巴基斯坦山达克铜矿北矿段水文地质条件分析

周宇

摘 要 为了基本查明山达克铜矿北矿段水文地质条件，评价矿床开采技术条件，根据在山达克北矿段进行的地质勘查，本文主要介绍了矿区内水文地质条件及矿床充水因素，并预测矿坑涌水量。

关键词 巴基斯坦；山达克；水文地质；水资源

中图分类号 P64 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0107-01

1 自然地理及水文特征概况

山达克（Saindak）矿区位于巴基斯坦俾路支省（Baluchistan）西北边陲的阿木拉夫（Amalaf）村南西侧，西邻伊朗，北邻阿富汗。

矿区无长流水系，仅见干枯河床，暴雨时地表水流向总体由西向东。区内年降雨量为7.2mm～187.6mm，年平均降雨量60.2mm，月最大降雨量94mm（2005-2），日最大降雨量36mm（2005-2），由于干旱少雨，基本上没有植被，沙尘暴天气时有出现，持续时间一般1～4天。

2 区域水文地质概况

由于矿区炎热干旱少雨，年平均降雨量60.2mm，地下水水位埋深大，且缺乏相关区域地质资料及泉点信息，故未能此天然泉点流量作为划分含水层富水性的依据，仅能根据矿区含（隔）水层注水试验资料、邻近矿区（南矿体露天采场）的矿坑涌水量以及各含隔水层与矿床的关系，结合以往的水文地质观测资料、邻近矿区钻孔水文资料，按地下水类型、充水含水层介质类型划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、火山岩类裂隙水、侵入岩类裂隙水4类。

3 矿区水文地质条件 3.1 钻探工程揭露水文地质特征

北矿段地质勘探共布置钻孔37个，在施工过程中对其中33个钻孔进行简易水文地质观测，并对所有施工钻探工程进行水文地质编录。

矿区钻孔水流溶蚀现象分布较广，多由大气降水及生产用水沿断层破碎带、基岩与风化带接触面、安山斑岩侵入接触面下渗所致，钻孔施工工程中，相邻钻孔间动水位及冲洗液消耗无明显变化，钻孔终孔后其孔内水位未受相邻钻孔水位影响，区内地下水流溶蚀程度较浅，尚未形成大规模连续分布带，及对裂隙水赋存空间有影响，但影响范围很小，对矿体及围岩透水性影响较小。

3.2 地下水的补给、径流、排泄特征

矿区地下水的主要补给源是大气降水，大气降水通过风化裂隙及构造裂隙以地下水的形式由西向东运移。其中一部分地下水由于透水条件及地形的变化，以蒸发的形式排泄，另一部分垂直渗透的地下水则通过构造裂隙，风化裂隙及层状裂隙渗入成为矿区地下水的主要补给源。

3.3 矿床充水因素

山达克铜金矿北矿体属规模较小、品位低的斑岩型铜矿床。因矿区处于近东西向的丘陵河谷地带，周边无常年泉点及河流，雨季首采区西部、西南部易形成季节性河流汇流自西向东流经露天采场，形成矿坑季节性充水水源，故开采矿床前于露天开采境界上口西侧对季节性河流进行截道改流，使其沿自南向北流出矿区。就目前拟定开采方案而言，未来矿床主要充水因素为。

3.3.1 大气降雨对矿床充水的影响

工作区处于近东西向的丘陵河谷地带，周边无常年地表水体，四周地形切割相对强烈，由于植被不发育，基岩裸露，受构造运动及风化作用的影响，裂隙发育，岩体破碎，风化剧烈，有利于大气降雨的表层渗入，少部分夹带大量风化基岩碎块随地形地貌形成季节性河流，大部分大气降水直接以雨水方式汇入矿坑，少部分通过第四系松散堆积物、周边围岩、矿体顶板裂隙侧漏、渗透进入矿坑。

3.3.2 地下水对矿床充水的影响

矿体赋存于巨厚的包气带中，矿区范围内无常年地表水体，钻孔揭露该区地下水位高程小于644.11m，区内施工钻孔冲洗液消耗量小，以返水为主，钻孔施工结束后孔内残留冲洗液水位长期保持不变，无明显下渗现象，区内无明显导水构造发育。

3.3.3 生产生活用水的排泄、下渗对矿床充水的影响

区内生产生活用水皆由车辆自周边水厂运输至矿区，首采区与周边水厂地势较平缓，生产生活用水无法形成季节性河流自西向东排泄出矿区，大部分通过风化带及裂隙渗入矿体。除此之外，因水厂管道局部老化，部分生活生产用水亦通过泄露渗入矿床。因矿区年降雨量小，蒸发量大，干旱时节生产生活用水的排泄、下渗是矿床主要充水水源。

总体来说，矿体及其围岩透水性弱，区内无明确透水构造，赋存于基岩中的生活生产用水、包气带水通过围岩渗透补给矿坑充水量有限。矿床露天开采最低标高为753m，区内及相邻地下水对矿坑充水无影响，生产生活用水的排泄和下渗有限。综上所述，大气降雨是矿床的主要充水水源。

3.4 矿坑涌水量预测及供水方向

3.4.1 涌水量计算方法选择

现拟定开采方式为露天开采，开采境界上口：长800m，宽500m；境界底长200m，宽80m；开采深度227m，境界底标高753m，封闭圈标高950m。以矿区所处水文地质单元地表水、地下水补、径、排特征，本次钻孔（ZK1500）揭露最低标高644.11m未见地下水位，结合矿区露天开采境界圈定结果，此次涌水量计算仅考虑大气降雨因素，计算最低标高为753m。确定以露天采矿场降雨迳流量来计算此次矿坑涌水量。

3.4.2 计算方法

正常降雨迳流量（Qz）计算公式：

Qz=FHφ

式中，F——坑采泵站负担的最大汇水面积；H——正常降雨量；

φ——正常地表迳流系数。

3.4.3 计算参数的选取

1）汇水面积F的圈定

汇水面积F露头境界内取开采境界上口面积，为320 830.93m2。境界外汇水面积结合截水沟及分水岭、补给范围综合确定，为982 919.83m2。

2）降雨量

一般矿区按雨季平均降雨量作为正常降雨量，据近10年气象资料可知，山达克矿区正常降雨量为0.33mm，多年雨季日最大降雨量为36mm。

3）地表迳流系数

取地表迳流系数经验值，境界内取0.8，境界外取0.2。

3.4.4 涌水量预测结果

按上述公式及参数计算，所得结果见表1。

4 结论

山达克北矿段地区常年干旱，地表水匮乏，大气降雨是矿床的主要充水水源。

本次计算的矿坑涌水量是在查明矿区水文地质条件及矿床涌水因素的基础上，结合2004年至2013年矿区气象资料及矿床设计开采方案计算的，计算结果较可靠。同时，矿山今后应注意加强矿坑水动态观测和深部地下水赋存状况调查工作，掌握矿坑涌水的动储量年变化，并加强对通过含水层河道松散沉积物的勘查，检查是否存在渗漏段。还应并注意沟谷治理、生产生活用水的排泄，防止雨季沟谷水直接入坑的问题发生。

参考文献

[1]张人权，梁杏，等.水文地质学基础[M].北京：北京地质出版社，2001.

[2]杨伟谋，刘永全.矿床充水条件分析[J].四川建材，2007，33（5）.

[3]张本臣，刘喜信，孙传斌.矿坑涌水量预测的影响因素分析[J].吉林地质，2006，25（1）：58-61.