淮北矿区任楼井田主要突水含水层水文地球化学演化规律研究

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1、·172·安全高效煤矿地质保障技术及应用淮北矿区任楼井田主要突水含水层水文地球化学演化规律研究水桂和荣1”，陈陆望2，赵开全3，段中稳3，童宏树3，童世杰3(1．宿州学院，安徽宿州234000；2．合肥工业大学，安徽合肥230000；3．皖北煤电集团公司，安徽宿州234000；4．安徽理工大学，安徽淮南232000)摘要：本文在淮北矿区任楼煤矿系统布置地下水取样点，采取同一时间的四个主要突水含水层水样，测试其水化学指标，并与建井初期水化学监测资料进行对比分析，找出煤矿开采引起的地下水水文地球化学演

2、化规律，为更好地进行煤矿防治水工作提供科学依据。关键词：突水含水go；水文地球化学演化；对比分析；任楼井田近年来，水文地球化学在煤矿水文地质条件研究特别是在防治水工作中应用十分广泛。随着煤矿开采强度的增大，矿区水文地质条件将随之发生变化，因此对矿区主要突水含水层水文地球化学演化规律进行研究，有利于对矿区水文地质条件变化的掌握，更好地为识别突水水源及水动态特征提供科学依据‘1—51。任楼煤矿于1996年发生过突水淹井事故，因此该矿对于防治水研究十分重视。构成任楼煤矿突水含水层的主要有第四系第四含水层

3、(简称“四含”)、二叠系煤系砂岩裂隙含水层(简称“煤系”)、石炭系太原组岩溶裂隙含水层(简称“太灰”)和奥陶系岩溶裂隙含水层(简称“奥灰”)。天然水中含量最多的常规离子有8种，即Na+、ca2+、M92+、K+、cl一、sol一、HC03-、CO；一。这些离子的总量占天然水溶质总量的95％～99％。各种不同的岩石对天然水溶质成分的影响很不相同。本文对四个主要突水含水层进行系统取样，测试其常规水化学指标，并与建井初期的监测资料进行对比分析，找出该井田主要突水含水层常规水化学特征及其演化规律。1取样与

4、测试1．1取样点布置地下水水化学特征是地下水水循环特征研究的重要内容，它对矿井的安全生产具有重要的意义。地下水在自然系统的循环过程中，与其接触的岩石圈、生物圈和大气圈进行着极其复杂的物质、能量和信息交换，水化学特征在时空尺度上都会不断地发生变化。因此，通过对地下水水化学的时空变异特征与演变规律的研究，可以更好地揭示地下水与环境的相互作用机制拍“1。为了获取同一时间的水样，本文作者利用任楼矿的常观孔、矿井出水点等处取得30个水样，水样点布置如图1所示。1．2测试结果测试项目包括：8项主要离子：Na+

5、、K+、Ca2+、Mg“、HC03-、C1一、sol一、co；一；水质综合指标：pH值、总溶解固体(TDS)与硬度等。测试结果见表l。为了对任楼井田四含水、煤系水、太·宿州学院教授(博士)科研基金(2006jb01)；安徽省高校“十五”学科拔尖人才基金。三、煤矿水害防治·173·图1任楼井田水样点平面布置图表l任楼井田近期主要突水含水层常规水化学测试结果取样地点常规离子常规指标编号阳离子阴离子矿化度／硬度(德国度)单位pn(含水层)K++Na+掰+M矿+HCOfs哦一Q—col,‘(nag·L。1

6、)全永久mg／L290．189．400．7430．638．26431．969．10水1毫克当12．622O．469o．06l0．502o．17212．185O．2934量几7809．991．4．9O(四含)毫克当95．973．57o．463．跎1．3l92。硒2．22量／％日n,／L381．6655．7392．3328．74．230．53763．325．5l水5毫克当16．∞12，7817．593O．47l4．7％21．53o．1785量／L15578．2220．0927．54(四含)毫克当61．

7、54lO．3l28．151．7517．7879．810．酌量／％mg／L449．98143．153．9972．316．∞912．24水9毫克当19．5737．143o．3281，185o．12625．7336量／L]5887．4s2n鳄l7．75(四含)毫克当72．3826．4l1．2l4．380．4795．15量／％·174·安全高效煤矿地质保障技术及应用续表取样地点常规离子常规指标编号阳离子阴离子。矿化度／硬度(德国度)单位pH(含水层)K++Nn+Ca2+】I192+HCO；S谚一a。c嵋一

8、(nag·L以)全永久me／L2：强．∞4．3518．1l243．7l121．71104．7367．76永13毫克当9．9印0．2171．4893，9942．5342．9542．1847量／L7899．424．78O(四含)毫克当85．351．8612．7634．2421．7225．3218．72量／％mg／L467．62324。2377．34298．33594．04908．29风1孔毫克当20．3柏16．1796．3∞4．8眇l2．3醯25．622ll量／L26707．1463．