新莊孜井田地下水化學(xué)特征及突水水源快速判別模型.pdf

1、礦井水害是我國(guó)包括煤礦在內(nèi)的各類礦床開(kāi)采中經(jīng)常遇到的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，也是制約礦區(qū)生產(chǎn)活動(dòng)和可持續(xù)發(fā)展的重要因素，因此，如何快速準(zhǔn)確地識(shí)別礦井突水水源就顯得尤為重要。本文選取淮南煤田老礦區(qū)新莊孜井田作為研究對(duì)象，采用理論分析結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的研究方法。收集整理了井田多年的水文地質(zhì)資料和水化學(xué)資料，并結(jié)合井田歷年來(lái)的水質(zhì)觀測(cè)資料，合理布點(diǎn)、取樣、檢測(cè)，對(duì)井田內(nèi)各主要突水含水層的常規(guī)水化學(xué)特征及同位素、微量元素地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析，得出以下結(jié)

2、論： (1)對(duì)各充水含水層的水質(zhì)類型和離子分布特點(diǎn)對(duì)比找出充水含水層的特征離子，得出煤礦突水水源快速判別特征離子模型：如果[Ca2+]<30mg/L，[Mg2+]<15mg/L，并且[Na++K+]>300mg/L，該水樣判定為煤系水，據(jù)此對(duì)煤系水的判別正確率為70％；奧灰水的Cl-當(dāng)量百分?jǐn)?shù)較其他含水層高，一般大于35％，據(jù)此對(duì)奧灰水的識(shí)別正確率在65％以上；而[SO42-]若大于500mg/L則可將其判定為老空水。

3、(2)選取井田典型勘探線VIII-IX線對(duì)井田垂向水化學(xué)特征作了分析，發(fā)現(xiàn)Ca2+濃度在垂向上有逐漸減小的趨勢(shì)，而Na+濃度則明顯隨深度增加而增大。 (3)對(duì)微量元素進(jìn)行取樣檢測(cè)，共檢測(cè)51種微量元素，分析發(fā)現(xiàn)灰?guī)r水中Ba含量較其他含水層高，而U含量較低；煤系只有一個(gè)水樣，其As、Se、Mo含量都較另外兩層高出很多；老空水中Sr含量較高，大于2150μg/L。對(duì)13種典型元素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要有相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析，主

4、成分分析得到3個(gè)主成分，可以認(rèn)為第一主成分與水.巖間的相互作用和大氣降水蒸發(fā)補(bǔ)給有關(guān)，第二主成分為礦區(qū)地表水經(jīng)構(gòu)造裂隙通道對(duì)地下水的直接補(bǔ)給作用影響；第三主成分與流經(jīng)本區(qū)的地表水體對(duì)井田地下水的補(bǔ)給有關(guān)。對(duì)同位素的研究發(fā)現(xiàn)本區(qū)的地下水主要補(bǔ)給來(lái)源是蒸發(fā)后的大氣降水，同時(shí)有少量地區(qū)為大氣降水直接補(bǔ)給。 (4)在對(duì)主要突水含水層做出水化學(xué)分析的基礎(chǔ)上，分別選用六大離子和六大離子+總硬度+暫時(shí)硬度+pH作為指標(biāo)，在研究區(qū)建立灰色關(guān)聯(lián)度