新莊孜井田地下水化學特征及突水水源快速判別模型.pdf

1、礦井水害是我國包括煤礦在內(nèi)的各類礦床開采中經(jīng)常遇到的主要地質(zhì)災害之一，也是制約礦區(qū)生產(chǎn)活動和可持續(xù)發(fā)展的重要因素，因此，如何快速準確地識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象，采用理論分析結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用的研究方法。收集整理了井田多年的水文地質(zhì)資料和水化學資料，并結(jié)合井田歷年來的水質(zhì)觀測資料，合理布點、取樣、檢測，對井田內(nèi)各主要突水含水層的常規(guī)水化學特征及同位素、微量元素地球化學特征進行了分析，得出以下結(jié)

2、論： (1)對各充水含水層的水質(zhì)類型和離子分布特點對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)此對煤系水的判別正確率為70％；奧灰水的Cl-當量百分數(shù)較其他含水層高，一般大于35％，據(jù)此對奧灰水的識別正確率在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線對井田垂向水化學特征作了分析，發(fā)現(xiàn)Ca2+濃度在垂向上有逐漸減小的趨勢，而Na+濃度則明顯隨深度增加而增大。 (3)對微量元素進行取樣檢測，共檢測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13種典型元素進行統(tǒng)計分析，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個主成分，可以認為第一主成分與水.巖間的相互作用和大氣降水蒸發(fā)補給有關(guān)，第二主成分為礦區(qū)地表水經(jīng)構(gòu)造裂隙通道對地下水的直接補給作用影響；第三主成分與流經(jīng)本區(qū)的地表水體對井田地下水的補給有關(guān)。對同位素的研究發(fā)現(xiàn)本區(qū)的地下水主要補給來源是蒸發(fā)后的大氣降水，同時有少量地區(qū)為大氣降水直接補給。 (4)在對主要突水含水層做出水化學分析的基礎(chǔ)上，分別選用六大離子和六大離子+總硬度+暫時硬度+pH作為指標，在研究區(qū)建立灰色關(guān)聯(lián)度