遼寧省營口市某鐵礦水文地質條件研究

凌 爽

（遼寧省地質礦產研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110032）

1 自然地理概況

礦區距營口市12km，距大石橋市8km，礦區為營大鐵路、公路。距營大鐵路老邊站4km，交通十分方便。其位于千山山脈與下遼河平原接壤地帶，偏平原區一側。礦區地貌屬平原區孤立小山，平原區面平坦，海拔高度3m～5m，孤山面積約為0.1km2，最高點海拔45.07m，由多年采礦，采石等原因，現原孤山地勢為東西長180m，南北底部寬70m，頂部寬10m，北側坡角60°，南側坡角50°的殘存地貌特征。

平原區略顯東高西低、高差約為2m左右。區內屬勝利河（上游稱岳州河、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，水量隨季節變化。

該區屬暖溫帶季風氣候區，特征表現為：陽光充足，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。最大降水強度1981年為370mm。相對濕度年平均值為66%。

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

該區經濟類型以農業經濟為主，農作物水稻，少量玉米等。水稻為商品糧基地，土地資源豐富有較大發展前景。其它如養殖業、交通業等近幾年來有較大發展。電力資源：著口市主電網輸電線饒暖于礦區西1km，380伏動力電 網連接礦區內。

2 礦區地形地貌特征

征礦區位于營口市老邊區老邊鄉孫家堡子村一帶，地面積0.2km2，礦區中心為一長條狀孤立的山體，呈東西向分布，四周為低洼的平原區。礦區地形起伏較大，山體頂部最高點的45.07m，地面高程為4.5m～6.8m，地貌類型為下遼河沖積海積局部隆起侵蝕剝蝕殘丘。在礦區無較大的地表水系，僅在礦區北分布5個養魚池，儲水量約6萬m3左右。

3 地下水徑流、排泄條件

礦區地型主要以基巖裂隙水為主，其外圍區為第四紀海積中細砂含水層。基巖裂隙水，主要接受大氣降水補給，以及地表水體（養魚池）與第四紀海積含水層地下水的側向補給。地下水的徑流循環及排泄條件較差。地下水水質較惡劣，第四紀地下水及基巖風化裂隙水均為咸水。

4 礦床水文地質特征

本礦區中部以基巖出露區為主，其地下水類型主要以基巖風化裂隙水為主，局部為構造帶裂隙水；在礦區邊緣為海積乎原第四紀地層覆蓋區，其地下水類型主要為中細砂潛水。礦層為角閃磁鐵礦貧礦、磁鐵石英巖，巖石堅硬，裂隙不發育。圍奢為斜長角閃巖、斜長角閃片（片麻）巖，沿層間滑動構造發育，多產 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 基巖風化裂隙水

在礦床區普遍分布，其巖性主要為斜長角閃巖、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化裂隙較北西部發育，其富水性東南部大于北西部，上部大于下部，但局部由于構造作用富水性可能增強。根據水文地質試驗資料，靜水位埋深0.5m～1.0m，標高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K=0.0068m/d，地下水水化學類型為Cl-Ga，總礦化度為2065.5mg/l，Cl-含量高達1033.81mg/l，地下水溫12℃，補給來源主要為大氣降水，局部為地表水體及上覆第四紀潛水排泄于山前低洼處，屬于弱含水層。

4.2 構造帶裂隙水

分布于基巖風化裂隙帶底部，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，巖芯上可見小的構造滑動裂隙面，大部被方解石脈、石英脈充填，鉆孔簡易水文觀測，孔內水位及循環液無異常。

4.3 第四紀海積中細砂含水層潛水

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

5 礦坑涌水量預測

5.1 礦坑水的來源

在基巖出露區開采礦石，礦坑充水主要來源于基巖裂隙水和大氣降水。地表水和第四系孔隙水補給較弱，礦體東南部構造相對較發育，富含構造裂隙水。礦區邊緣第四系孔隙水，隨開采深度的不斷增加范圍不斷擴大，可能對礦坑充水造成一定影響。

5.2 礦坑涌水量計算

礦坑涌水量的正確預測，主要取決于對礦坑充水條件的正確分析及計算參數和計算方法的合理選用。根據本礦區實際開采條件，主要在基巖出露區以豎井和水平巷道的開采方式為主，因主要以分析計算法為主，然后作出綜合評價。

預測結果評價：

豎井法：豎井開采同鉆孔揭露含水層情況基本相同，僅井徑不同，在正常開采情況中，水位設計降深值最大為-100m時，基巖滲透系數取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化裂隙水的影響，構造裂隙水只有穿越構造含水層時才能對礦坑涌水量造成影響，開采至礦坑邊緣時，第四系含水層水也可能對豎井進行側向滲入補給，這時候兩種情況預測結果可能偏小。

坑道系統“大井法”：據礦體所處位置大都在-100m標高以上，采用“大井法”預測結果為礦坑最大涌水量。坑道面積36000m2，東西長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。可供開采設計依據。

6 礦區供水水源評述

據區域水文地質條件：可選擇供水水源有三：①自來水，當用水量不大，水質要求較高時；②地下水可取東部大石橋附近的地下水；③當對水質要求不太高時，可就近采取地表方塘水和勝利河水。

綜上說述，一般生活用水為資料水水供給，工業用水為勝利河水，距礦區2km。河水流量較大。

7 環境地質評述

該區位于金州斷裂、郯蘆斷裂之間，屬于地震活動帶，震級（MS）5級以上平均活動周期15年，震中烈度6級～9級。1975年營口一海城地震，震級（MS）7.3級，震中裂9級。

該礦區采礦方法以坑采為主，廢石料較少。礦石與廢石無有害成分。選礦時有粉塵污染，應做防塵處理。

礦山閉坑后環境治理：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，并治理環境。

8 結論

（1）礦床充水類型為風化帶風化裂隙潛水直接接受大氣降水滲入補給，地表水及第四系孔隙水補給較弱。礦體東南部構造相對較發育，富含構造裂隙水，礦區邊緣第四系含水層潛水，隨開強度不斷增加，范圍不斷擴大，可能對礦床充水造成一定影響，開采期間有必要可補充一定的水文地質工作。

（2）基巖風化裂隙水的富水性不均，施工的鉆孔雖用水泥進行了封孔，但未作通孔質質量檢測，開采期間為預防地下水的突襲，應作好防護。

（3）礦體大部位于侵蝕基準面以下，礦坑涌水量513.2m3/d左右，礦床 水文地質條件簡單，工程地質條件穩定，便于礦山開采施工。

（4）環境地質條件：坑道開采應注意氧化帶及構造破碎帶崩塌、掉塊、冒頂；廢礦渣堆放應選擇合理位置，廢礦坑應作回填處理，預防地面塌陷和人身安全事故。