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摘要：营口赵平房铁矿是个合作共同开发项目。本文结合区域水文地质条件，初步分析了矿区水文地质条件，并依据抽水试验结果，提出了矿床开采过程中应采取的防水措施。
关键词：赵平房铁矿；水文地质条件；矿坑涌水量；预防措施
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
营口赵平房铁矿西北距辽河湾约10公里，西距渤海湾约15公里，矿体低于海平面80米以下，矿区无基岩出露，地表河水、水田遍布，水文地质条件成为矿床开发中一个关键问题。
1、区域水文地质条件
矿区属海相沉积平原，地表平坦，无起伏，海拔标高3.2—6.0米。
1区域含水层特征
按区域地形，矿区地下水分为两个基本水文地质单元：西部海陆交互沉积平原和东部丘陵山区。含水层为：
①辽河冲积层：埋深于200m以下，属深部含水层,距矿区最近处约4公里。含水层7层以上,单层厚度一般2～50m。颗粒成份为细砂及5mm直径的砾石，分选良好。水位埋深0～1.7m。
②海相沉积层：分布于山前至辽东湾及辽河八里河冲积扇外的广大地区（包括矿区），由杂色粘土、粉细砂、亚粘土组成。厚度大于200m。
③山间谷地砂砾石卵石孔隙含水岩系:分布于长大线铁路两侧，距矿区为4公里。由冲洪积及坡积的黄白、青灰等色的砂粒石、卵石组成。主要含水层在下部，厚度2～15m，埋藏深度2～50m，水位深度大于0至地下5m。主要补给来源为基岩风化裂隙水。
④中东部山区基岩含水岩系
由下元古界辽河群大石桥岩组大理岩、菱镁大理岩等组成的碳酸盐岩层，为较好的基岩含水层。
1.2．区域地质构造、断层带对矿床充水的影响
矿区大地构造位于营口～宽甸台拱的西缘与下辽河断陷的接壤部位，区域地质构造、断层带往往为地下水流、汇集提供有利的条件，是基岩地区相对富水地带。
1.3．区域地下水化学特征
区域水化学类型主要为HCO3-Ca-Mg型。海相沉积层、山间河湖相沉积层以HCO3-Cl-Na-Ca水和Cl-Na-Ca-Mg水为主，矿化度一般小于0.5g/L，微硬水为主，因地而异。
2、矿区水文地质条件
2.1区内水文地质分为三个区：
①第四系浅层孔隙含水区（Ⅰ区）
分布于赵平房矿段中部，面积较小。第四系地层厚度约70m，含水层厚度5～22m。静水位深度0.56～1.85m，标高3.11～4.41m，单位涌水量g=0.05～0.40m³/h，富水性弱，最大涌水量0.54～1.288
m³/h，渗透系数K=0.13～0.74m/d。补给来源主要为大气降水，排泄不良，年水位变化1.2～2.5m。
②第四系中浅层孔隙含水区（Ⅱ区）
该区分布于赵平房矿段中部、西部及东部。第四系地层厚度100m左右，其中第二次海侵含水层广泛分布，埋深50～80m左右，抽水试验钻孔揭露仅有49.0～54.0m和61.0～79.0m两层粉细砂存在。钻孔单位涌水量q=0.16～0.34L/s.m，富水性中等，单孔最大涌水量2081.39m³/d，渗透系数K=0.72～1.03m/d。
③基岩风化裂隙含水层
第四系之下强风化带裂隙含水层，是基岩裂隙的主要含水层。发育深度在基岩顶部下2.76～44.86m。根据抽水资料，静水位深度2.00～-3.26m，标高1.96～7.10m。钻孔涌水量Qmax=1.50～2.50m³/h，单位涌水量q=0.02～0.04m³/h，渗透系数K=0.046～0.068m/d。
④断裂构造含水条件
矿床赋存于一个向东收敛、向西敞开的背斜两翼，见有北北东和北西西向两条断裂，皆切割主矿体，从钻孔岩芯看，岩石虽然破碎，但胶结较好，透水性不佳，构造形式对充水不利。
3、抽水试验成果
2008年详查中，分别对第四系孔隙含水层和基岩裂隙含水层进行了水文地质抽水试验。
基岩裂隙含水层主要位于强风化带内，发育深度103.0～116.99m。
第四系含水层单位涌水量依据2次抽水试验结果计算，分别为：q1=0.34L/s.m，q2=0.28L/s.m。为中等富水。推算最大降深时出水量为Q=2081.39米3/日，即Q=86.72米3/时 。
基岩裂隙含水层依据3次抽水试验结果计算，单位涌水量分别为：q1=0.01L/s.m, q2=0.008L/s.m，q3=0.006L/s.m。为弱富水。推算最大降深时出水量：Q=77.96米3/日，即Q=3.25米3/小时。
4、矿坑涌水量预测
4.1．含水层边界条件（数学模型）
矿区含水层来自第四系承压水和矿体及围岩风化裂隙承压水。第四系含水层赋存于海相沉积平原，沉积相比较稳定，将含水层视为水平含水层、无限边界；第四系地层底部基岩地形坡度多小于13º，把基岩风化裂隙含水层视为水平含水层。
4.2．涌水量预算
矿床开采首先在第四系地层中开通竖井，然后在矿床层位开通平硐或斜井进行开采。
在计算矿坑涌水量时，竖井工程与基岩平硐工程分两个计算单元计算。竖井工程将穿过第四系地层及基岩风化带，竖井涌水量计算分两部分进行。计算参数采用抽水试验参数、稳定流解析法计算公式；因矿井排水时水位应降至隔水顶板以下，属承压-无压水，因此，选用无限边界承压-无压公式。
竖井涌水量：设计竖井深度120m、井径2.73m，经计算涌水量为139.42m³/h。
平硐涌水量：经计算，单位长度平硐出水量：q=0.066m³/h。
坑道系统涌水量：经计算，赵平房矿段坑道系統涌水量Q=2470m3/d=102.9m3/h；陈家店矿段坑道系统涌水量Q=774.6m3/d
=32.28m3/h。
综上所述，赵平房矿区铁矿区第四系地层厚度100m左右，第四系地层中存在多层粉砂、粉细砂、细砂承压水，将成为矿床开采地表水进入地下竖井充水的主要影响因素；下部基岩强风化带裂隙水，将成为矿床开采充水影响的主要因素；矿体的顶底板岩层及矿体，存在风化裂隙承压水及构造裂隙承压水，含水层富水性较弱，对矿床充水影响不大。第四系地层中存在多层粘土层，最下部的含水层与基岩顶部有20～50m的粉质粘土层为矿床良好的隔水顶板。矿床地表水体河流、鱼塘等对矿床开采不会造成影响。
5、矿床开采建设工程的防水措施
营口赵平房矿区铁矿，矿床埋藏于百米左右第四系地层之下，最低矿床埋深-370m，竖井建造将穿过第四系含水层。施工过程中，应对第四系孔隙地下水进行有效阻水，阻止涌水流入地下。
第四系含水层岩性为粉细砂、细砂，渗透系数较小，适合注浆堵水。在竖井施工中，应在竖井周围进行井筒注浆堵水。
井筒注浆堵水分为地面注浆和井内注浆两种：
（1）地面注浆：即在井筒开掘以前，先从地面布置的钻孔中注入浆液，堵塞含水层的裂隙，将地下水隔离在井筒开掘范围及影响范围以外，以减少井筒涌水量。
（2）井内注浆：即在施工过程中，当工作面离含水层尚有一定距离时就暂时停止掘进，先向含水层注浆堵水，或向井壁注浆，防止井壁渗漏。检查成效后，再继续施工。
在施工过程中，根据实际情况采用适用的方法。若含水层位清楚，埋深较浅，可采用地面注浆；否则可采用井内注浆。
作者简介：蒋如福（1969年-）男，辽宁瓦房店人工程师主要从事水文地质工程地质工作
参考文献：
（1）地下水动力学 古自纯 徐启昆 北京：地质出版社，1986.
（2）辽宁省营口市赵平房矿区铁矿详查报告李勇等人 辽宁省第五地质大队2010.
关键词：赵平房铁矿；水文地质条件；矿坑涌水量；预防措施
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
营口赵平房铁矿西北距辽河湾约10公里，西距渤海湾约15公里，矿体低于海平面80米以下，矿区无基岩出露，地表河水、水田遍布，水文地质条件成为矿床开发中一个关键问题。
1、区域水文地质条件
矿区属海相沉积平原，地表平坦，无起伏，海拔标高3.2—6.0米。
1区域含水层特征
按区域地形，矿区地下水分为两个基本水文地质单元：西部海陆交互沉积平原和东部丘陵山区。含水层为：
①辽河冲积层：埋深于200m以下，属深部含水层,距矿区最近处约4公里。含水层7层以上,单层厚度一般2～50m。颗粒成份为细砂及5mm直径的砾石，分选良好。水位埋深0～1.7m。
②海相沉积层：分布于山前至辽东湾及辽河八里河冲积扇外的广大地区（包括矿区），由杂色粘土、粉细砂、亚粘土组成。厚度大于200m。
③山间谷地砂砾石卵石孔隙含水岩系:分布于长大线铁路两侧，距矿区为4公里。由冲洪积及坡积的黄白、青灰等色的砂粒石、卵石组成。主要含水层在下部，厚度2～15m，埋藏深度2～50m，水位深度大于0至地下5m。主要补给来源为基岩风化裂隙水。
④中东部山区基岩含水岩系
由下元古界辽河群大石桥岩组大理岩、菱镁大理岩等组成的碳酸盐岩层，为较好的基岩含水层。
1.2．区域地质构造、断层带对矿床充水的影响
矿区大地构造位于营口～宽甸台拱的西缘与下辽河断陷的接壤部位，区域地质构造、断层带往往为地下水流、汇集提供有利的条件，是基岩地区相对富水地带。
1.3．区域地下水化学特征
区域水化学类型主要为HCO3-Ca-Mg型。海相沉积层、山间河湖相沉积层以HCO3-Cl-Na-Ca水和Cl-Na-Ca-Mg水为主，矿化度一般小于0.5g/L，微硬水为主，因地而异。
2、矿区水文地质条件
2.1区内水文地质分为三个区：
①第四系浅层孔隙含水区（Ⅰ区）
分布于赵平房矿段中部，面积较小。第四系地层厚度约70m，含水层厚度5～22m。静水位深度0.56～1.85m，标高3.11～4.41m，单位涌水量g=0.05～0.40m³/h，富水性弱，最大涌水量0.54～1.288
m³/h，渗透系数K=0.13～0.74m/d。补给来源主要为大气降水，排泄不良，年水位变化1.2～2.5m。
②第四系中浅层孔隙含水区（Ⅱ区）
该区分布于赵平房矿段中部、西部及东部。第四系地层厚度100m左右，其中第二次海侵含水层广泛分布，埋深50～80m左右，抽水试验钻孔揭露仅有49.0～54.0m和61.0～79.0m两层粉细砂存在。钻孔单位涌水量q=0.16～0.34L/s.m，富水性中等，单孔最大涌水量2081.39m³/d，渗透系数K=0.72～1.03m/d。
③基岩风化裂隙含水层
第四系之下强风化带裂隙含水层，是基岩裂隙的主要含水层。发育深度在基岩顶部下2.76～44.86m。根据抽水资料，静水位深度2.00～-3.26m，标高1.96～7.10m。钻孔涌水量Qmax=1.50～2.50m³/h，单位涌水量q=0.02～0.04m³/h，渗透系数K=0.046～0.068m/d。
④断裂构造含水条件
矿床赋存于一个向东收敛、向西敞开的背斜两翼，见有北北东和北西西向两条断裂，皆切割主矿体，从钻孔岩芯看，岩石虽然破碎，但胶结较好，透水性不佳，构造形式对充水不利。
3、抽水试验成果
2008年详查中，分别对第四系孔隙含水层和基岩裂隙含水层进行了水文地质抽水试验。
基岩裂隙含水层主要位于强风化带内，发育深度103.0～116.99m。
第四系含水层单位涌水量依据2次抽水试验结果计算，分别为：q1=0.34L/s.m，q2=0.28L/s.m。为中等富水。推算最大降深时出水量为Q=2081.39米3/日，即Q=86.72米3/时 。
基岩裂隙含水层依据3次抽水试验结果计算，单位涌水量分别为：q1=0.01L/s.m, q2=0.008L/s.m，q3=0.006L/s.m。为弱富水。推算最大降深时出水量：Q=77.96米3/日，即Q=3.25米3/小时。
4、矿坑涌水量预测
4.1．含水层边界条件（数学模型）
矿区含水层来自第四系承压水和矿体及围岩风化裂隙承压水。第四系含水层赋存于海相沉积平原，沉积相比较稳定，将含水层视为水平含水层、无限边界；第四系地层底部基岩地形坡度多小于13º，把基岩风化裂隙含水层视为水平含水层。
4.2．涌水量预算
矿床开采首先在第四系地层中开通竖井，然后在矿床层位开通平硐或斜井进行开采。
在计算矿坑涌水量时，竖井工程与基岩平硐工程分两个计算单元计算。竖井工程将穿过第四系地层及基岩风化带，竖井涌水量计算分两部分进行。计算参数采用抽水试验参数、稳定流解析法计算公式；因矿井排水时水位应降至隔水顶板以下，属承压-无压水，因此，选用无限边界承压-无压公式。
竖井涌水量：设计竖井深度120m、井径2.73m，经计算涌水量为139.42m³/h。
平硐涌水量：经计算，单位长度平硐出水量：q=0.066m³/h。
坑道系统涌水量：经计算，赵平房矿段坑道系統涌水量Q=2470m3/d=102.9m3/h；陈家店矿段坑道系统涌水量Q=774.6m3/d
=32.28m3/h。
综上所述，赵平房矿区铁矿区第四系地层厚度100m左右，第四系地层中存在多层粉砂、粉细砂、细砂承压水，将成为矿床开采地表水进入地下竖井充水的主要影响因素；下部基岩强风化带裂隙水，将成为矿床开采充水影响的主要因素；矿体的顶底板岩层及矿体，存在风化裂隙承压水及构造裂隙承压水，含水层富水性较弱，对矿床充水影响不大。第四系地层中存在多层粘土层，最下部的含水层与基岩顶部有20～50m的粉质粘土层为矿床良好的隔水顶板。矿床地表水体河流、鱼塘等对矿床开采不会造成影响。
5、矿床开采建设工程的防水措施
营口赵平房矿区铁矿，矿床埋藏于百米左右第四系地层之下，最低矿床埋深-370m，竖井建造将穿过第四系含水层。施工过程中，应对第四系孔隙地下水进行有效阻水，阻止涌水流入地下。
第四系含水层岩性为粉细砂、细砂，渗透系数较小，适合注浆堵水。在竖井施工中，应在竖井周围进行井筒注浆堵水。
井筒注浆堵水分为地面注浆和井内注浆两种：
（1）地面注浆：即在井筒开掘以前，先从地面布置的钻孔中注入浆液，堵塞含水层的裂隙，将地下水隔离在井筒开掘范围及影响范围以外，以减少井筒涌水量。
（2）井内注浆：即在施工过程中，当工作面离含水层尚有一定距离时就暂时停止掘进，先向含水层注浆堵水，或向井壁注浆，防止井壁渗漏。检查成效后，再继续施工。
在施工过程中，根据实际情况采用适用的方法。若含水层位清楚，埋深较浅，可采用地面注浆；否则可采用井内注浆。
作者简介：蒋如福（1969年-）男，辽宁瓦房店人工程师主要从事水文地质工程地质工作
参考文献：
（1）地下水动力学 古自纯 徐启昆 北京：地质出版社，1986.
（2）辽宁省营口市赵平房矿区铁矿详查报告李勇等人 辽宁省第五地质大队2010.