甘肃省西和县崖湾锑矿床水文地质特征

2018-03-24

世界有色金属 2018年1期

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院,甘肃兰州 730046）

崖湾锑矿床位于甘肃省西和县银杏乡崖湾村南约5公里处，区内属西秦岭山系，近东西向走向，次一级山脉，呈近南北向，主山系武都梁与区域构造线一致，矿区位于次一级山脉之中，总观地貌，属浸蚀构造中高山和剥蚀构造中低山区。该区位于昆仑秦岭地槽褶皱区，在大片基岩山区赋存有裂隙水及溶蚀裂隙水。地下水分水岭基本与地表水分水岭一致。在浅部以裂隙潜水为主，深部为裂隙承压水或脉状裂隙承压水。

1 矿区水文地质条件

矿区含（隔）水层的岩组特征及地下水埋藏条件。

（1）三迭系三渡水组（TS2－3、TS2－1、TS1－4）

主要分布于矿区北侧，岩石风化裂隙发育密度为5～8条／米，张开度2mm，裂隙率0.90%～1.30%，裂隙面上有风化裂隙水活动的黄褐色淋滤物。风化带发育深度一般为50m～100m，接受大气降水的下渗补给，富水性较弱，属碎屑岩类裂隙含水岩组，微含风化裂隙潜水。五个探矿坑道及1610m采矿中段在该位置均有微弱渗水，钻孔单位涌水量为0.0018L/s·m，岩石渗透系数为0.001116m/日，岩层含水性和富水性变弱。

矿区所出露的泉水80%为风化裂隙下降泉，流量为0.01～3.5升/秒，均随其季节而变化或干涸。风化带以下新鲜的岩石未见含水痕迹，可视为相对隔水层。

（2）三迭系三渡水组（TS1-5）

分布于矿区南侧，裂隙张开度1.0mm～1.5mm，裂隙率0.040～0.070%，发育间距50～150cm，岩石中溶蚀裂隙可见，局部可形成大溶洞，CK33-1孔在该层可见0.3m～0.78m的溶洞，钻孔施工到该层均有小的涌水，涌水量为0.003～0.119L/s。

矿区所出露的159个泉水中，岩溶裂隙下降泉占21个，以流量大、动态变化显著为特征，泉流量为0.40～33.88升秒，最大流量为30.00～50.00L/s。裂隙及溶蚀现象的发育随标高的降低有减弱的趋势，其下裂隙不发育的完整新鲜岩石，地下水作用很弱，可视为相对隔水层。

（3）第四系坡积物（Q）

主要分布于山间河谷两侧，弱含孔隙潜水。

2 构造破碎带含水特性

（1）走向正断层（F2）

分布于矿区中部，是矿区内的主要容矿构造。据调查该断裂破碎带弱含岩溶裂隙水，坑道施工到此处岩石表现为潮湿－微弱渗水。

（2）横向断裂破碎带（F14）

区内横断层多属正断层或平推断层。F14平推断层出露于27－29线之间，该断层对六号矿体起破坏作用，破碎带内岩石呈碎块状，杂乱堆积，空隙较大，是矿区内主要的含水体和充水因素。27线剖面的5个钻孔揭露该破碎带时均发生不同程度的涌水，地下水涌出孔口并形成水柱。根据钻孔涌水试验成果，单位涌水量为0.008～0.281升／秒，破碎带内岩石渗透系数为0.0074～1.698米／日。该断裂破碎带为采矿巷道的主要涌水部位，岩石强烈渗水－流水，流量约为5升/秒或更大些。

表1 各项水文地质参数一览表

3 矿区主要充水因素与地下水特征

近地表处的钙质板岩层由于受强烈风化作用的影响，风化裂隙发育，发育厚度一般为50m～100m，该层含风化裂隙潜水。

矿区内主要含水体为F14平推断裂破碎带，夹于钙质板岩夹薄层灰岩和泥质灰岩夹钙质砂岩与中厚层灰岩相对隔水层的中间，二者水力联系一般较差，造成深部地下水普遍具有承压性。较大的出水点均受断裂控制，断裂破碎带F14使（TS1－5）含水层在其影响带范围内透含水性较强。

矿区地下水的补给来源主要是大气降水，在浅部形成风化裂隙潜水含水层，下部裂隙不发育的新鲜岩石阻止了地下水的垂直下渗，地下水动态随降雨量而迅速变化，呈尖锥状的峰值。主要含水体F14的补给区在23～31线之间，大气降水直接或通过第四系复盖层间接沿基岩裂隙下渗补给，并顺断裂破碎带由南向北迳流，在适当地点以泉水的形式排泄，注入冲沟，并受季节影响而变化较大。

矿床地下水化学成分比较复杂，主要有HCO3SO4-CaMg型水占36.4%、HCO3SO4-CaNa型水占27.3%、HCO3Cl-CaMg型水占24.2%、HCO3Cl-NaCa型水占12.1%。矿化度小于0.5克／升，一般为0.1～2.0克／升，PH值7.5～8.4,属低矿化度水，水质良好，一般不具有侵蚀性。但在近矿地段，由于地下水溶漓或溶解硫化物的结果，水中金属离子含量较高，SO4根离子含量也显著增加，由中性水递变为弱酸性水，矿坑水微具侵蚀性。矿区北侧太石河地表迳流系数一般为0.20～0.50。

4 矿坑涌水量预测

4.1 地表水与地下水水力联系

矿体出露的地面高度与太石河相差达500m，由于地形坡度较大，大气降水大部分以地表径流的形式流入三级冲沟而排泄，仅有少部分补给地下水。矿山疏排水影响范围内主要含水层与地表水体无水力联系，含水层的补给受大气降水控制且变化很大，地下水不是很丰富，生产矿井中只有在雨季有微弱渗水，平时岩石干燥，矿区地形有利于坑道的自然排泄。

4.2 矿坑涌水量计算

以1610米中段矿坑实际涌水量资料，估算1580m、1550m中段的矿坑涌水量，以开采Ⅵ号矿体系统，考虑未来坑道规模，依25～29线计算。

设计开挖面积（F）:为Ⅵ号矿体系统在相应中段实际面积之和。静止水位（H）:采用地表所有钻孔静止水位的算术平均值。

水位降深值（S）:以静止水位降至各中段底板。矿坑涌水量预测采用水文地质比拟法进行计算。水文地质比拟法公式：

式中：Q1—1610米中段矿坑实际涌水量（m3/d）；

F1—1610米中段实际揭露面积（m2）；

S1—1610米中段水位降深（m）；

将水文地质参数代入公式中，计算结果见表1。

利用水文地质比拟法预测的矿坑涌水量与实际肯定有一定差别，建议仅作为矿山将来指导生产的参考值。

（1）当矿坑在27线附近掘进揭露含水断裂破碎带时，可能会发生较大涌水，但因突水量有限，突水时间不会太长（估计1～10天），生产时只要注意也不会发生严重危害。

（2）近十多年的民采在崖湾锑矿床所能见矿的位置留下大量采空区，对深部充水不会造成威胁，但为了保证安全生产，矿山应把大量民采坑道的调查工作列入目前生产章程。掘进时利用探杆采用超前探放水的方法，谨防地下水突涌，造成淹井或人身伤亡事故。

（3）1610m中段采坑为整个矿山的最低开采水平，开采时只要在各中段做好坑道自然排水工作，即可保证矿山正常生产。

综上所述，崖湾锑矿床为裂隙充水矿床（第二类）。充水矿床勘探的复杂程度划为第一型（简单型），属水文地质条件简单矿床。

5 矿区供水条件

对于矿山大规模用水可直接取用太石河地表水。太石河自西向东经矿区北侧流入西汉水，属中等流量的雨水型河流，矿床以上太石河的汇水面积约90Km ，流量变化范围0.40～20.0m3/s，一般为3～5m3/s，平时河水清澈透明，无悬浮物；但在大雨或暴雨之际易形成急剧的山洪下泄，河水变得浑浊，含砂量高达437.32g／l。河水流量与水位随大气降水变化而急剧变化为其动态特点，年变化幅度达45～130m3/s，据访问沿河居民在50年内发生过4～5次较大洪水，即平均约8～10年就有一次较大洪水，同时伴随出现一次枯水年。

锑矿经过这么多年的生产，对矿山供水水源地基本未造成污染。但为了保证各种类型用水的安全性，矿山应进行一次系统性取样化验，并依各类标准分析后确定。