华北隐伏型煤矿主要充水含水层水化学组分来源及演化机制分析

为了确定华北型煤矿区主要充水含水层水化学组分的主要来源及演化机制,以平顶山矿区为研究对象。基于平顶山矿区内285个水样常规离子(K^(+)+Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-))、pH及TDS等数据,利用Gibbs图分析其主要控制因素、Piper图分析其主要水化学类型、离子组合比及主成分分析揭示其水化学组分的主要来源及演化机制。结果表明:寒灰水主要水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca·Mg及HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na·Mg型,其中HCO_(3)^(-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)主要来自碳酸盐岩(白云石)、硫酸盐岩(石膏)的溶解,Na^(+)主要来自岩石中,这是Ca^(2+)-Na^(+)、Mg^(2+)-Na^(+)的负交替吸附作用;七灰水主要水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca及HCO_(3)·SO_(4)-Na·Ca·Mg型,其中HCO_(3)^(-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)主要来自碳酸盐岩(方解石)的溶解,SO_(4)^(2-)来自黄铁矿的氧化作用;砂岩水的主要水化学类型为HCO_(3)^(-)Na型,其中HCO_(3)^(-)、Na^(+)主要来自硅酸盐岩的溶解;二灰水主要水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca及HCO_(3)·SO_(4)-Na·Ca·Mg型,也有部分HCO_(3)^(-)Na型,其中HCO_(3)^(-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)的来源与七灰水的来源相同,Na^(+)含量高是由于砂岩水的混和作用。此外采煤扰动作用导致研究区地下水径流条件发生改变,影响了水化学组分的来源及演化机制,这对以后矿井防治水有深远影响。

采动影响下井田主要充水含水层水化学环境演化分析

为了揭示采动影响下井田主要充水含水层水化学的时空演化规律,运用多元统计学中的主成分分析法对淮北矿区任楼井田不同时期的"四含"、"煤系"、"太灰"与"奥灰"水样的常规水化学数据(K++Na+,Mg2+,Ca2+,Cl-,SO24-,HCO-3与CO23-)进行分析,确定了方差贡献率较大的第一与第二主成分,分别代表"脱硫酸"作用和"硬化"作用,并揭示包含于其中的"咸化"过程,进而得到各主要充水含水层水样主成分得分的时空分布。研究成果表明:任楼井田"四含"水化学环境受控于基岩面,采动影响大;"煤系"水化学环境受断层与岩溶陷落柱控制,采动对其影响不大;"太灰"水化学环境受断层与岩溶陷落柱控制,采动影响大;"奥灰"水流交替快,水化学环境受采动影响小。井田主要充水含水层水化学环境的时空演化除了与自身所处的地质背景有关外,采动是一个不可忽视的影响因素。

主要充水含水层水化学常规离子成分来源分析

矿井水害是影响煤矿生产与安全的主要灾害之一,为了探讨城郊煤矿二水平南翼主要充水含水层中常规离子来源,选取了研究区36个砂岩水样和49个太灰水样进行了水化学特征研究,以便指导矿井的水害防治工作。研究分析发现,二水平南翼区域砂岩水以K^++Na^+、SO4^2-、HCO3^-含量高为特征,主要水化学类型是SO4-Na型;而太灰水则以Ca^2+含量高为特征,主要水化学类型是SO4-Na和SO4-Na·Ca型。利用5种不同离子组合比探讨了这2个典型含水层地下水水化学成分的离子来源,认为研究区域砂岩含水层中Na^+除盐岩溶解外,还包括钠长石和芒硝溶解;太灰水中芒硝溶解作用比较微弱,而砂岩水中的Na^+和SO4^2-则可能来源于芒硝。

黄陇侏罗纪煤田永陇矿区园子沟煤矿主要含水层精细化研讨

通过对园子沟煤矿主要含水层(白垩系下统洛河-宜君组含水层)采用分段抽水试验方法进行精细探查,查明该含水层垂向及平面水文地质参数变化特征。通过抽水试验获取洛河组含水层在垂向上水文地质参数;精细化分析研究了洛河组含水层在纵向上变化特征及相互间的水力联系情况,为后续煤矿地下水害防治工作提供了充足的水文地质资料。

采动影响下任楼煤矿地下水流三维数值模拟

为了再现采动对主要充水含水层地下水流场的影响程度及其控制机制,在系统分析任楼煤矿地质与水文地质条件的基础上,采用FEFLOW软件建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型,合理开展了采动影响下四含、煤系、太灰与奥灰4个主要充水含水层近期渗流场特征的数值模拟。研究结果表明:从平面上,四含在研究区东部出现一低水位分布区,煤系在采动影响范围内典型断层局部附近渗流异常;从空间上,煤系在采动影响区垂向水位等值线发生偏转并与含水层顶底板近于平行,四含与煤系之间的隔水层水位等值线也近于平行,但在采动影响区内平行等值线密度最大;太灰与奥灰地下水流从平面与空间层面上均显示原来的运行状态;近期采动对任楼煤矿四含与煤系2个含水层影响最为显著。