应用矿井主要含水层水质分析方法判别出水源.pdf

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1、煤炭科技2010年第2期78COALSCIENCE＆TECHNOLOGYMAGAZINENo．22010文章编号：1008—3731(2010)02—0078—03王永法(河南煤化鹤煤六矿，河南鹤壁458000)摘要：通过掌握矿井各含水层充水水源及矿井水的水质特征，为矿井充水水源的正确判断，预计矿井涌水量及其动态变化，以及留设安全合理的防隔水煤岩柱提供可靠的参考，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；水硬度中图分类号：P641．73文献标志码：B水质分析方法是分析判断矿井涌水、突水水源含水层富水性较弱．不构成矿井充水主要威胁。另外的一种较为有效而又简

2、便的技术方法．在矿井水害煤矿开采遇到的老空水已成为矿井的主要出水水防治实践中有着广泛的应用由于不同含水层及老源．据统计．8O％的水灾水害事故是由老空水引起窑地下水的形成、赋存环境一般不同，且地下水的补的．其主要特点就是突发性．因为老空水不是一种赋给、径流、排泄、储存条件也存在较大的差异，这使得存于地下介质含水层的水．它就是一个小的地表水不同含水层及老窑地下水化学成分也各不相同．从体．所以一旦采掘工程触及它．它就会以溃人的方式而形成了不同水质类型的地下水通过分析矿井涌突然涌入到井下这一水害隐患特点在鹤壁矿区的水里面的水化学成分。确定其水质类型．就可判定矿一些老矿井井下尤为严重井涌水水源来自

3、哪个含水层或老窑积水。该方法在1．1中奥陶系灰岩含水层(O)实际应用中必须事先知道可能成为矿井充水水源的本层为碳酸盐沉积岩层．总厚约400m．上距各含水层及老窑地下水水质类型二煤平均140m，以厚层灰岩为主。其岩溶裂隙发育。富水性强。在矿区的西部山区大面积出露，接受1鹤壁矿区水文地质概括大气降水的人渗补给，还有隐伏露头补给，部分第四鹤壁矿区位于河南省北部鹤壁市境内．属太行系潜水补给，河流、沟渠、库区下渗补给，循环条件山东麓煤田的一部分．矿区西依太行山．东临京广好。水体交替强烈．是矿区的主要含水层，构成矿井线，南北长30km．东西宽5km，面积约150km，从安全生产的主要威胁在矿井开采过

4、程中一旦揭露南到北共有9对矿井。矿区出露地层有：下奥陶冶该层含水层，其后果将是灾难性的。灰岩的主要成分里一亮甲山组白云岩：中奥陶峰峰一马家沟组泥晶、为CaCO和MgCO，虽难溶于水，但有CO存在时白云岩、角砾状灰岩；中石炭本溪组泥岩一砂岩；上会部分溶解．发生如下反应石炭太原组含煤地层(下夹煤)：二叠系山西组含煤CaCO3+CO2-I-H2O—}2HCO+C地层：上第三系砾岩一砂岩、泥岩、泥灰岩；第四系黄MgCO3+CO2+H2O-+2HCO3一+Mg2+土、砾砂层。本区影响煤矿开采生产的含水岩系和从而形成了奥灰水的HCO一Ca～Mg型水质，含水岩组可分为第三、四系含水岩系、石炭一二叠系水

5、质良好，其主要水化学特征是：总硬度多在10～含水岩系和奥陶系含水岩系。其中奥陶含水岩系是18~G(德国度)之间，矿化度在287～570mg／L，pH本矿区最主要含水岩系．按各含水岩系富水性可分值处在7．25～8．35之间，因奥陶系灰岩围岩性质为中奥陶(O：)，其次太原组薄层灰岩(L2，L8)，山西较为单一纯净，故C1一、S042一含量较低，属典型的华组砂岩含水层(S。，S。)亦有较丰富的地下水，第三系北型奥灰岩溶水．该水型易于判别。砾岩含水层在矿区南部含水丰富．矿区北部和中部1．2石炭系二层灰岩含水层(L2)2010年第2期王永法：应用矿井主要含水层水质分析方法判别出水源79该层灰岩是下

6、夹煤的直接顶板，位于二，煤下并使Caz+、Mg2+以CaCO3和MgCO3的形式沉淀析110m左右，平均厚度8in，含方解石脉，有溶洞，以出，再加上离子吸附作用致使Ca2+、M含量降低，溶蚀裂隙为主．自然条件下含水量在煤系地层中是Na+含量得以上升，可达数百毫克每升。形成HCO一较大的，是开采下夹煤的主要充水水源。L2和O之Na型水质．并以较高的负硬度和较高的钠离子含量间常因断层、封闭不良钻孔或其他因素影响，在某些构成与其他各层地下水明显的水质差异，易于判别。地段发生一定程度的水力联系除了在西部山区接其pH值一般都在8．3以上。由于该砂岩含水层离受上覆第三系松散含水层的潜水补给和大气降雨

7、人八灰较近，常会出现水力联系，因此其水质在部分地渗补给外．还要通过断层接受奥灰强含水层的对接区演化为HCO一Na—Ca型，甚至SO广HCO一补给。由于含煤地层中富含金属硫化物(FeS)，在氧Ca—Mg型水质化环境中生成硫酸盐1．5第三系底部砾岩含水层2FES2+702+2H2O_+2FeSO4+4H~+2SO~-该含水层在矿区北部不发育．对采煤一般不会4FeSO4+O2+10H20．4Fe(OH)3+4H2S04造成威胁。但在矿区南