范各庄矿地下水化学成分及特征分析

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1、范各庄矿地下水化学成分及特征分析常静（河北省开滦范各庄矿，河北唐山063109）Email:qyfeng（iiu@126.comitel:15176538007［摘要］范各庄矿主要开采六个煤层，地下水系统的共含有四个含水层组，本文通过对煤系含水层地下水化学组分分析，探讨了地下水水化学特征和形成机制，为判断矿井水害的地下水来源及矿井防治水提供水化学特征依据。［关键词I含水层；地下水化学组分；形成机制0概况范各庄井田位于河北省唐山市古冶区，本区主要可采煤层为下二叠统的大苗庄组和上石炭统赵各庄组，现在已开采面基本

2、在-620m水平以上，正在延深至-800m水平。水文地质条件复杂，随着开采深度的增加，煤层受到深部奥灰水的威胁日趋严重，再加上奥灰含水层富水性强，突水事故频繁，且突水来源及突水通道不清。1各含水层的基本情况对范各庄矿井生产构成影响的含水层以下五个含水层，基本情况如下。1.15煤层顶板砂岩裂隙承压含水层该层在5煤层顶板以上，采掘过程中大都表现为淋滴水，局部表现为涌水现象。该含水层在井田东部、西南部隐伏露头区与第四系冲积层底部砾石含水层直接接触，并接受其补给。整个含水层在井田范围内具有典型的裂隙水特点，节理裂隙

3、较为发育，充水及导水性较好，含水较为丰富。1.212〜14煤层间砂岩裂隙承压含水层当开拓巷道通过该层时大多表现为裂隙出水。该含水层在井田东部、西南部与第四系冲积层底部卵砾石含水层直接接触；在井田范围内，该含水层接受奥陶系灰岩含水层的补给，其补给途径大多是通过岩溶陷落柱、导水断层及导水裂隙等。在井口区及北翼，由于岩溶陷落柱及导水构造较为发育，该含水层与奥灰岩溶水联系密切，含水较为丰富，不易疏干。1.3第四系冲积层底部卵砾石含水层本层为冲积层最底部的含水层，在井田中部约有9.33平方公里的底部卵石层直接与基岩接

4、触，其厚度3〜10m;毕区较厚，厚度迗15m以上。井田范围内底部卵砾石层与基岩直接接触面积累计约21.24平方公里，占整个井田面积的68.5%。1.4奥陶系灰岩岩溶含水层奥陶系石灰岩在井田东部、北部埋藏较浅，在西部、南部埋藏较深。整个井田奥陶系石灰岩中构造裂隙和岩溶发育，在塔坨向斜至井口向斜区岩溶发育且有较大溶洞存在，并造成煤系地层陷落，已相继发现了14个岩溶陷落柱；井田南翼单斜区，奥灰岩溶发育较差。奥陶系石灰岩是一个互相连通的岩溶含水整体，是煤系地层的主要补给水源，又可通过导水断裂和岩溶陷落柱成为矿井的直

5、接突水水源。1.514煤层〜唐山灰岩间砂岩、灰岩裂隙承压含水层该含水层由14煤层底板砂岩和唐山灰岩组成，节理裂隙发育，北部唐山灰岩中有溶洞存在。该含水层在隐伏露头区接受冲积层含水层渗透补给，在井田中部接受下伏奥灰含水层越流补给。由于其裂隙发育的不均一性，其含水性由北向南，由浅至深逐渐减弱。2地下水的化学组分及水质特征分析2.1样品的化验结果本次试验在同一时间在范各庄矿，采集五个含水层的水样，分析结果见表1。表1范各庄矿各含水层水样分析表取样地点含水层位总硬度dHPH主要阳离子百分比主要阴离子百分比Na+Ca

6、2+Mg2+HCOfcrSO?CO,NO

7、.3766.087.9218.537.47002.2成果分析从表1以看出，3555NW*K下3钻孔的碱土金属离子超过了碱金属离子，Na+含量较高，两者取样深度都在井下六百多米，这说明在地层深部岩体裂隙较为发达，地下水之间存在非常密切的水理联系，即任何一组水样都不是其他水样的简单混合，当水样相遇时，必定发生反应。而且，绝大部分水样中弱酸要超过强酸根，SO42"含量低，而是含有大量的HCO厂，表明其碳酸盐硬度超过了50%，部分水层会有负硬度。范各庄矿几个主要含水层层阴离子百分比均类似，仅奥灰水含有N(Z＜和NO

8、f,证明其补给源均为大气降水。3地下水化学组分形成机制分析裂隙是坚硬岩石中的空隙，它是岩石形成以后的地质历史时期中地质作用的结果，裂隙越发育的地方含水越丰富，裂隙水具有不均匀性和复杂性。范各庄矿区裂隙水主要赋存于石灰岩裂隙中，少量分布于铝质泥岩体。基底为巨厚的寒武奥陶系灰岩，厚约几百至千米，接受大气降水后形成储量巨大的强含水层，与煤系地层中灰岩岩溶含水层有直接或间接水理联系；煤系地层下部发育石灰岩、砂岩、页岩互层