甘肃省肃南县黄沙泉铁矿区水文地质条件浅析

朱洪涛

（甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 734000）

1 矿区自然地理概况

甘肃省肃南县黄沙泉铁矿位于北祁连腹地西段，北东、南西两侧分别为北祁连山和托勒山低中山区，地形总体较为陡峭，常伴有悬崖峭壁，区内植被不发育，岩体多呈裸露状，具有剥蚀特征；矿区属大陆性高寒半干旱气候，多风少雨，冬季寒冷时间长，年均降雨量234mm～350mm，年均蒸发量2371.50mm，年平均气温-2.1℃，最低-25℃，最高30℃，最大相对湿度36%；矿区地表水有北侧的朱龙关河和西侧5Km处的北大河，朱龙关河属季节性河流，平均流量4.862m3/s，北大河为内陆性河流，年平均流量12.83m3/s;矿区泉眼出露有三处，分别为矿区南侧的黄沙泉，东南300m处的镜儿泉及矿区内的大石头泉，均为下降泉；本文通过研究矿区的水文地质条件，为矿山的后续开发设计提供理论依据。

2 矿区水文地质条件

2.1 矿区水文地质概况

矿区地处祁连山腹地西段，北侧有朱龙关河经过，西靠北大河，地表水由南向北径流，矿区中东部山梁、山脊地带构成了地表分水岭，地下水呈近南北方向迳流，局部呈南东向北西径流；区内含水岩组主要包括第四系残坡积弱含水岩组、变质岩裂隙潜水含水岩组及其含矿岩石裂隙含水岩组；该区地下水主要靠大气降水、高山融雪沿风化裂隙及构造破碎带垂直渗入补给地下，由地势高处流向地势底处；区内地下水主要以泉和地表径流的方式排泄于朱龙关河与北大河。

2.2 矿区范围内主要各含水岩组水文地质特征

第四系残坡积弱含水层：由变质岩碎块、碎屑、粘土矿物、砂砾石、石英颗粒等组成，成分复杂，分选性差，磨圆度一般，孔隙度一般在10%～20%，透水性良好，局部弱含水，对矿床开采无影响或影响甚微；

变质岩裂隙潜水含水岩组：该层裂隙、层理局部发育，小断裂可见，坑道揭露该层多呈潮湿现象，随坑道掘进长度的延伸，呈现为潮湿-干燥状态，局部偶有出水现象，涌水量甚微[1]。局部裂隙面、片理面均可见铁染，面裂隙率1.5%～10.0%，平均5.08%；

铁矿体及其含矿岩石裂隙含水岩组：坑道揭露到的矿体，裂隙、节理较发育，并大都呈潮湿-干燥现象，在断裂及裂隙发育地段亦可见滴水现象，水量较小。裂隙率为3.0%～15.0%。

图1 黄沙泉铁矿床水文地质图

2.3 隔水岩组

矿区东部辉绿岩、含铁玄武岩，呈岩墙状产出，细-中粒结构，块状构造，岩石坚硬，裂隙不发育，面裂隙率＜2.0%，微含裂隙潜水，构成矿床相对隔水层，可视为矿床隔水边界。

2.4 断裂构造破碎带的富水特征

矿区断裂构造较发育，在矿区起着导水作用，也对矿床起直接充水作用。矿区断裂构造发育，断裂富水、导水，层间断裂及断层破碎带富水、导水，是矿床充水主要因素之一。

2.5 地下水补、迳、排特征及其动态变化特征

矿区含水层中的地下水，其补给源主要是大气降水和雪融水。沿风化裂隙、构造裂隙及构造破碎带补给基岩裂隙含水层中地下水，由水位高的位置向水位较低的位置径流。矿区地下水以潜流、蒸发方式排泄。

3 水质评价

该区地下水有些指标不符合生活用水水质标准，但区内有北大河河水可供生活所用，其水质良好，各项指标均符合生活用水水质标准，水化学类型为HCO3--Ca2+-Mg2+型淡水。

4 矿床充水因素及矿坑涌水量

4.1 矿床充水因素

矿床充水因素主要有大气降水、第四系孔隙潜水、基岩裂隙潜水及断裂破碎带裂隙潜水，在未来坑探采矿过程中预计地下水通过裂隙、断裂及次级断裂、构造破碎带等导水通道进入巷道，形成矿坑涌水。

4.2 矿坑涌水量计算

矿坑涌水量计算以2964.86m为含水层底板标高，预测3000m中段及下一中段2960m坑道涌水量。采用“大井法”稳定流公式计算矿坑涌水量。以含水层平均静止水位标高、最高水位标高、底板水位标高分别计算矿坑正常涌水量和最大涌水量，采用公式（潜水完整井稳定流）如下：

式中：Q-涌水量（m/d）

K-含水层渗透系数（m/d）

S-水位降深（m）

H-含水层厚度（m）

R0-引用影响半径（m）

r0-引用半径（m）

经计算，3000m中段坑道正常涌水量和最大涌水量分别为：Q正=521.00m3.d及Q最大=1363.00m3.d；预测2960m中段矿坑正常涌水量和最大涌水量分别为：Q正=713.00m3.d及Q最大=1700.00m3.d。

5 结论

本次研究工作主要对矿区水文地质条件进行分析，但还存在一些不足之处，后期勘探工作应加强构造方面的控制及研究工作。根据首采地段和开拓系统建设做好超前探水和其它开采技术条件研究工作。