蒙陕接壤区浅埋煤层矿井水水化学特征及来源分析

为研究蒙陕接壤区浅埋煤层开采下矿井水水化学特征与来源,通过采集研究区内的矿井水、不同含水层地下水及地表水样,综合利用水化学特征研究、数理统计、离子比例系数法以及氢氧同位素,探究该区矿井水水化学特征及其形成作用。基于此,对研究区矿井水的主要来源进行了识别。结果表明,矿井水与第四系萨拉乌苏组、侏罗系直罗组和延安组地下水水力联系紧密。矿井水主要离子形成受水-岩作用影响,主要阴阳离子来源于硅酸盐矿物与方解石的溶滤作用;受到反向阳离子交换作用影响,使矿井水中Na⁺含量高于浅部地下水;混合作用对矿井水水化学成分形成影响较小。矿井水受延安组、直罗组地下水与萨拉乌苏组地下水共同补给,三者在矿井水补给水源中所占比例分别为86.39%、1.59%与12.02%。研究成果可为该区的矿井水害防治与水资源处理利用提供依据。     

湖北松宜矿区地下水系统分析及其防治水意义

松宜矿区九对矿井中的四对最大涌水量超过5000m~3/h,矿井之间水力联系密切,明显处于同一地下水系统之中。本文以防治水为目的,应用系统理论对该区地下水系统进行了分析,建立了地下水系统概化模型、防治水优化管理模型,绘制了地下水系统网络图及相应的防治水网络图。文中强调了地下水系统的整体性、层次性、目的性及相互联系。      

长春西部串湖含水介质弥散试验及污染质运移研究

水动力弥散系数是建立地下水水质模型,进行地下水溶质运移研究的重要参数。在野外调查的基础上,设计并开展了室内二维水动力弥散试验,应用直线图解法确定了研究区含水介质的纵向、横向弥散系数。建立了该区地下水溶质运移模型,并对其进行了预测分析。     

人工井液电阻率测井在煤田水文地质勘查中的应用

为准确获取水文地质参数,进而为矿井防治水、矿井涌水量计算以及地下水评价等提供可靠的参数,以煤田地质勘探中实测的人工井液电阻率测井曲线为依据,结合岩心精细描述、抽水试验、常规地球物理测井等技术获得的资料进行综合分析。研究表明：人工井液电阻率测井技术在煤田水文地质勘探中不仅可以准确划分含隔水层的性质,确定其位置,分析含水层之间的补给关系,检查钻孔止水效果,计算各含水层钻孔截面流量,亦可研究地下水流体特征,评价地下水水质参数以及监测生产矿井导水裂隙带高度。因此,人工井液电阻率测井能够提高煤田水文地质勘探成果利用率,实现地质勘探信息的最大化利用,从而更好地为矿井设计、建设及矿井生产服务,保障矿井安全。     

基于氢氧同位素和水化学的废弃煤矿充水水源识别

峰峰矿区地处太行山东麓边缘,属华北地层区,矿区含水层可分为四大含水岩系,其中第四系孔隙含水层地下水和二叠系砂岩含水层地下水主要接受降水补给,石炭系薄层灰岩含水层地下水除接受沟谷河段渗漏补给外,在局部接受下伏奥陶系灰岩地下水的补给,奥陶系灰岩含水层地下水主要接受鼓山、九山及西北部灰岩裸露区降水补给。峰峰矿区有生产矿井13对,废弃矿井4对,本次研究对象为废弃的一矿和二矿。本文运用水化学成分和氢氧稳定同位素作为水循环过程的示踪剂,研究了峰峰矿区不同含水层地下水的水文地球化学特征,并在此基础上识别了废弃矿井主要充水来源。通过现场调查,系统采集了该区废弃矿井水、奥灰水、薄层灰岩水、砂岩水和松散岩类孔隙水水样,并采用离子色谱法、滴定法和高分辨率激光光谱法在实验室完成了水化学成分（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-和Sr2+）和氢氧稳定同位素组分（D和 18O）测定。水化学分析结果显示,废弃矿井水、奥灰水的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水;不同水体Sr2+含量存在一定的差异,废弃矿井水和奥灰水Sr2+平均值分别为0.67mg/L 和0.69mg/L,且二者Sr2+/Ca2+和Sr2+/Mg2+比值比较接近,可能说明二者存在密切的水力联系;不同水体水化学成分主要受到溶滤作用的影响。氢氧稳定同位素研究表明,砂岩水和孔隙水δD和 δ18O相对富集,废弃矿井水和奥灰水δD和 δ18O值比较接近。结合矿区奥灰含水层富水性强并与煤系地层存在密切水力联系的水文地质条件,说明奥灰水为废弃矿井水的主要充水水源。     

浅埋煤层开采的矿井水来源判别

以陕北侏罗纪煤田凉水井煤矿为例,研究了浅埋煤层开采涌水量规律,根据煤矿井下水样的氢氧同位素构成,计算了矿井水的来源。该区矿井水接受风化基岩裂隙承压水和萨拉乌苏组潜水的补给,矿井水δD为-70‰,裂隙水δD为-80‰,萨拉乌苏组潜水δD为-67.46‰,由此可以计算出矿井水的补给来源主要是萨拉乌苏组地下水,萨拉乌苏组潜水补给占79.74%,基岩裂隙水补给占20.26%,据此提出该区保水采煤重点是保护萨拉乌苏组地下水含水结构的稳定性。     

内蒙古桌子山地区岩溶水特征及勘查方法

桌子山地区位于内蒙古自治区西南部,该区岩溶发育,属鄂尔多斯盆地周边岩溶区.在研究桌子山地区岩溶水赋存条件的基础上,通过对区域构造条件的分析,总结出该区地下水的分布规律.采用水文地质调查、水文地质物探和钻探相结合的方法,为当地成功地寻找到岩溶地下水,缓解了当地人畜饮用水的紧张状况.     

鲁中南岩溶水资源综合类型及合理调蓄研究

鲁中南岩溶区是中国北方半干旱温带岩溶区中具有代表性的地区之一.该区岩溶水资源分布具有明显的不均匀性和大面积分散补给而局部富集等特征.岩溶形态以溶蚀裂隙洞穴为主,地下水类型多为裂隙溶洞型.在对该区岩溶水补给、富集、径流及排泄特征的研究基础上,初步将本区地表水和地下水资源划分为两大类型,即地下岩溶水径带变化带水资源类型和排泄带水资源及地下岩溶水资源类型.对该区地表水和地下水的合理调蓄问题进行了系统的分析和总结,并提出了相关的对策.     

采煤对浅层地下水环境的影响及矿井水生态利用分析

黄河流域中上游矿区煤?水矛盾突出,煤炭开采对地下水环境造成一定的破坏。基于此,以鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田榆神府矿区为研究区,在野外调查、数据分析、室内测试的基础上,分析研究区矿井水的量质特征,揭示煤炭高强度开采对地下水环境的影响,并开展矿井水生态利用研究。结果表明:研究区矿井富水系数在0.23~2.28,平均为0.91,评估2020年区内矿井排水量高达4.70亿m3,受采掘活动影响,浅埋煤层开采区地下水位下降趋势明显;区内矿井水出现不同程度的污染组分超标现象,主要超标指标为化学需氧量(COD)、Na+、SO₄ 2?、溶解性总固体(TDS),未处理的矿井水外排将会污染区内地下水环境;研究区浅层地下水超限的水质指标主要为NO₃-N,与矿井水超限水质指标差别较大,反映出浅层地下水水质受采矿活动影响较小;提出矿井水浅层回灌和矿井水生态灌溉2种模式开展研究区矿井水的生态利用,矿井水回灌对矿井水中的溶解性有机碳、色度具有较好的去除效果,回灌后出水满足Ⅲ类地下水限值;浅埋煤矿矿井水具有作为矿区生态修复灌溉用水的较好潜力,中深埋煤矿和深埋煤矿矿井水不适宜作为灌溉用水。研究结果为我国西部煤矿区水资源保护和生态修复提供重要依据。      

采动影响下矿井突水水源Fisher判别与地下水补给关系反演

为了揭示采动影响下矿井突水水源误判原因,进而推测地下水补给关系,收集了朱仙庄煤矿历年水化学资料,建立了突水水源的Fisher判别模型,并根据水样误判结果以及矿井地质与水文地质条件,反演分析了地下水补给关系.研究结果表明朱仙庄煤矿煤系砂岩裂隙含水层全部水样回判正确,含水层较为封闭,与其他含水层无水力联系;新生界第四含水层、侏罗系砾岩含水层与石炭系或奥陶系灰岩含水层部分水样误判,矿井采动影响下不同时期含水层间的地下水存在不同程度的水力联系,矿井新生界第四含水层水源对侏罗系砾岩含水层存在补给,石炭系或奥陶系灰岩水则通过矿井南部露水补给新生界第四含水层.地下水动力条件的变化验证了地下水补给关系.建立突水水源判别模型,分析回代误判原因,反演地下水补给关系,为正确认识矿井采动影响下地下水循环条件提出了新的研究手段.     

乌蒙山重点地区水文地质特征分析

针对乌蒙山重点地区地形、地质、地貌和气候条件复杂及工作条件差、基础资料缺乏等特点,建立了以野外地面调查为主,结合现场钻孔压水试验资料分析、水化学分析、环境同位素测试分析等多手段多方法的水文地质条件综合评价方法,研究了该区的地下水类型、地下水化学特征及其形成条件、主要含水层的分布,地下水补径排条件及其地下水动态变化特征。通过对该区地下水水文地质特征的分析,选择具有供水意义的富水块段进行地下水开发,选建探采结合井和表层泉,从而实现以供水安全为目标的精准扶贫,为研究乌蒙山重点地区的水文地质条件提供了一种新思路。     

矿井水深层回灌过程量质耦合模拟分析

矿井水深井回灌是矿井水“转移存储”处理的主要形式,根据鄂尔多斯盆地煤矿区地质和矿井水特征,从回灌目的层地下水与矿井水的匹配性、上下岩层的隔水性、回灌层的渗透性以及封闭性角度提出了矿井水回灌目的层选取依据。并以地下水达西定律和Dupuit理论为基础,建立极坐标系完整注水井稳定流数学模型,得出在稳定注水条件下,回灌量与注水层渗透系数、厚度、回灌压力、水位埋深以及回灌井直径正相关,与影响半径负相关,与回灌层埋深无关。提出了矿井水深层回灌水动力和溶质运移耦合仿真模型构建方法,并以矿井水回灌试验案例为分析对象,模拟得出矿井水回灌过程中含水层水压形成以注水井为中心的“高位水丘”,且注水压力越大,回灌量增加较为明显,模型分析结果与现场试验结果基本一致。溶质运移范围形成以注水井为中心的“圆柱状”弥散形态,特征离子浓度沿回灌井两侧变化剧烈,回灌层特征离子浓度被迅速稀释,随着时间的延伸,弥散稀释范围增加相对较小,说明矿井水回灌对深部高浓度含水层地下水水化学影响程度不大,研究成果可为西部煤矿区矿井水高效回灌处理提供科学依据。      

南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响.以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多,而对多煤层的影响研究甚少,特别对于我国西部缺水矿区.以南梁煤矿为例,运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等,对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究,重构了多煤层开采条件...     

榆阳煤矿矿井涌水来源及对红石峡水源地的影响

根据监测资料,分析了榆阳煤矿矿井水的来源、矿井水与煤层顶板各含水层地下水的化学成分特征、矿井涌水通道特征、不同含水层地下水对矿井水的“贡献”率,研究了红石峡水源地补给来源,探讨了榆阳煤矿开采对红石峡水源地的影响,提出了榆阳煤矿开采对红石峡水源地影响不大的结论,但由于红石峡水源地范围内煤矿较多,众多煤矿大范围、高强度开采将直接影响红石峡水源地补给来源。     

新峰一矿构造控水作用与治理措施探讨

新峰一矿突水频繁,矿井安全受水害威胁严重,防治工程量大、难度高。通过对矿井构造应力展布规律、矿井边界及矿井内断层导水性等水文地质因素的分析,确定了该矿井突水类型。指出石炭系灰岩裂隙水和寒武系灰岩裂隙水是矿井的主要充水含水层,断裂构造是主要导水通道。地质构造对突水的控制在该矿主要体现在对突水点分布、富水带的划分以及隔水层阻水能力等方面。在对影响该区地质构造机理进行综合分析的基础上,根据矿区构造控水的特点,提出了采取物探和钻探相结合、进行放水试验、帷幕注浆和排供结合的治理措施。     

岩溶地区矿井水环境影响及防治对策探讨

岩溶地区矿井水对环境的影响复杂,它不仅对地表水体产生不利影响,而且由于落水洞、地下河发育,地下水体与地表水体之间水力联系密切,若矿井水若处置不当,还将对地下水环境产生不利影响.以典型的岩溶地区——贵州省金沙县为例,通过收集目前正常生产的部分矿井水水质资料,调查区域的基本水文状况,认为研究区地表水体规模普遍较小,落水洞、暗河等较为发育,地表水体与地下水体之间的水力联系较为密切,矿井水不仅容易污染地表水,而且容易对地下水产生不利影响.针对其影响方式、范围、程度及特点提出了源头控制、源头控制、矿井水资源化、优化排放方式等一系列的综合防治对策,以供类似地区矿井水的污染防治参考.     

水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义

水环境同位素的测试对分析水文地质条件,判断地下水的补给来源有着重要的意义。东北某煤矿自投产以来多次发生涌、突水事故,威胁生产安全。采取了河水、泉水、湖水、钻孔各目的层地下水及矿井涌水共26个水样,通过系统分析各水样点的氚、氘、氧18组成及含量变化特征,间接分析矿井水的补给来源。分析研究证实矿区地下水来源于大气降水,矿井涌、突水来源为浅部河水,为指导煤矿采取防水治水措施、维护矿井安全指明了方向。     

仁怀中枢城区岩土热物性特征及地源热泵开发建议

岩土体的综合热物性质是决定地埋管地源热泵系统设计、保障浅层地热能开发利用的设计参数.通过对仁怀中枢城区水文地质条件及热响应试验数据综合分析研究,该区为受断裂及地形综合控制的地下水富集区和疏干区两种岩溶水系统,地下水富集区相对疏干区岩土综合热物性较好,地源热泵工程开发利用前应按岩土热物性质分区设计,以提高资源利用效率和降...     

水文地球化学方法在煤矿水害研究中的某些应用——以平顶山、肥城矿区研究为例

矿井防治水的理论和工程实践表明，水文地球化学方法是矿井水害预防和治理工作中较为有效的一种方法，以平顶山矿区、肥城矿区为例，阐述了水文地球化学方法在水害研究中的某些应用，在平顶山矿区、环境同位素（氢、氧）和统计分析（聚类分析）技术的研究结果，进一步证实和校正了以往对该区水流系统的概念模型，即局部水流系统和过渡水流系统（或西南部和东北部子系统）的划分仅适于寒武系灰岩含水系统；砂岩含水层在矿区中、北部低山区接受大气降水补给，并有可能补给薄层灰岩含水层。在肥城矿区，地下水示踪试验结果表明，该区的GF9，F7－1、F7－3断层在试验段内具有较强的导水性，奥灰水可通过上述断层并以不同特征的通道和速度继续径流并补给各井下出水点，因而是该区煤矿安全的主要威胁。     

日照市东港区地下水环境质量现状评价

以日照市东港区17个具代表性的地下水监测点实测资料为基础,综合分析区内水文地质特征,选取15项评价因子,依据国家地下水质量标准和饮用水标准,采用灰色关联评估理论对该区地下水环境质量进行了综合评价。评价结果表明：该区大部分地区地下水环境质量状况较好,只有2个测点的水质量级别超过了三类水。地下水环境质量分布特征与该区水文地质条件以及污染源的分布具有较好的相关性。