煤矿开采影响下峰峰矿区奥陶系岩溶水水环境演变规律研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）工程硕士学位论文煤矿开采影响下峰峰矿区奥陶系岩溶水水环境演变规律研究研究生：冯大勇专业：环境工程研究方向：水文地质导师姓名：陈鸿汉职称：教授企业导师：郝春明职称：高工2015年06月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeResearchOftheevolutionofOrdoviciankarstwaterenvironmentintheFengFengcoalmininginfluenceMasterCandi

2、date:FengDayongMajor:EnvironmentEngineeringStudyOrientation:hydrogeololgyDissertationSupervisor:Prof.ChenHonghanAssistantDissertationSupervisor:Seni.HaoChunmingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文巾特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表

3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质人学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文。口公开•保密(年)(保密的论文在解密后应遵守此规定)摘要水资源是人类赖以生存的不可替代的物质基础，地下水则是最重要的饮用水水源。岩溶水因水量大，水质好，一度被认为最可

4、靠和最优质的饮水用源之一。对于北方岩溶地区，煤矿开采过程的强排疏干已演变成最重要的排泄方式。本文选择峰峰矿区作为北方有代表性的大中型煤炭矿区，针对煤矿开采对奥陶系岩溶地下水环境演变问题进行了深入的研究，从地下水补径排方式变化和对水化学场的影响等方面综合进行分析。补径排方式变化方面，（1）因煤矿开采引起的水位下降，造成了滏阳河经灰岩裸露处反向补给，地面塌陷造成上覆含水层越流补给岩溶水，径流区局部地下水水流系统发育，滞留区面积加大，地下分水岭边界改变，地下水流场变化，形成局部新的水文地质次级单元，岩溶水系统已由天然泉排泄演变成矿井排水及人工

5、开采排泄为主的类型。（2）煤矿开采已造成岩溶水水流速明显变慢，水力梯度变大,水系统演变呈单一水流系统,岩溶水先呈++2-高K+Na演变，而后又逐渐向高SO4，高矿化度的区域地下水水流特征演变。水化学场的变化方面，（1）岩溶水水化学特征向孔隙水方向发展，类型趋于复杂化；++2+2-宏观离子K+Na，Mg，SO4，矿化度和溶解性总固体等浓度明显增高，溶解了更多的重金属元素。（2）岩溶水溶解矿物能力增强，溶解了更多的白云岩。（3）岩溶水水质呈恶化发展，部分地区明显受到了污染，污染指标为硫酸盐和重金属。采用环境同位素示踪和水文地球化学相结合的方

6、式，初步研究发现煤矿开采下岩溶水水化学的污染途径为：（1）主要来源于矿业生产链如发电燃煤等空气污染物被降雨直接带入基岩裸露补给区入渗补给；（2）仅在塌陷明显区存在顶层孔隙水和煤系砂岩水的越流补给。关键词：峰峰矿区，奥陶系岩溶地下水，同位素示踪，水化学特征AbstractWaterresourcesistheirreplaceablematerialbaseforhumanbeing,groundwateristhemostimportantdrinkingwatersource.Karstwaterbecauseofwater,good

7、quality,wasconsideredthemostreliableandthehighestqualityofdrinkingwatersource.ForthekarstregionsintheNorthChina,thestrongdrainageofthecoalminingprocesshasevolvedintothemostimportantdrainageway.Fengfengcoalminingareaasthenorthisrepresentativeofthelargeandmedium-sizedcoalm

8、ine,forcoalmineofOrdoviciankarstgroundwaterenvironmentevolutionofthein-depthstudy,fromofrecharge,runoff