王春晖

（甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020）

勘查区地处祁连山中段讨赖山北坡，海拔在3000m ～4300m。据肃南裕固族自治县气象站2000 年～2014 年资料，区内气候干燥，日照充足，温度变化剧烈；年平均气温4.2℃，极端最低气温-27.6℃，极端最高气温33.4℃，无霜期116 天；年降水量267.0mm，降水时空分布不均，年内降水季节变化明显，主要集中在5 月～9 月，2000 年～2014 年间最大连续降水量29.5mm（2009年），占该年年降水量的9.32%；年蒸发量1732.9mm，是年降水量的6.49 倍；最大冻土深度245cm；区内盛行西北风，年均风速2.0m/s，8 级以上大风年均3.5 天；年日照时数2787.2h，年总太阳辐射量变化在110kc/cm2～160kc/cm2之间。

1 区域水文地质条件

1.1 地下水类型及富水性

工作区地处祁连山中段讨赖山北坡，位于讨赖河中上游位置，根据岩性特征、地下水埋藏条件情况，划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、基岩裂隙水三类。

（1）松散岩类孔隙水。区域内松散岩类孔隙水主要分布于讨赖河河谷、支沟及山前单斜带状缓坡和平原，水位埋深较浅。含水层岩性为砾石、碎石、砂类土、砾类土等，分选性一般，渗透性不一，厚度一般2m ～30m。主要补给来源为大气降水直接渗入、冰雪融水、河流渗漏[1]。

（2）碎屑岩类裂隙孔隙水。碎屑岩类裂隙孔隙水主要赋存于白垩系下沟组、石炭系羊虎沟组砾岩、含砾砂岩、砂质泥岩等裂隙孔隙中。岩石裂隙孔隙发育极不均匀，一般含水微弱。其富水性主要受地形地貌条件，在地表分水岭及陡坡地带，不利于降水及雨洪入渗，富水性弱；平缓沟谷及山前冲洪积扇地带，有较好的汇水条件，富水性较好。其次在构造发育地段，储水裂隙较发育，具有一定的储水空间，富水性相对较好。

（3）基岩裂隙水。主要赋存于长城系桦树沟组、青白口系五个山组变质岩及加里东晚期侵入岩风化裂隙及构造裂隙中，含水层岩性为千枚岩、灰白色石英岩、白云岩、灰岩、绿色安山岩、辉长岩等。由于岩石裂隙发育极不均匀，裂隙发育程度随深度增加而减弱，一般裂隙含水微弱，含水极为不均，多属潜水类型。富水性主要受地形地貌条件和地层岩性、构造控制[2]。

1.2 地下水补径排条件

区域地下水主要补给来源为大气降水、冰雪融水、河流渗漏补给以及上游地下侧向径流补给,地下水接受补给后，总体自高处向低处运移，运移方向与地形总体坡向一致，大部分以泉和平面流的形式最终汇入地表河流。

1.3 地下水动态

根据邻近矿区水文地质资料，浅层地下水动态特征主要随季节变化，一般4月～7月地下水位处于上升阶段，8月以后，地下水位逐渐下降，10月中旬以后随地表河流结冻，至翌年5月解冻。下部松散岩类孔隙水和基岩裂隙水水位基本稳定，年际变化较小。

2 矿区水文地质条件

矿区地处祁连山腹地中高山区，最低侵蚀基准面位于矿区东侧讨赖河河谷，高程2830m。矿区矿体高程一般2877m ～3140m，矿体大部分位于当地侵蚀基准面之上，地形坡降大，有利于自然排水。

2.1 地下水类型及富水性

根据地下水埋藏条件和水力性质，结合区域水文地质特征，将矿区地下水划分为松散岩类孔隙潜水、碳酸盐岩类裂隙水、碎屑岩类裂隙水、变质岩类裂隙水及火成岩类裂隙水五种类型。

（1）松散岩类孔隙水。主要赋存在讨赖河河谷、支沟及山前单斜带状缓坡区洪积、洪冲积层孔隙中，含水层岩性为砂砾石、砂碎石等，分选一般，渗透性好，厚度2m ～30m。补给来源主要为大气降水、冰雪融水的渗入补给。地下水接受补给后，沿沟谷向下径流，大部分汇入地表河流，一部分顺沟谷以沟谷潜水形式径流。地表河流在向下游径流过程中，一部分垂直下渗补给河谷潜水。

（2）碳酸岩盐类裂隙水。主要分布在矿区南东部一带，含水层岩性主要为青白口系五个山组白云岩及长城系桦树沟组结晶灰岩。岩石地表岩溶现象不发育，岩石裂隙发育极不均匀，裂隙发育程度随深度增加而减弱，且裂隙溶隙多被碳酸盐及泥质完全充填，局部不完全充填，一般裂隙含水微弱，含水极为不均。

2.2 地下水补径排条件

矿区松散岩类孔隙水补给来源主要为大气降水直接渗入、冰雪融水及地下径流补给。地下水接受补给后，沿沟谷向下径流，大部分汇入地表河流，一部分顺沟谷以沟谷潜水形式径流。地表河流在向下游径流过程中，一部分下渗补给河谷潜水。矿区地下水排泄方式主要有泉、地下径流及蒸发。

2.3 地下水动态

矿区地势陡倾，浅层地下水接受大气降水、冰雪融水等渗入补给后，呈面流快速通过，地下水位基本稳定，年际变化小。基岩裂隙水基本稳定，年变幅较小。

3 矿坑最大涌水量预测

3.1 计算公式

采用大井法（1）、单面进水廊道法（2）计算含水层单元的涌水量。计算公式如下：

式中，Q-预测涌水量（m3/d）；Kcp-平均渗透系数（m/d），经计算取值0.028m/d；H-含水层厚度；h-竖井水柱高度，疏干状态下为0m；R-影响半径（m）；r-竖井及引用半径（m）；L-设计运输巷道长度，初步确定为500（m）；B-设计运输巷道宽度，初步确定为3（m）；

3.2 计算参数

（1）渗透系数K 的计算。根据地质孔ZK0301 钻孔提水试验资料和水位恢复资料，采用裘布依稳定流公式计算和确定（表1），其中水位降深sw=11.25m，涌水量Q=13.10m3/d，含水层厚度H=65.86m，钻孔半径rw=0.047m。

表1 水文地质参数计算成果表

（2）影响半径R 的计算。影响到的范围等效成均质条件下，单井侧向无限含水层模型，经计算正常矿坑涌水引用影响半径R0=178.88m。经计算分析，初步确定水位标高降深至首采地段2994.71m 时影响半径R=178.88m。根据矿床开采的方式，采用引用影响半径R0=178.88m，大井引用半径按计算公式确定。

（3）采掘工作面面积F。采用地下井采时，竖井的进水面积F=2πr×H。平巷的开拓面积F=井巷长度（L）×井巷宽度（B）。

矿坑涌水量预测以开拓工程的深度即开采水平进行预测，本次预测主要针对Ba1g、Ba4g 和Fe4g、Fe2g 主矿体进行预测。如第一开拓水平为地下100m（高程2994.71m），含水层厚度（H）即为第一开拓水平之上的含水层厚度。

3.3 预测矿坑涌水量的可靠性分析

影响竖井涌水量预测的因素是多方面的，矿区实际水文地质条件往往不易查清，与计算公式假设条件往往不一致，因此预测的竖井最大涌水量可能与实际情况有所出入或出入很大。此次勘查由于抽水试验钻孔的数量少、孔径小，揭露到的含水裂隙数量少。

4 矿区水资源综合利用评价

矿区地处祁连山中高山区，距矿区约5km讨赖河常年有水，矿化度0.376g/L，水质良好，属淡水，可作为生活用水。对矿区基岩裂隙水水质进行综合评价，其中硫酸盐及溶解性总固体严重超标，水质极差，不能直接作为饮用水，矿山生产用水对水质无明显的要求，从水质角度上讲，井巷排水可用水矿山工业用水，根据单面廊道法计算第一开拓水平（高程2994.71m）矿坑正常排水302m3/d，从水量角度上分析井巷排水可满足矿山生产的工业用水。

综上所述，矿区主要矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，矿床主要充水含水层和构造破碎带富水性较弱，地下水补给条件差，第四系覆盖厚度较小，水文地质边界简单。因此，综合确定矿区水文地质条件为简单。