陈华涛，刘红亮 ，赵百顺

(1.河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，河南 平顶山 467000；2.河南省国土资源投资管理中心，河南 郑州 450018 )

南湖矿区位于号称“中国钼都”栾川县南湖斑岩钼矿田之中部，为一特大型低品位钼矿床，属斑岩—矽卡岩型钼类型矿床。通过搜集资料，分析矿区水文地质特征，探讨地下水与地表水的水力联系，形成矿井充水的原因，得出对地表水和地下水受矿坑疏干排水的影响程度，全面地掌握矿区的水文地质情况。

1 区域水文地质特征

1.1 地形气候条件

南湖矿区位于栾川县北偏西29km处,属中高山区，总体地势是东高西低，区内地形标高为1603.93-1341.60m，最大落差262.4m，冲沟发育较多，沟谷走向为东西方向。区内黄河水系的伊河支流在矿田北部，至栾川城关入伊河主流，在沟口实测雨季流量1.053 m3/s，枯季流量0.0255 m3/s 。

矿区的气候是季风半干旱大陆性；年平均温度12.8℃，降水量年均809.6mm；多年平均蒸发量1156.2mm，降雨量小于蒸发量。7、8、9三个月为雨季，10月至第二年4月为降霜期，11月至来年2月为冰冻期。

1.2 岩层富水性特征

据矿区钻孔、采矿平硐揭露情况和含水层性质和区域资料，本区从上至下可分为4个含水岩组其，现将水文地质特征分别叙述如下：

（1）第四系松散堆积物孔隙含水层：分布在南泥沟、上东沟一带的沟谷内，最大厚度16.1m，水位埋深0.5-5.4m，为孔隙潜水。

（2）基岩风化带裂隙水：风化厚度随地形变化起伏，最大风化深度42m，浅井单位涌水量0.009L/s·m-0.165L/s·m，水量与水位随季节变化明显。

（3）石英岩组：主要在分水岭附近地表出露，岩石破碎。钻孔1008物探测井资料表明含水岩层以石英岩为主，含水性不明显，其他岩石不含水。

（4）黑云母长英角岩组：黑云母长英角岩组是矿区的主要含矿岩石，出露广泛，裂隙不发育，勘探时水位高程1360.01.m，经抽水试验确定，单位涌水量0.022 L/s·m，证明岩组含水量很小。

（5）隔水层组：斑状二长花岗岩、辉长石等岩浆岩类以及裂隙较少的变质岩类，均列为矿区的隔水岩组。

2 矿区水文地质特征

（1）地下水补给、径流、排泄。矿区地下水补给的来源主要是大气降水渗入补给，降水的远程补给是深部构造裂隙水补给唯一的来源。整个矿区构造较多，但多是压扭性或压性，造成破碎带的宽度较小、透水不畅，严重影响降水渗入补给从侧向与垂向的运移。此外，矿区范围蒸发量远远大于降水量，降水在通过孔隙入渗的过程中，水分的大部分因蒸发而损失，形成补给量少，从而造成地层了含水性弱。

地下水主要赋予第四系松散层、基岩风化层和新鲜基岩岩断裂带中。上部主要含水的有孔隙和裂隙组成，这些孔隙和裂隙分布在斜坡和沟谷中，沿着风化 层以垂直山沟方向渗流，最终以泉水渗流至地表；深部含水层是有构造裂隙与构造破碎带充水形成，多表现为呈带状、网络状形式，多按破碎带与裂隙延伸方向北至南渗流，渗流至辉长岩带后，改沿接触带裂隙由北向西南渗流。

（3）地下水的水力联系。矿区松散层中的潜水和风化带裂隙水之间割的水力联系紧密，二者统一组成地下潜水的水面，它与深部的构造裂隙水之间基本不存在水力联系。

矿区的水文地质单元是独立存在，矿区地下水的补给、径流都与矿区外地下水联系不大；矿山地下主要来源于大气降水，受地形控制、补给区与径流区基本一致。矿区内没有大型水面；地下水赋存在第四系松散层和风化裂隙、构造破碎裂隙中，含水量较小且含水差异明显；区内不存在导水断裂。该矿床为直接充水型矿床，矿区水文地质条件简单。矿床开采基本不受地下水太大影响。

3 矿坑的充水条件

（1）充水水源。露采矿坑充水因素主要是降水形成的地表径流直接流入和大气降水 ，但因不同时期的降雨强度程度、降水量大小变化较大，矿坑充水也同频度发生变化。矿区地下水因岩层含水条件差，赋存水量少，只有在矿坑内直接揭穿含水断裂构造带时，才会有地下水涌入矿坑；受附近矿区采矿疏干排水的影响，该矿区地下水含水层绝对海拔1250m以上已基本被疏干，地下水形成充水源可能性较小。

（2）充水通道。矿区的充水通道主要为基岩构造裂隙，矿区内地层接近地表附近，岩石风化严重裂隙发育。深部构造裂隙是地下水唯一的通道，并沟通表层含水层与含矿地层的水力联系，因此大气降水通过裂隙进入矿井，是矿床的直接充水唯一通道。

（3）充水方式。矿井充水通道主要由岩石节理裂隙和采矿裂隙组成，规模小，少量为断层裂隙或老窑巷道，能造成矿井充水主要原因是渗水，发生突水的可能较小。因矿区内地层含水性差，渗透性弱，断裂构造规模小，矿井涌水量一般较小，偶尔局部发生突水，造成影响程度也会较低 ，但在生产活动中也应给予重视。

4 矿坑涌水量的估算

4.1 矿坑边界的确定

以第一个矿区水平为底线，利用勘探线储量剖面，以50°倾角延伸到地面，并连接各交叉点，确定露采矿坑在地表的边界范围。 根据地形条件，采用二千分之一地形图圈定露天开采时矿坑充水的边界，当露天开采矿坑边界没有延伸到地表分水岭时，计算边界应把它延伸到地表分水岭，当已到或者越过地表分水岭时，降水对露天开采矿坑影响边界就定为地表分水岭。

4.2 公式的选用

经抽水试验确定，涌水量计算采用以下公式：Q11= a+b lgS

钻孔涌水量换算成矿坑涌水量的计算式为：

地下水涌水量：Q11= Q12；

大气降水影响计算式：Q2=F1·X+ F2·X·α.；

矿坑总涌水量（Q）计算公式：Q=Q1+Q2

式中符号：Q1涌水量，Q2降水量，a、b涌水量回归系数，S水位降深（m），R、R0影响半径和引用影响半径（m）， r、r0钻孔半径和矿坑相当半径（m），F1露采矿坑面积（m2），F2扣除露采坑后的汇水影响面积（m2），X降水量（m）， α降水渗入系数。

4.3 计算结果及其评述

（1）计算结果。计算结果表明：由于地下水含水层绝对海拔1250m以上，以上已基本被疏干对矿床开采没有影响；所以计算矿坑涌水量是时只计算绝对海拔1330以上矿坑涌水量时只计算大气降水量；在计算1330-1174m的矿坑涌水量时已经算入680 m3/d的地下涌水量。计算结果见表1。

表1 露采矿坑涌水量预估表

（2）矿坑涌水量对比。该矿区前期已采用竖井和斜坡巷道开拓开采，在高程1300m～1375m范围内共有五个采矿区段，监测动水位1210m左右，水位下降深度86m，总排水量660m3/d左右。通过二者对比，预估矿井涌水量计算值与矿区前期生产过程中观测的实际涌水量非常接近，表明本次预测结果准确可信。

5 结论

矿区位于中高山区，水文地质条件简单，就地接受大气降水补给和排泄，与矿区外地下水没有明显的水力联系。矿体位于当地侵蚀基准面以上， 松散层和基岩风化层含水量小。矿区地下水的唯一来源是大气降水；矿区地势起伏大，地形切割强，地表水径流条件较良好；地表没有大的水源体；大气降水主要排入尤溪河，小部分向下渗流通过松散层、基岩风化层、导水性差的基岩构造裂隙后，经过坑道排泄于溪流中。综上所述，该矿区为水文地质条件简单的小水量矿区。