矿井主要含水层水质研究方法判别水源

《矿井主要含水层水质研究方法判别水源》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、矿井主要含水层水质研究方法判别水源摘要：水质分析是煤矿开采业一项重要的技术，它能够精确判断水源类型，对水质中各种离子的含量做出精确分析，对煤矿能否顺利建设起着关键性作用。水质分析结果能够判断矿井水的水质特点和矿井水的来源水层，这一技术要点具有很重要的作用，能够判断水源来水方向，定量技术涌水量，正确预计水量的动态变化，为设置合理的防隔水煤岩柱提供可靠参考。本文根据笔者实际工作经验，首先简要介绍了安阳矿区水文地质概括，其次重点对水害事故经过及水质进行分析，为矿井的安全生产、抗水灾救援提供了技术依据。关键词：水质分析；矿区水文地质；水硬度；

2、矿化度引言判断矿井涌水、突水水源的方法有很多。实践证明，水质分析方法是一种较为有效而又简便的技术方法，水质分析法在判定矿井涌水水源中的应用越来越广泛，尤其应用在矿井水害防治实践中，因为含水层的差异和老窑地下水化学成分的差异都是由不同的生成环境所致，进而所形成的地下水类型也不同，通常来说，主要差异有：赋存环境不同，地下水的补给、径流、排泄、储存条件差异。水质分析方法是通过确定矿井涌水里面的水化学成分，分析矿井水的水质成分，从而对水源位置进行确定。1安阳矿区水文地质概括安阳矿区的地理位置是河南省北部安阳市，从它的形成来看属于太行山东麓煤田

3、的一部分，矿区西部紧邻太行山脉，东面与京广线接近，从占地面积上看，它具有42km的南北长和3.6km的东西宽，具有151km2的面积，区域内有生产矿井5对。地质资料显示，矿区出露地层比较多，根据统计有：下奥陶冶里-亮甲山组白云岩；二叠系含煤层隶属山西组；上第三系砾岩：主要有各类砂岩、泥岩等；第四系黄土、砾砂层。资料分析显示，第三、四系含水岩系、石炭-二叠系含水岩系和奥陶系含水岩系是影响本区煤矿开采生产的主要含水岩系和岩组。其中，本矿区最主要含水岩系是奥陶含水岩系，根据富水性在各含水岩系中的差异将其分为中奥陶(02),太原组薄层灰岩(L

4、2,L8),山西组砂岩含水层(S9,S10)在地下水含量方面相对次之。第三系砾岩含水丰富的区域在矿区南部，含水层富水性较弱的部位在矿区北部和中部。此外，老空水也是煤矿开采过程中矿井的主要出水水源，也是很多水灾水害事故发生的根源，事故一旦发生，最明显的特点就是突发性，因为老空水不是一种赋存于地下介质含水层的水，它就是一个小的地表水体，一旦采掘工程触及它，它就会以溃入的方式突然涌入到井下。1.1中奥陶系灰岩含水层(02)科学研究证实，中奥陶系灰岩含水层的主要成分是碳酸盐沉积岩，具有400m的岩层厚度，对上距二1煤具有140m的距离，厚层灰

5、岩是主要的存在形式。裂隙是岩溶的主要发育形式，具有较好的富水性，出露部位成片分布在西部山区的矿区，因为这里有大量的雨水作为水源补充，其他的补给主要是隐伏露头、部分第四系潜水、河流、沟渠等等，该地区具有良好的循环条件。一般来说，矿区的含水层是构成矿井安全生产的威胁之一。如果含水层位一旦由于开采而被揭露，将给煤矿带来灾难性后果，灰岩难溶于水，它的主要成分为CaC03和MgC03,当存在C02时灰岩发发生反映而部分溶解，具体反应如下：CaC03+C02+H20f2HC03-+Ca2+MgC03+C02+H20—2HC03-+Mg2+从而形成

6、特殊类型的良好水质(HC03-Ca-Mg型)，这类水质的化学性质有：总硬度(10〜18°G),矿化度(287-570mg/L),pH值(7.25〜8.35),化学分析研究后认为，奥陶系灰岩围岩具有较低含量的Cl-、S042-,性质单一，属典型的华北型奥灰岩溶水，该水型易于判别。1.2石炭系二层灰岩含水层(L2)石炭系二层灰岩含水层的位置是：下夹煤顶部，离二1煤百余米，厚度为8m,岩层中的主要成份是方解石，内部的主要特征是有溶洞，主要的存在形式是溶蚀裂隙，煤系地层中的含水量在自然条件下是较大的，往往被认为是下夹煤开采的主要充水水源。通常

7、来说，岩层之间经常会在断层、封闭不良钻孔等的影响下，发生水力联系，通常情况下，含煤地层中富含的金属硫化物（FeS2）,在氧化环境中能够生成硫酸盐，具体反映如下：2FeS2+702+2H20-*2FeS04+4H++2S042-4FeS04+02+10H20—4Fe（OH）3+4H2SO4II2S04+CaC03fCa2++S042-+C02+H20系列反映导致S042-含量有所增加，主要表现特征是高硫酸盐构成的非碳酸盐硬度较大，因为有Ca2+和Mg2+等离子在反映中会产生，产生的钙、镁离子在硫酸盐中的溶解度要远远大于碳酸盐溶解度，这也

8、是导致该岩层硬度和矿化度较高的原因，一般大小是（810〜1181mg/L）,从一些水质分析报告来看，得到以下数据，总硬度（20〜48.3°G）,水质类型大多为两种，分别是S04-HC03-Ca-Mg型和HCO3-SO4-