內(nèi)蒙古某金礦涌水量預(yù)測分析

禹寶利

（核工業(yè)二四三大隊，內(nèi)蒙古 赤峰024000）

1 引言

對于中小型金礦，大多進行單孔抽水試驗，取得參數(shù)后，一般用解析法進行涌水量預(yù)測，其結(jié)果存在一定誤差。在實際調(diào)查中，應(yīng)對礦區(qū)內(nèi)或附近排水工程的排水量進行系統(tǒng)收集整理，用水文地質(zhì)比擬法對新礦區(qū)或坑道工程進行涌水量預(yù)測，結(jié)合解析法預(yù)測結(jié)果分析，給出合理的礦山疏干排水依據(jù)。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)位于內(nèi)蒙古赤峰市境內(nèi)，區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)于酒局子組變質(zhì)細砂巖及炭質(zhì)板巖中，礦區(qū)出露的晚二疊世中粗粒花崗巖，為金礦形成提供了熱源和重要的成礦物質(zhì)來源。礦區(qū)內(nèi)北東及北西向斷裂構(gòu)造或?qū)娱g滑動構(gòu)造，是主要控礦構(gòu)造，對金礦體形成起著重要的控制作用。礦床含金礦脈走向延伸長度大于垂向延深，賦礦標(biāo)高465～560m，具備一定規(guī)模，為中小型金礦床。

3 區(qū)域水文地質(zhì)概況

本區(qū)屬于大陸性干旱半干旱氣候的低山丘陵水文地質(zhì)類型。雨季集中在每年的6～8 月份，為主要降水期，集中全年大部分降水量。地表流域西部屬教來河水系，東部屬牦牛河水系。區(qū)內(nèi)地形南高北低，南部最高海拔721.1m，地形起伏較大，溝谷眾多，植被不發(fā)育，地表覆蓋弱透水層，基巖受構(gòu)造作用擠壓緊密，不利于降水的滲入，造成地下水貧乏。

山前地帶下伏不連續(xù)的松散砂礫石含水層，主要靠接受山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向補給，地下水徑流條件好，單井涌水量小于100m3/d。河谷地帶地勢低平，砂礫石含水層分布比較連續(xù)穩(wěn)定，厚度5～30m，是地下水賦存有利地段，單井涌水量一般為100～1000m3/d。地下水補給區(qū)為基巖山區(qū)，地下水的徑流區(qū)位于山前分布區(qū)，地下水的排泄區(qū)位于溝谷低洼地帶。地下水動態(tài)受水文、氣象等因素控制，地下水位年變幅山區(qū)較大，丘陵區(qū)與河谷地區(qū)相對較小。

4 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦床位于北東向分水嶺上，南部延伸區(qū)外，在基巖裂隙水水文地質(zhì)單元內(nèi)，由數(shù)條近東西向礦體組成。海拔高度506～663m，地表巖石裸露，由下二疊統(tǒng)酒局子組變質(zhì)砂巖、碳質(zhì)板巖組成。

地形切割較強，溝谷流程短，利于降水排泄，構(gòu)造擠壓緊密，張性斷裂多被石英脈充填，山坡坡麓及丘陵普遍覆蓋弱透水的亞黏土、亞砂土，不利降水入滲。

礦區(qū)主要含水巖系巖性為下二疊統(tǒng)酒局子組變質(zhì)細砂巖、碳質(zhì)板巖，富水性弱，且不均一，水位埋深一般35～65m 不等。據(jù)SJ11 豎井資料，地下水位埋藏深度58m，水位降深32m 時，涌水量80.68m3/d，礦化度＜0.5g/L。

礦區(qū)地下水補給源主要為大氣降水，地下水排泄于溝谷潛水。

5 礦床涌水量預(yù)測

礦床涌水量預(yù)測是指在開采前根據(jù)水文地質(zhì)資料，預(yù)測可能涌入礦坑的水量，為礦山采礦排水提供依據(jù)。

礦區(qū)基巖裂隙水的導(dǎo)水性各向異性，礦坑涌水量的影響范圍在平面上視為不規(guī)則的圖形。礦坑涌水量的計算分豎井涌水量預(yù)測和坑道系統(tǒng)涌水量預(yù)測。

根據(jù)礦區(qū)礦床類型，礦體賦存形態(tài)、進水方式，初步確定礦區(qū)開拓方案為豎井開拓，礦坑涌水量采用解析法、水文地質(zhì)比擬法進行涌水量預(yù)測。

5.1 解析法預(yù)測豎井涌水量

5.1.1 計算公式

式中，Q為豎井涌水量，m3/d；K為滲透系數(shù)，m/d；H為含水層厚度，m；S為水位降深，m；R0為引用影響半徑（R0=R+r0）；R為影響半徑，m；r0為引用井半徑，m；F為豎井橫斷面面積，m2。

5.1.2 計算結(jié)果

計算結(jié)果如表1 所示。

表1 豎井涌水量計算成果表

5.2 解析法預(yù)測坑道涌水量

當(dāng)整個坑道系統(tǒng)被疏干時，即S=H，坑道系統(tǒng)涌水量采用“大井法”原理計算。

5.2.1 計算公式

式中，Q為坑道涌水量，m3/d；L為巷道長度，m；R0為引用半徑，m；F為坑道系統(tǒng)面積，m2；其他同前。

5.2.2 計算結(jié)果

計算結(jié)果如表2 所示。

5.3 水文比擬法預(yù)測涌水量

據(jù)SJ11 豎井水量觀測資料，地下水位埋藏深度58m，水位降深32m 時，穩(wěn)定涌水量80.68m3/d。Ⅰ-Ⅱ號礦脈區(qū)與其具有相似的水文地質(zhì)條件采用水文地質(zhì)比擬法預(yù)測涌水量。

表2 坑道系統(tǒng)涌水量計算成果表

礦區(qū)含水巖性為下二疊統(tǒng)酒局子組變質(zhì)細砂巖，地下水具有一定承壓性。

5.3.1 計算公式

式中，Q為豎井預(yù)測涌水量，m3/d；Q1為已知豎井涌水量，m3/d；

S為豎井設(shè)計水位降深，m；S1為已知豎井水位降深，m。

5.3.2 計算結(jié)果

計算結(jié)果如表3 所示。

表3 比擬法豎井系統(tǒng)涌水量計算成果表

6 結(jié)論

利用解析法進行礦區(qū)涌水量預(yù)測與水文地質(zhì)比擬法預(yù)測結(jié)果驗證對比，Ⅰ-Ⅱ號礦脈區(qū)豎井水量預(yù)測相對差值百分比為18.87%，兩者結(jié)果接近。坑道用水量預(yù)測結(jié)果為183.72m3/d，三者結(jié)果對比分析，利用解析法進行礦區(qū)涌水量預(yù)測與水文地質(zhì)比擬法預(yù)測結(jié)果，可作為礦山正常排水參考依據(jù)。坑道用水量預(yù)測結(jié)果可作為礦山最大排水參考依據(jù)。