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1、·34·水文地質(zhì)工程地質(zhì)2000年第5期環(huán)境同位素示蹤技術(shù)在礦井水防治中的應(yīng)用122孫洪星,王蘭健,鄒人和(1.煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所,北京100013;2.龍口礦務(wù)局,山東龍口265700)摘要:環(huán)境同位素示蹤技術(shù)是近幾年新發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。采用環(huán)境同位素作為天然示蹤劑可以標(biāo)識(shí)礦井水分布、運(yùn)移和補(bǔ)給規(guī)律,為礦井水害的防治提供直接依據(jù),實(shí)例表明,采用該技術(shù)具有快捷、準(zhǔn)確以及易于推廣應(yīng)用等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:環(huán)境同位素;礦井水;采礦;水文地質(zhì)中圖分類號(hào):TD745+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000
2、-3665(2000)05-0034-03Abstract:Theenvironmentalisotopictracerisanewtechniquedevelopedinrecentyears.Environmentalisotopescanbeusedasnaturaltracersforclarifyingthepatternofdistribution,migrationandrechargeofminewaterandforprovidingdirectbasisfortheprevention
3、-controlofhazardsfromminewater.Itisshownthroughpracticethatthistechniqueischaracterizedbyitsquickness,accuratenessandeasinesstobepopularizedandused.Keywords:environmentalisotope;minewater;mining;hydrogeology我國(guó)許多煤田的水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜,在煤層2環(huán)境同位素示蹤測(cè)試技術(shù)原理開采過程中受到多種水的威脅
4、,煤礦防治水問題是煤314礦生產(chǎn)和科研中的一大技術(shù)難題。因此需要先進(jìn)的科(1)1H(氚)和6C放射性環(huán)境同位素314學(xué)技術(shù)手段搞清礦井水的分布、運(yùn)移和補(bǔ)給規(guī)律,從而1H(氚)是氫的放射性同位素,6C是碳的放射性為礦井水防治提供依據(jù)。同位素,它們均具有衰變特征330環(huán)境同位素水文地質(zhì)學(xué)是在水文地球化學(xué)和環(huán)境1H2He+-1U14140(1)同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。它6C7N+-1U主要是研究地下水中同位素的組成、分布和運(yùn)移規(guī)律。其衰變速度與溫度、壓力有無與其它物質(zhì)共存等由于環(huán)境同位素作為
5、天然示蹤劑標(biāo)記著地下水的形成無關(guān),而僅與放射性同位素的種類有關(guān)。通常把衰變至過程,因此研究他們的分布規(guī)律就有可能直接提供地初始原子數(shù)一半所經(jīng)歷的時(shí)間定義為半衰期,用f表下水的形成、運(yùn)移和補(bǔ)給規(guī)律和特征,從而為礦井水防3示,如水分子中的氫有放射性同位素1H,半衰期為f=治提供直接可靠的依據(jù)。-12.26a,溶于地下水中的HCO3離子中的碳有放射性141環(huán)境同位素同位素6C,半衰期為f=53.7a。我們把地下水從接受補(bǔ)給到作為水樣被采出所經(jīng)歷的時(shí)間作為這些放射性121618環(huán)境同位素有穩(wěn)定同位素如1H、1H(
6、氘)、8O、8O、同位素的衰變時(shí)間,并稱為地下水年齡。3141H(氚)和16C12133146C、6C,放射性同位素如1H(氚)和6C等。目前,現(xiàn)場(chǎng)衰變釋放出的U射線,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可用U液體閃爍儀中最常用于地下水研究的放射性環(huán)境同位素為331431H來裁定U射線強(qiáng)度,進(jìn)而確定1H(氚)和6C的含量。1H(氚)和14218186C和穩(wěn)定同位素1H(氘)、8O。含量單位用TU(氚單位)表示,定義為每10個(gè)氫原子這些環(huán)境同位素組成的測(cè)試程序不同,應(yīng)用范圍-12中有一個(gè)氚原子,相當(dāng)于1L水中有3.24×10居里也不
7、同,在地下水研究中,應(yīng)盡可能多地充分研究多種14的氚。6C的測(cè)定結(jié)果,一般經(jīng)過換算后直接給出年齡。同位素的組成和特征,以相互比較和相互驗(yàn)證。氚在大氣層中形成氚水后遍布整個(gè)大氣圈,對(duì)現(xiàn)代環(huán)境水起著標(biāo)記作用,因此利用氚可以計(jì)算50a以收稿日期:1999-08-16內(nèi)的地下水年齡(50a以內(nèi)的誤差較小)研究地下水的作者簡(jiǎn)介:孫洪星(1970-),男,碩士,工程師,從事應(yīng)用地球物補(bǔ)給、排泄、徑流條件,探索地下水的成因,確定地表水理、“三下”采煤技術(shù)、巖石力學(xué)與工程力學(xué)、GIS、水文地質(zhì)與工和地下水之間的水力聯(lián)系(
8、混合比),測(cè)定水文地質(zhì)參程地質(zhì)等科研與開發(fā)工作.14數(shù)等。6C在水文地質(zhì)學(xué)上的應(yīng)用,目前主要用于計(jì)算2000年第5期水文地質(zhì)工程地質(zhì)·35·地下水年齡和地下水滲透速度及混合水的混合比。的混合比等,這在目前礦井水防治應(yīng)用中十分有效。218(2)氫氧穩(wěn)定同位素(1H、8O)3環(huán)境同位素示蹤測(cè)試實(shí)施步驟121617氫和氧共有5個(gè)穩(wěn)定的同位素:1H、1H、8O、8O和1828O,但在現(xiàn)場(chǎng)中經(jīng)常應(yīng)用于穩(wěn)定同位素研究的是1H環(huán)境同位素示蹤
