河北邯郸九龙某矿区水文地质条件分析

田佳辉

（河北省地矿局第二地质大队，河北 唐山 063000）

研究区位于河北邯郸九龙地区，为开采矿山，为了综合利用深部资源，需要进一步集中开采深部400m～1000m范围内的资源，为了确保开采环境安全，防治突水涌水等灾害，进行了矿区水文地质条件分析[1]。

1 矿区地质背景

九龙地区地表出露岩层较为单一，被大面积分布的第四系沉积物覆盖。根据深部钻孔资料显示，九龙地区依次出露地层为：①中奥陶统峰峰组，为一套厚层灰岩及白云岩；②中石炭统本溪组，为页岩、粘土岩及含铁质泥岩；③上石炭统太原组，为泥岩、粉砂岩组合；④下二叠统山西组和下石盒子组，为一套泥岩、粉砂岩组合；⑤下三叠统刘家沟组，为细砂岩、砂岩及粉砂岩；⑥下三叠统和尚沟组，为细砂岩、粉砂岩、页岩；⑦第四系，为亚粘土夹砂砾石。

九龙地区构造较为简单，为一单斜构造，发育北东向和北北东向断层，总体走向以北东向为主[2]。矿区中部隆起，除东部地区外其余三个方向呈下降趋势。随着早期阶段开采，已揭露大断层十余条，其中有7条断层的落差大于50m。区域构造不仅控制着地质格架，还对矿体赋存起到一定的破坏作用，并沟通了地下水运移通道，使得该区域的水文地质条件更加复杂，为深部资源的开发与利用带来了困难。

2 矿区水文地质特征

2.1 水文地质单元划分

根据区域地质资料显示以及深部钻探资料揭露地层，本文划分为九龙地区某矿区的水文地质单元，共分为含水层和隔水层两部分。其中，含水层主要为奥陶系灰岩含水层、大青灰岩含水层、野青灰岩含水和二叠系含水层；隔水层为底板隔水层、第四系隔水层和矿层顶板隔水等。

①含水层。奥陶系灰岩含水层，厚度较大，可达500m～600m，平均单位涌水量为0.634L/s·m，水位标高一般介于+90m～+116.8m，水质类型为Cl-SO4-Ca-Na型水，总体上富水性不均一；大青灰岩含水层，含水层厚度较小，平均为5.4m，该层裂隙发育，多充填网脉状方解石脉，平均单位涌水量为0.01L/s·m，水位标高介于-373m～+113.7m，总体富水性弱至中等，水质类型为Cl-SO4-Ca-Na型水；野青灰岩含水层，为矿床的直接充水含水层之一，该层平均厚度为2.1m，裂隙不发育，平均单位涌水量为0.019L/s·m，总体富水性较弱，水位标高为+95.3m～+123.2m，该层局部地层构造发育，断层破坏原有地层，形成了地下水集聚区，因此该层总体上具有一定的储水能力，对深部矿产资源的开发利用产生一定的影响；二叠系砂岩含水层，岩性以砂砾石、中砂和细砂为主，平均厚度62.2m，平均单位涌水量为0.078L/s·m，总体富水性较差，水位标高为+112.9m～+115.9m，水质类型为Cl-HCO3-Na型水。②隔水层。九孔地区隔水层的隔水性良好，不同含水层之间均存在一定厚度的隔水层。其中，矿体底板隔水层下部为奥陶系灰岩含水层，隔水层岩性为砂质泥岩、粘土岩等，总体隔水性能良好；矿层顶板隔水层为二叠系粉砂岩、泥岩、粘土岩等，隔水层厚度一般大于40m，总体隔水性能良好；第四系隔水层层位较为稳定，之间可见厚度稳定的伊利石粘土，厚度一般介于5m～20m，总体隔水性能良好。

2.2 地下水补径排条件

九龙地区某矿山总体上呈中间隆起和三面下降的“地垒”型地貌，有利于地下水的排泄。

矿区除东侧外其余三面均以断层接触与外界相连，而东侧为深部边界。因此，矿区地垒型的构造降低了矿区地下水的补给来源[3]。此外，由于矿区与外界呈断层基础，使得矿区所在区域的水文地质单元与外界的水文地质单元失去了水力联系。因此，总体上九龙地区的地下水补给来源单一，即地表大气降水补给不强，外界其他水文地质单元补给地下水不强，总体上为一以静储量为主的水文地质特征，即九龙地区某矿区的水文地质单元较为封闭。

九龙地区某矿区奥陶系灰岩含水层埋深较深，一般大于500m，且地理位置距离西部山区较远，因此，大气降水通过区域大的水文循环经过一段时期的补给后才能影响到矿区深部奥陶系含水层的水位。结合矿区所在区域大气降水资料显示，矿区所在区域的大气降水集中于每年8、9月份，而深部奥陶系灰岩含水层则在每年11月左右开始回升，充分反映出了矿区深部奥陶系灰岩含水层水位与大气降水之间存在明显的滞后性，且滞后时期长达2个月～3个月。此外，深部奥陶系灰岩含水层的补给入口以南西进水口流入为主，且向东部和北部径流。前文已述及，矿区所在区域的地下水单元较为封闭，为一以静储量为主的水文地质特征，因此，矿区的地下水排泄也相对较差，主要以工农业涌水以及矿井排水为主。

3 矿床充水因素分析

矿区为中间高三面低的地垒型地貌，使得矿区地表水径流较快，补给地下水不强。此外，矿区第四系为主要的隔水层之一，含有于5m～20m厚的伊利石粘土，即地表大气降水通过地表砂砾层渗流后很快被伊利石粘土隔水层隔开，进而随着表层砂砾层向地势低洼处径流。因此，地表大气降水对矿床充水影响较小。此外，地表大气降水沿表层流经外界，通过大水文循环对深部奥陶系灰岩含水层有一定的补给性能，但滞后于降雨集中时段2月～3月，而奥陶系灰岩含水层被矿体底板隔水层隔档，因此，对矿体的开发与利用影响也较小。九龙地区某矿区水文地质单元相对封闭，三面以断层与外界相连，东侧为深部边界。因此，矿区地浅表地下水通过其他水文地质单元补给较弱，即外界其他水文地质单元与矿区所在区域的水文地质单元不存在或者存在极弱的水力联系，对矿床的充水影响不大。总体上，矿床充水因素单一，为以静储量为主的水文地质特征，即充水来源主要为矿区范围内的含水层。

4 结语

矿产资源的开发与利用与国民经济的发展离不开，是科学技术发展以及社会进步的主要原材料之一。随着科学技术的发展，人们能够利用的矿产资源类型日益增多，推动了资源的开发与利用进程。此时，如何高效、安全的将深部资源开采出来成为亟待解决的问题，而水文地质条件分析是开采设计中不可或缺的部分。本文对九孔地区某矿区的水文地质条件进行了分析，划分了水文地质单元，为后期深部资源的开发与利用奠定了基础。