辽宁省营口市某铁矿水文地质条件研究

凌 爽

（辽宁省地质矿产研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110032）

1 自然地理概况

矿区距营口市12km，距大石桥市8km，矿区为营大铁路、公路。距营大铁路老边站4km，交通十分方便。其位于千山山脉与下辽河平原接壤地带，偏平原区一侧。矿区地貌属平原区孤立小山，平原区面平坦，海拔高度3m～5m，孤山面积约为0.1km2，最高点海拔45.07m，由多年采矿，采石等原因，现原孤山地势为东西长180m，南北底部宽70m，顶部宽10m，北侧坡角60°，南侧坡角50°的残存地貌特征。

平原区略显东高西低、高差约为2m左右。区内属胜利河（上游称岳州河、虎庄河）支流，并由多条人工渠道连通。自东向西流入辽河。河流为常年流水河流，水量随季节变化。

该区属暖温带季风气候区，特征表现为：阳光充足，雨量适中，气温适度，四季分明。常年平均温度7℃～9.5℃，平均最高温度28.5℃，平均最低温度-14.6℃。平均降水量620mm～730mm，多集中于夏季，约占三分之二。最大降水强度1981年为370mm。相对湿度年平均值为66%。

该区风向冬季东北风，夏季东南风为主导风向，平均风速3.9m/s，最大风速20m/s。土壤冻期为11月上旬～翌年3月上旬，冻土层深度106cm～111cm。主要灾害为地震，该区位于东部金州断裂（金山岭断裂）和西部郯芦断裂带之间，属地震活动密集带，震级（MS）5级以平均15年一次，震中烈度为6°～9°。1975年海城-营口大地震级（MS）为7.3级，震中烈度为9°。

该区经济类型以农业经济为主，农作物水稻，少量玉米等。水稻为商品粮基地，土地资源丰富有较大发展前景。其它如养殖业、交通业等近几年来有较大发展。电力资源：着口市主电网输电线饒暖于矿区西1km，380伏动力电 网连接矿区内。

2 矿区地形地貌特征

征矿区位于营口市老边区老边乡孙家堡子村一带，地面积0.2km2，矿区中心为一长条状孤立的山体，呈东西向分布，四周为低洼的平原区。矿区地形起伏较大，山体顶部最高点的45.07m，地面高程为4.5m～6.8m，地貌类型为下辽河冲积海积局部隆起侵蚀剥蚀残丘。在矿区无较大的地表水系，仅在矿区北分布5个养鱼池，储水量约6万m3左右。

3 地下水径流、排泄条件

矿区地型主要以基岩裂隙水为主，其外围区为第四纪海积中细砂含水层。基岩裂隙水，主要接受大气降水补给，以及地表水体（养鱼池）与第四纪海积含水层地下水的侧向补给。地下水的径流循环及排泄条件较差。地下水水质较恶劣，第四纪地下水及基岩风化裂隙水均为咸水。

4 矿床水文地质特征

本矿区中部以基岩出露区为主，其地下水类型主要以基岩风化裂隙水为主，局部为构造带裂隙水；在矿区边缘为海积乎原第四纪地层覆盖区，其地下水类型主要为中细砂潜水。矿层为角闪磁铁矿贫矿、磁铁石英岩，岩石坚硬，裂隙不发育。围奢为斜长角闪岩、斜长角闪片（片麻）岩，沿层间滑动构造发育，多产 生绿泥石化和绿泥石片岩，岩石硬度小，较松软易破碎，沿其层间裂隙有较弱的裂隙水。

4.1 基岩风化裂隙水

在矿床区普遍分布，其岩性主要为斜长角闪岩、角闪矿等围岩和矿体，包括与基岩直接接触的人工堆积的碎石层。厚度一般30m～50m，富水性不均匀，局部不含水。从岩芯钻探可知东南部风化裂隙较北西部发育，其富水性东南部大于北西部，上部大于下部，但局部由于构造作用富水性可能增强。根据水文地质试验资料，静水位埋深0.5m～1.0m，标高4.82m～4.32m，埋深105m以上，钻孔最大涌水量Qmax=0.215L/s，单位涌水量q=0.0032L/s，含水层的渗透系数K=0.0068m/d，地下水水化学类型为Cl-Ga，总矿化度为2065.5mg/l，Cl-含量高达1033.81mg/l，地下水温12℃，补给来源主要为大气降水，局部为地表水体及上覆第四纪潜水排泄于山前低洼处，属于弱含水层。

4.2 构造带裂隙水

分布于基岩风化裂隙带底部，不普遍，仅在局部分布。属于微弱含水层。其底板埋深60m～100m。从岩芯钻探资料看，岩芯上可见小的构造滑动裂隙面，大部被方解石脉、石英脉充填，钻孔简易水文观测，孔内水位及循环液无异常。

4.3 第四纪海积中细砂含水层潜水

分布于基岩出露区的四周，含水层岩性为中细砂和粉细砂，厚度3m～10m，局部夹粉质粘土、淤泥质粘土透镜体。其顶板为黄褐色粉质粘土及淤泥质粘土，厚5m～8m，底板为粉质粘土层。含水层透水性较差， 渗透系数K=1.0m/d，地下水位埋深1.5m～3.5m，单位涌水量q=0.1L/s。地下水水化学类型为Cl-Na型。其补给来源主要为大气降水，排泄条件不好。

5 矿坑涌水量预测

5.1 矿坑水的来源

在基岩出露区开采矿石，矿坑充水主要来源于基岩裂隙水和大气降水。地表水和第四系孔隙水补给较弱，矿体东南部构造相对较发育，富含构造裂隙水。矿区边缘第四系孔隙水，随开采深度的不断增加范围不断扩大，可能对矿坑充水造成一定影响。

5.2 矿坑涌水量计算

矿坑涌水量的正确预测，主要取决于对矿坑充水条件的正确分析及计算参数和计算方法的合理选用。根据本矿区实际开采条件，主要在基岩出露区以竖井和水平巷道的开采方式为主，因主要以分析计算法为主，然后作出综合评价。

预测结果评价：

竖井法：竖井开采同钻孔揭露含水层情况基本相同，仅井径不同，在正常开采情况中，水位设计降深值最大为-100m时，基岩渗透系数取0.021m/d，氧化带最大厚度取20m，竖井半径2.5m，竖井最大涌水量为107.0m3/d，影响半径290m。矿坑涌水量只受基岩风化裂隙水的影响，构造裂隙水只有穿越构造含水层时才能对矿坑涌水量造成影响，开采至矿坑边缘时，第四系含水层水也可能对竖井进行侧向渗入补给，这时候两种情况预测结果可能偏小。

坑道系统“大井法”：据矿体所处位置大都在-100m标高以上，采用“大井法”预测结果为矿坑最大涌水量。坑道面积36000m2，东西长240m，南北宽150m，坑道最大用水量为513.2m3/d，水平巷道最大用水量为130.3m3/d。可供开采设计依据。

6 矿区供水水源评述

据区域水文地质条件：可选择供水水源有三：①自来水，当用水量不大，水质要求较高时；②地下水可取东部大石桥附近的地下水；③当对水质要求不太高时，可就近采取地表方塘水和胜利河水。

综上说述，一般生活用水为资料水水供给，工业用水为胜利河水，距矿区2km。河水流量较大。

7 环境地质评述

该区位于金州断裂、郯芦断裂之间，属于地震活动带，震级（MS）5级以上平均活动周期15年，震中烈度6级～9级。1975年营口一海城地震，震级（MS）7.3级，震中裂9级。

该矿区采矿方法以坑采为主，废石料较少。矿石与废石无有害成分。选矿时有粉尘污染，应做防尘处理。

矿山闭坑后环境治理：①采坑处理采用回填办法解决以免塌陷，②回填用料以废矿石和尾矿为回填料，即解决废石和尾矿堆放，并治理环境。

8 结论

（1）矿床充水类型为风化带风化裂隙潜水直接接受大气降水渗入补给，地表水及第四系孔隙水补给较弱。矿体东南部构造相对较发育，富含构造裂隙水，矿区边缘第四系含水层潜水，随开强度不断增加，范围不断扩大，可能对矿床充水造成一定影响，开采期间有必要可补充一定的水文地质工作。

（2）基岩风化裂隙水的富水性不均，施工的钻孔虽用水泥进行了封孔，但未作通孔质质量检测，开采期间为预防地下水的突袭，应作好防护。

（3）矿体大部位于侵蚀基准面以下，矿坑涌水量513.2m3/d左右，矿床 水文地质条件简单，工程地质条件稳定，便于矿山开采施工。

（4）环境地质条件：坑道开采应注意氧化带及构造破碎带崩塌、掉块、冒顶；废矿渣堆放应选择合理位置，废矿坑应作回填处理，预防地面塌陷和人身安全事故。