新疆托里县科克火热金矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测

新疆托里县科克火热金矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测王俊杰
【摘要】科克火热金矿位于哈图山的东段,在基本查明矿区的水文地质特征的基础上,运用大井法对矿区矿坑的涌水量进行预测,为后续的矿山开采技术条件提供必要
的理论依据.
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2019(000)001
【总页数】2页(P150,152)
【关键词】科克火热金矿;水文地质特征;矿坑涌水量预测
【作者】王俊杰
【作者单位】新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七 0 一队,新疆昌吉 831100
【正文语种】中文
【中图分类】P641.4;TD742.1
1 矿区所处水文地质单元
科克火热金矿区位于艾里克湖流域支流阔克塔勒河地下水山间补给～迳流区。

矿区整体地势呈西高东低，北高南低，山间沟谷第四系凹陷处季节性有水，地下水主要为基岩裂隙水和第四系孔隙水。

矿区中部有一条近东西向的地表分水岭，分水岭西段为矿体主要赋存地段，西段泉水出露最低点高程为1125m，为矿区侵蚀基准面。

2 矿区地下水类型及富水性
（1）第四系透水不含水层。

矿区第四系发育较少，主要分布在西南-东北向条带状山间凹陷处，地下水主要来源于大气降水及冰雪融水，水的补给源有限，受地形坡度影响，蓄水能力较弱，泉水流量为0.31L/s～0.69 L/s，富水性弱。

（2）风化裂隙含水层（带）。

依照地质钻探与水文勘查结果分析，研究区域矿层受侵蚀厚度通常为40m以内，矿层受风化破坏后其完整性会变差。

由于部分钻孔地下水位在风化层内，故赋存风化裂隙水，但风化裂隙含水层分布不连续，厚度相对较小，其富水性弱。

（3）构造裂隙含水带。

研究区域地质构造形态，由十余条次级断裂与五条主断裂构成，依据矿山地质构造走向可划分为北北东和北东东向。

据钻孔揭露，单孔分布密度一般为3处～5处，矿区矿层走向与裂隙走向大致相同，发生断裂概率较低，出现一些地下水侵蚀迹象，地质构造裂隙中含有一定量的水。

3 矿区地下水的补给、迳流及排泄
矿区西部的中低山区为水文地质单元的补给区，矿区东部为汇流迳流区，阔克塔勒河为本区水文地质单元的排泄区。

矿区地下水主要接受大气降水和雪融水补给，年平均降水量23.8mm，最大积雪深度可达0.6m。

4 矿区地下水的化学特征
矿区及矿区外围共取水质分析样品4件，其中泉水样品2件、抽水井样品1件及河水样品1件。

经水质分析，泉水水质中PH为7.69～8.16，呈微碱性；矿化度1358.53mg/L～2332.89mg/L，属微咸水；水质中CaCO3浓度为
475.95mg/L～701.40mg/L，为极硬水，水化学类型为HCO3·SO4-Na、
HCO3·SO4-Na·Ca型水。

SWKT001井水水质中PH为8.08，呈微碱性；矿化度590 mg/L，属淡水；阔克塔勒河水质中PH为8.14，呈微碱性；矿化度
593mg/L，属淡水；水质中CaCO3浓度为288.2mg/L，为微硬水；水化学类型为HCO3·SO4-Na·Ca型水。

5 矿坑涌水量预测
5.1 充水水源
矿床充水水源主要为大气降水、雪融水、基岩风化裂隙水和构造裂隙水。

5.2 充水方式
矿区内大气降水基本与大部分矿体不直接接触，大气降水补给主要充水含水层之后，间接进入坑道。

充水方式为间接充水。

若矿山生产到达最底层侵蚀面时，因为排水方式不同，通常情况下会形成一个漏斗形状，这时矿层与矿体底板会受充水影响形成一个裂隙带，这一充水方式会将矿坑内水进行补充。

5.3 矿坑涌水量预测
本次工作采用大井法预测矿坑涌水量。

计算公式：
式中：Q—预测矿坑涌水量值（m3/d）；K—含水层平均渗透系数（m/d）；M—含水层厚度（m）；H—疏干水头高度（m）；R0—引用“大井”影响半径（m）；r0—引用“大井”半径（m）。

计算参数依据：
5.3.1 渗透系数（K）
采用相邻矿区抽水试验资料，竖井SWKT001最大降深抽水试验得出该地区渗透
系数K值为0.13m/d。

SWKT001抽水试验计算结果表，见表1。

表1 SWKT001抽水试验计算结果表降深(m)涌水量(L/s)影响半径（m）渗透系数（m/d）单位涌水量（L/m.s）备注11.25 1.03 40 0.13 0.092 业主方提供
5.3.2 含水层厚度（M）
地下水水位降至预计开采标高1100m时，含水层厚度采用ⅡZK703、ⅡZK2004、ⅡZK1203钻孔所揭露含水层真厚度（标高110m以上）的平均值32.12m。

5.3.3 疏干水头高度（H）
疏干水位降至预计开采标高的水头高度，其值等于矿坑排水时稳定水位高程至矿坑底部高程之差。

根据钻孔资料，矿床范围内各钻孔的稳定水位标高平均为
1243.69m，预计开采标高为1100m，H为143.69m。

5.3.4 引用影响半径（R0）
引用影响半径R0=R+r0，式中影响半径R=2S ；疏干后S=H，即S为143.69m；地下坑道系统引用半径r0=n×0.25（a+b）确定其值为272.70m（涌水量预测范围a=900m，b=110m，b/a=0.12，查表n=1.08）。

由公式计算得出R0为1514.76m。

5.3.5 正常矿坑涌水量预测计算
根据GB8170-2008《数值修约规定》将正常矿坑涌水量计算的结果修约为
1.4×103立方米/日。

5.3.6 最大矿坑涌水量预测计算
据泉水流量动态观测结果显示：Q01平均流量为0.92L/s，最大流量为1.52 L/s，最大流量为平均流量的1.65倍；Q02平均流量为0.52 L/s，最大流量为0.77 L/s，最大流量为平均流量的1.48倍；Q03平均流量为0.61 L/s，最大流量为0.94 L/s，最大流量为平均流量的1.54倍；Q04平均流量为0.51 L/s，最大流量为0.86 L/s，最大流量为平均流量的1.69倍。

通过泉水最大流量与平均流量比值较大者采用相
关系数预测最大矿坑涌水量，故矿区最大矿坑涌水量为正常矿坑涌水量的1.69倍，即2418.96立方米/日。

根据GB8170-2008《数值修约规定》将最大矿坑涌水量计算的结果修约为
2.4×103立方米/日。

5.4 矿坑涌水量预测结果评价
应用大井法探测矿井及矿坑的涌水量，其中预测出2.4×103立方米/日为最大坑水
量数值。

为此，我们采用水文地质参数检测法、矿坑涌水量预测法对预测结果进行分析，实验结果表明矿坑涌水量预测数据可以为今后矿区的建井工程提供理论依据，矿区建设的整体设计与规划需要与矿井的排水设备所配套，才能发挥其作用。

参考文献
【相关文献】
[1] 新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0一队，新疆托里县科克火热金矿Ⅱ号矿段详查报告，2017．
[2]董万平,孙继省,冉德甫．北祁连西段白尖铁矿床水文地质特征及矿坑涌水量预测[J]．现代矿
业,2018(1)．。