礦井主要含水層水質(zhì)研究方法判別水源

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1、礦井主要含水層水質(zhì)研究方法判別水源摘要：水質(zhì)分析是煤礦開(kāi)采業(yè)一項(xiàng)重要的技術(shù)，它能夠精確判斷水源類型，對(duì)水質(zhì)中各種離子的含量做出精確分析，對(duì)煤礦能否順利建設(shè)起著關(guān)鍵性作用。水質(zhì)分析結(jié)果能夠判斷礦井水的水質(zhì)特點(diǎn)和礦井水的來(lái)源水層，這一技術(shù)要點(diǎn)具有很重要的作用，能夠判斷水源來(lái)水方向，定量技術(shù)涌水量，正確預(yù)計(jì)水量的動(dòng)態(tài)變化，為設(shè)置合理的防隔水煤巖柱提供可靠參考。本文根據(jù)筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，首先簡(jiǎn)要介紹了安陽(yáng)礦區(qū)水文地質(zhì)概括，其次重點(diǎn)對(duì)水害事故經(jīng)過(guò)及水質(zhì)進(jìn)行分析，為礦井的安全生產(chǎn)、抗水災(zāi)救援提供了技術(shù)依據(jù)。關(guān)鍵詞：水質(zhì)分析；礦區(qū)水文地質(zhì)；水硬度；

2、礦化度引言判斷礦井涌水、突水水源的方法有很多。實(shí)踐證明，水質(zhì)分析方法是一種較為有效而又簡(jiǎn)便的技術(shù)方法，水質(zhì)分析法在判定礦井涌水水源中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其應(yīng)用在礦井水害防治實(shí)踐中，因?yàn)楹畬拥牟町惡屠细G地下水化學(xué)成分的差異都是由不同的生成環(huán)境所致，進(jìn)而所形成的地下水類型也不同，通常來(lái)說(shuō)，主要差異有：賦存環(huán)境不同，地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄、儲(chǔ)存條件差異。水質(zhì)分析方法是通過(guò)確定礦井涌水里面的水化學(xué)成分，分析礦井水的水質(zhì)成分，從而對(duì)水源位置進(jìn)行確定。1安陽(yáng)礦區(qū)水文地質(zhì)概括安陽(yáng)礦區(qū)的地理位置是河南省北部安陽(yáng)市，從它的形成來(lái)看屬于太行山東麓煤田

3、的一部分，礦區(qū)西部緊鄰太行山脈，東面與京廣線接近，從占地面積上看，它具有42km的南北長(zhǎng)和3.6km的東西寬，具有151km2的面積，區(qū)域內(nèi)有生產(chǎn)礦井5對(duì)。地質(zhì)資料顯示，礦區(qū)出露地層比較多，根據(jù)統(tǒng)計(jì)有：下奧陶冶里-亮甲山組白云巖；二疊系含煤層隸屬山西組；上第三系礫巖：主要有各類砂巖、泥巖等；第四系黃土、礫砂層。資料分析顯示，第三、四系含水巖系、石炭-二疊系含水巖系和奧陶系含水巖系是影響本區(qū)煤礦開(kāi)采生產(chǎn)的主要含水巖系和巖組。其中，本礦區(qū)最主要含水巖系是奧陶含水巖系，根據(jù)富水性在各含水巖系中的差異將其分為中奧陶(02),太原組薄層灰?guī)r(L

4、2,L8),山西組砂巖含水層(S9,S10)在地下水含量方面相對(duì)次之。第三系礫巖含水豐富的區(qū)域在礦區(qū)南部，含水層富水性較弱的部位在礦區(qū)北部和中部。此外，老空水也是煤礦開(kāi)采過(guò)程中礦井的主要出水水源，也是很多水災(zāi)水害事故發(fā)生的根源，事故一旦發(fā)生，最明顯的特點(diǎn)就是突發(fā)性，因?yàn)槔峡账皇且环N賦存于地下介質(zhì)含水層的水，它就是一個(gè)小的地表水體，一旦采掘工程觸及它，它就會(huì)以潰入的方式突然涌入到井下。1.1中奧陶系灰?guī)r含水層(02)科學(xué)研究證實(shí)，中奧陶系灰?guī)r含水層的主要成分是碳酸鹽沉積巖，具有400m的巖層厚度，對(duì)上距二1煤具有140m的距離，厚層灰

5、巖是主要的存在形式。裂隙是巖溶的主要發(fā)育形式，具有較好的富水性，出露部位成片分布在西部山區(qū)的礦區(qū)，因?yàn)檫@里有大量的雨水作為水源補(bǔ)充，其他的補(bǔ)給主要是隱伏露頭、部分第四系潛水、河流、溝渠等等，該地區(qū)具有良好的循環(huán)條件。一般來(lái)說(shuō)，礦區(qū)的含水層是構(gòu)成礦井安全生產(chǎn)的威脅之一。如果含水層位一旦由于開(kāi)采而被揭露，將給煤礦帶來(lái)災(zāi)難性后果，灰?guī)r難溶于水，它的主要成分為CaC03和MgC03,當(dāng)存在C02時(shí)灰?guī)r發(fā)發(fā)生反映而部分溶解，具體反應(yīng)如下：CaC03+C02+H20f2HC03-+Ca2+MgC03+C02+H20—2HC03-+Mg2+從而形成

6、特殊類型的良好水質(zhì)(HC03-Ca-Mg型)，這類水質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有：總硬度(10?18°G),礦化度(287-570mg/L),pH值(7.25?8.35),化學(xué)分析研究后認(rèn)為，奧陶系灰?guī)r圍巖具有較低含量的Cl-、S042-,性質(zhì)單一，屬典型的華北型奧灰?guī)r溶水，該水型易于判別。1.2石炭系二層灰?guī)r含水層(L2)石炭系二層灰?guī)r含水層的位置是：下夾煤頂部，離二1煤百余米，厚度為8m,巖層中的主要成份是方解石，內(nèi)部的主要特征是有溶洞，主要的存在形式是溶蝕裂隙，煤系地層中的含水量在自然條件下是較大的，往往被認(rèn)為是下夾煤開(kāi)采的主要充水水源。通常

7、來(lái)說(shuō)，巖層之間經(jīng)常會(huì)在斷層、封閉不良鉆孔等的影響下，發(fā)生水力聯(lián)系，通常情況下，含煤地層中富含的金屬硫化物（FeS2）,在氧化環(huán)境中能夠生成硫酸鹽，具體反映如下：2FeS2+702+2H20-*2FeS04+4H++2S042-4FeS04+02+10H20—4Fe（OH）3+4H2SO4II2S04+CaC03fCa2++S042-+C02+H20系列反映導(dǎo)致S042-含量有所增加，主要表現(xiàn)特征是高硫酸鹽構(gòu)成的非碳酸鹽硬度較大，因?yàn)橛蠧a2+和Mg2+等離子在反映中會(huì)產(chǎn)生，產(chǎn)生的鈣、鎂離子在硫酸鹽中的溶解度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳酸鹽溶解度，這也

8、是導(dǎo)致該巖層硬度和礦化度較高的原因，一般大小是（810?1181mg/L）,從一些水質(zhì)分析報(bào)告來(lái)看，得到以下數(shù)據(jù)，總硬度（20?48.3°G）,水質(zhì)類型大多為兩種，分別是S04-HC03-Ca-Mg型和HCO3-SO4-