三組裂隙，含有富水性弱～中等的巖溶裂隙水。泉水流量小于1L/s，礦化度小于1g/L。

1.2.3 燕山期巖漿巖裂隙含水層

主要分布在主礦體以西礦化帶的內(nèi)側(cè)。流紋質(zhì)角礫熔巖（Vb）及石英二長斑巖發(fā)育，有風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙，含有微弱的裂隙水。泉水流量小于1L/s，礦化度小于1g/L。

2 礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

2.1 礦區(qū)地下水補(bǔ)給

大氣降水是礦區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來源。基巖裸露區(qū)，降水通過基巖風(fēng)化裂隙滲入補(bǔ)給地下水。第四系覆蓋區(qū)，降水通過松散層孔隙滲入補(bǔ)給地下水。

礦區(qū)雨季集中在7～9月份，由于礦區(qū)年降水量較小，蒸發(fā)量大，因此，地下水位埋藏較大，雨季地下水位稍有抬高，但年變幅不大。

2.2 礦區(qū)地下水徑流

本礦區(qū)處于其地下水系統(tǒng)的徑流區(qū)，礦區(qū)地下水的運(yùn)動主要受巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌因素的控制，地下水流向總的趨勢是由北流向南偏西，其中中元古界大洪峪組（Chd2）石英巖、石英砂巖和中元古界高于莊組（Chg2）白云巖及蝕變白云巖（SDo）的地下水徑流較強(qiáng)。

表1 一日最大降水量頻率計(jì)算表

表2 不同頻率的一日最大降水量計(jì)算

表3 直接降落在露天采坑中的降水量（Q1）

2.3 礦區(qū)地下水排泄

礦區(qū)地下水的排泄以地下徑流為主，排泄到礦區(qū)以外；其次，排泄方式是地下水的蒸發(fā)和植物的蒸騰。

3 礦區(qū)水質(zhì)分析

全區(qū)共采集水質(zhì)分析樣20件進(jìn)行了水質(zhì)分析，經(jīng)分析礦區(qū)水質(zhì)類型為HCO3-Ca、Mg型水。

4 采坑涌水量預(yù)測

本礦區(qū)主要采用露天開采，有車道灣和東山兩個采坑，其涌水量主要由兩部分組成：直接降落在露天采坑中的降水量（Q1）和構(gòu)造裂隙水涌入采坑的地下水補(bǔ)給量（Q2）。

4.1 直接降落在露天采坑中的降水量 （Q1）

根據(jù)多年一日最大降水量，通過理論頻率的計(jì)算，計(jì)算直接降落在露天采坑中、不同概率的降水量，見表1、表2、表3。

根據(jù)不同頻率的一日最大降水量，采用公式Q1=F×H×α計(jì)算直接降落在露天采坑中的降水量如表3，其中車道灣采坑面積2×104m2，東山采坑面積20×104m2，暴雨地表徑流系數(shù)α值選用0.7。

4.2 構(gòu)造裂隙水涌入采坑的地下水補(bǔ)給量（Q2）

采用比擬法[1]計(jì)算車道灣采坑面積擴(kuò)大到20000m2，坑底標(biāo)高430m時的礦坑涌水量為：

同樣，利用比擬法計(jì)算東山采坑面積擴(kuò)大到200000m2，坑底標(biāo)高430m時的礦坑涌水量為：

4.3 總涌水量計(jì)算

露天采坑的涌水量包括直接降落在露天采坑中的降水量（Q1）和構(gòu)造裂隙水涌入采坑的地下水補(bǔ)給量（Q2）兩部分，其總量見表4。

表4 露天采坑的涌水量

5 結(jié)語

綜上所述，本礦區(qū)是以裂隙水為主、水質(zhì)較好，水文地質(zhì)條件簡單。露天開采過程中，大氣降水為礦坑涌水量的主要來源，對礦山生產(chǎn)的安全構(gòu)成危脅。因此，必須開挖排水溝，防止地表徑流、尤其是岔溝地表洪水潰入露天采坑，同時要配備防洪排水設(shè)施，保證礦山露天開采的安全。