某煤矿矿区地下水水质化验分析研究

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1、某煤矿矿区地下水水质化验分析研究煤矿矿区地下水水质化验分析研究工作的目的是查清矿区内的水文地质条件，分析矿床的充水条件，预测各矿体在开采过程中的矿坑涌水量，减少或避免突水对矿山生产造成的危害，为保证煤矿开采提供理论依据，为保证煤矿安全生产提供基础。本文在充分收集区内现有相关资料和研究前人工作成果内容的基础上，研究某矿区地下水系统的水化学特征。己的信息，关键词煤矿矿区；地下水；水质化验TD742A1674-6708(2011)56-0085-020引言煤矿矿区地下水水质化验对预防煤矿透水事故具有重要的作用，目前煤矿透水事故己经成为Y继瓦斯爆炸之后最容易发生的事故之一。2004年，内蒙古

2、某煤矿发生了11854m3/h的特大透水淹井事故，该事故造成13人死亡，2人失踪，直接经济损失达287.5万元。为了判断矿区透水事故的地下水来源和避免同样事故的发生，本文对该矿矿区地下水水质进行了化验分析研宄。为研究该矿区地下水系统的水化学特征，笔者在充分收集区内现有有关资料和研究前人工作成果内容的基础上，开展了坑道和地表水文地质试验、水文地质测绘、同位素测定、水质化验等水质研究工作。1煤矿矿区地下水化验研究的方法矿物离子的含量在地下水化学特征及其分析指标中占有非常重要的地位，地下水研究工作者把岩石圈中容易迁移且含量丰度较高的元素离子或分子称为标准型组分，并且根据标准型地下水组分(离

3、子、分子等)的含量对地下水系统进行分类。同时，地下水中各类m离子和阴离子的浓度总和也表明了该地区的地下水的矿化程度，通常地下水系统中含有HC03-、Ca2+、Mg2+浓度较高的为低矿化水，含S042-较高的为中矿化水，含C1-较高的为高矿化水，其具体研究方法如下。2.1地下水硬度的计算方法一般情况下，采用Ca2+和Mg2+浓度的总和表示地下水的硬度，因此，水的硬度主要与水中的Ca2+和Mg2+含量右关，故采用状态方程式对水的总硬度与Ca2+和Mg2+进行关联分析，找出引起水硬度变化的主要因素。经计算Mg2+对总硬度的关联度为rl=0.959,Ca2+对总硬度的关联度为r2=0.894

4、,可见此地区地下水中，引起总硬度变化的主要因素是Mg2+，相关曲线如图1所示。可见随着Mg2+含景增加，水的硬度也随之提高，两者相关系数R=0.728,经相关性检验，当a=0.01时R0.01(n-2)=0.342,R>R0.01(n—2)=0.342,两者线性相关性较好，故采用对地下水中Ca2+、Mg2+浓度进行计算就可得出其总硬度。2.2地下水矿化度的计算方法矿化度表示水中各种盐类总和，即水中全部阳离子和阴离子总和。地下水中，随着矿化度变化，主要离子成分也随之发生变化，通常情况下低矿化水常以H⑶3-及Mg2+、Ca2+为主;高矿化水则以Cl-为主；中等矿化水中阴离子以S042-为

5、主。这主要由于各种盐类在水中溶解度不同，氯盐溶解度最大，硫酸盐次之，碳酸盐较小。分析地下水中S042->HC03->Cl-、Mg2+、Ca2+对矿化度指标的关联程度，得到关联度分别为rl=O.959,r2=0.946,r3=0.956,r4=0.950,r5=0.934,i于rl>r3>r4>r2>r5,可知对矿化度变化起主要影响的是S042-与C1-，矿化度与C1-和S042-相关系数R分别为0.95和0.91，表现出了良好的线性相关关系好。3矿区地下水系统的组成和水化学特征该矿区属内蒙古煤矿的重要组成部分，常年降雨稀少，干旱多风。深入调查研究发现，本矿标准型组分定为Ca2+、Mg

6、2+、Na+、HC03-、Cl-、S042-等六种阴阳离子，且含右HC03-、Ca2+、Mg2+等离子浓度较高，为低矿化水。根据本矿地下水标准型组分、各矿矿井充水之间的关系以及地下含水层特征，将本区地下水系统分为以下三个含水层子系统。3.1松散孔隙含水层一般情况下，松散孔隙含水层属于被新生界松散层覆盖得煤矿地层，该层特点是比较松散，一般厚度在200irT250m。该层自上而下包括三个隔水层和四个含水层，其中第三个隔水层厚度较大，占据整个松散空隙含水层得1/3左右，具有较好的隔水性能，将地表水与一、二、三含水层与第四含水层以及基岩地下水层隔开。其中，第四含水层直接覆盖在煤层上，水可以通

7、过基岩裂隙渗透到浅部煤层上，是开采时矿井的主要水源之一，需要不断进行疏干处理，它对松散孔隙含水层有着直接的决定作用。在本矿区中，第四含水层含有较高的C1-,含有较低的S042-和HCO-，三种阳离子占有比较相近的比例，均在30%左右。表现为较高的硬度和较高的矿化程度特征，其水的pH在7.5~7.7之间，稍微偏碱性。另外，该层反映天然径流条件较差，对其水质起到主要的过滤作用。3.2砂岩裂隙含水层砂岩裂隙含水层富水性较弱，不能明显的将其分割成含、隔水层，但自上