西部侏罗系矿区充水含水层水文地球化学特征及矿井水来源综合识别

本文以水文地球化学理论为指导,基于研究区水文地质条件及矿山水害研究基础,构建了不同充水含水层水化学和氢、氧同位素基础特征值,结合不同煤层埋深煤矿含隔水层组合特征和导水裂隙带发育高度,综合识别了浅埋、中深埋和深埋多个煤矿的矿井水来源。研究结果显示,受水岩作用和水动力条件等因素影响,煤层上覆不同充水含水层地下水水化学类型和氢、氧同位素值差异明显;随着煤层埋深的增大,矿井水的矿化度呈显著增加趋势,氢、氧同位素整体呈减小趋势;在此基础上,综合采用水化学和环境同位素的方法对研究区不同煤层埋深煤矿的矿井涌水进行识别,认为浅埋煤矿矿井水为第四系松散含水层地下水和侏罗系砂岩含水层地下水的混合水,深埋和中深埋煤矿矿井水主要为侏罗系砂岩含水层地下水。     

呼吉尔特矿区石拉乌素煤矿矿井涌水水源判别及定量分析

针对石拉乌素煤矿主要充水含水层以及井下涌水中各含水层充水的贡献度不清等问题,采用水质全分析、同位素及有机物检测,查明了顶板巨厚复合含水层地下水以及井下涌水中主要离子、矿化度、氢氧同位素、有机物含量特征。研究结果表明：志丹群含水层地下水矿化度平均为237.05mg/L,水化学类型为HCO₃-Ca·Na型;直罗组含水层地下水矿化度平均为1 371.09mg/L,水化学类型为SO₄-Na及SO₄·HCO₃-Na型;矿井水矿化度平均为1 507.08mg/L,水化学类型为SO₄·HCO₃-Na型;志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水δD与δ¹⁸O基本落在当地大气降水线上或其附近,矿井水δD与δ¹⁸O基本落在志丹群含水层水和直罗组含水层水之间;白垩系志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水与矿井水的三维荧光光谱相似;同位素分析结果显示井田南翼矿井涌水中志丹群含水层水占31.18%,直罗组含水层水占68.82%,井田北翼矿井...     

环境同位素方法在判定矿井水源中的应用

通过对鹤壁矿区五个主要含水层地下水环境同位素组成特征的研究，建立了主要含水层地下水的同位素鉴别标志，从而达到快速、准确判定矿井突水水源的目的。     

临涣矿区地下水的环境同位素研究

对淮北临涣矿区的主要矿井充水含水层中的地下水稳定环境同位素Ｄ、１８Ｏ和放射性环境同位素Ｔ、１４Ｃ进行了取样检测。通过对测定参数的同位素水文地质学分析,证明矿井各充水地层相对封闭,地下水形成年龄已达２ 万年左右。     

水化学分析在青龙煤矿水力联系研究中的应用

青龙煤矿位于黔西县东南部,煤矿水文地质条件复杂,矿井易受水害威胁。为预防水害,利用水质分析成果和同位素分析对大气降水、地表水(驮煤河)、矿井水及各含水层地下水的水力联系进行了对比研究,认为区内长兴组与龙潭组、夜郎组玉龙山段含水层均存在一定的水力联系,龙潭组含水层与夜郎组玉龙山段含水层之间水力联系不密切;地下水与地表水(驮煤河)之间水力联系微弱;矿井涌水与大气降水关系密切,大气降水直接补给长兴组、龙潭组含水层,经含水层涌入矿井。     

同位素与水文地球化学方法在矿井突水水源判别中的应用

通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系。研究表明：73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其他开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似。根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且白垩系砾岩水占67%,占主导作用;矿井突水通道为活化的F1断层。     

山西省柳林矿区地下水水化学和同位素特征研究

山西省柳林县地方煤矿众多,各生产煤矿受"太灰"、"奥灰"岩溶水的威胁十分严重,但对整个矿区内含水层的水文地质特征认识程度较低。在山西省柳林县兼并重组整合煤矿区水文地质补充勘探项目基础上,通过研究柳林矿区内各含水层的地下水化学特征,进一步提升该区对煤矿开采有影响的含水层地下水赋存规律的认识程度,确定了柳林矿区主要含水层的特征离子,为今后矿井突水水源的研究判别提供依据;同时通过水化学同位素特征揭示了矿区内奥陶系含水层的补给、径流、排泄条件,即矿区地下水补给来源为大气降水,矿区位于柳林泉域岩溶地下水的集中排泄区下游,区内岩溶地下水径流滞缓、水循环条件差。     

用环境同位素论区域地下水资源属性

从可持续角度提出了区域地下水资源属性的概念; 分析了含水层系统中地下水质点的时间效应; 利用大量同位素资料分析了不同区域含水层系统中的地下水资源属性和人类活动对地下水资源属性的影响.指出利用环境同位素是研究区域地下水资源属性最直接、有效的方法; 正确认识评价区域地下水资源属性对实现地下水资源可持续性具有重要意义.      

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.     

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。     

纳林河矿区某大型矿井地下水环境影响数值模拟研究

矿井采煤对地下水环境的影响主要为对具有供水意义的含水层水位及水量产生影响,确定采煤引起地下水水位降及漏失量是煤矿地下水环境影响评价的关键。以纳林河矿区某大型矿井为例,运用Visual MODFLOW建立模拟区地下水流数值模型,利用实测流场和长观孔的动态观测资料识别和验证数值模型,利用模型来预测采煤对第四系-白垩系含水层水位及水量的影响。模拟结果显示:前25年采煤引起地下水最大水位降为3.6 m,引起地下水的漏失量最大为141.87万m^3/a,占矿井涌水量的29.88%;利用矿化度法确定的越流量占矿井涌水量的6.39%~34.89%,模拟结果基本合理,可作为矿井采煤对地下水环境影响的研究依据。     

地下水化学特征在岱河矿涌水水源判别中的应用

岱河矿区地下水系统包含三个主要子系统:第四系全新统孔隙含水层、煤系砂岩裂隙含水层组及煤系下伏灰岩岩溶裂隙含水层组。通过对矿区三个子系统地下水化学特征分析,确定各子系统涌出水来源判别依据的水溶组分并建立各子系统所特有的水质模型,进而提出矿井涌水水源判别模式。实际应用表明,该判别模式具有快速准确的特点,可以为了解矿井涌水来源,预测矿井涌水量,防治矿井突水提供理论依据。     

古汉山井田地下水同位素组成特征研究

根据古汉山井田地下水中~3H、D、~(18)O和~(13)C等资料,建立了该井田鉴别主要含水层地下水的同位素标志,并对冲积层水、奥陶纪石灰岩水和煤系薄层石灰岩水之间的关系,以及矿井充水条件,做出了判断,为今后矿井基建、采矿中判别突水来源,提供了依据。     

新疆准噶尔盆地北部天然水的同位素研究及其应用

在对新疆准噶尔盆地北部天然水H、O同位素进行系统调查中运用同位素水文地球化学基本原理对该区不同水源类型的同位素组成进行了分析研究 ,确定了大气降水线方程和大气降水同位素高程效应 ,并对同位素蒸发效应、纬度效应和地下水形成年龄进行了探讨。这些研究成果对于阐明该区赋存铀资源的第三系砂岩含矿含水层中地下水补给来源、补给区高程和形成年龄以及论证铀成矿规律具有重要现实意义。     

河北省唐山市陡河流域地下水年龄评价

利用环境同位素研究地下水年龄对区域地下水资源评价提供可靠依据。本文以陡河流域为例,通过采集大量地下水中的环境同位素样品,测试水中氚、CFCs和14C含量,分别计算地下水年龄,评价地下水的可更新能力。研究结果表明:Q4含水层受井孔利用情况平均滞留时间存在显著差异;Q3含水层地下水年龄最广,从70年以前的老水到新水不等;Q2含水层主要为生活供水和工业开采层,远离河岸带地下水年龄10~70年;远离河岸带Q1含水层地下水为冷湿气候下补给;灌区地下水浇灌过程中与大气接触发生空气-水平衡,使得CFCs不适合于灌区地下水年龄计算。     

宿南矿区地下水同位素地球化学特征及地质意义

煤矿区地下水既是重要的地下水资源,又影响煤矿安全生产。为了解宿南矿区地下水同位素化学特征,采集了宿南矿区松散层水、砂岩水和灰岩水样品进行T、D、18O、87Sr/86Sr和溶解碳酸盐岩中13C、18O等同位素测试分析,并利用传统图示等方法探讨了地下水演化年龄、同位素特征及影响因素。结果表明：矿区3个含水层地下水中T含量较低,整体反映了矿区地下水多位时间久远的亚现代水补给;地下水中D、18O受到明显围岩的影响,其组成为-68.5‰~-44.3‰和-8.78‰~-6.29‰,平均值分别为-61.15‰和-8.16‰;围岩中碳酸盐岩含量决定了13CDIC与 18ODIC的变化关系;87Sr/86Sr值为0.710 6～0.712 3,平均为0.711 2,87Sr/86Sr比值主要受到了水岩作用的影响,可以有效地识别3个不同含水层水源。     

基于巴拉素井田多孔抽水试验的含水层特征及水力联系研究

抽水试验是获取地下水含水层水文地质参数的有效手段之一。为了准确掌握各含水层特征及水力联系,以巴拉素井田为例,通过抽水试验、理论分析、水质化验等方法对井田先期开采地段内开采煤层富水情况、各主要含水层水文地质特征及其水力联系等进行研究。结果表明:矿井未来开采的2、3、8号煤的富水性均较弱;主要含水层中,除第四系含水层富水性中～强、白垩系洛河组含水层富水性中等以外,其它含水层均富水性弱;第四系含水层和白垩系洛河组含水层之间水力联系密切,侏罗系直罗组含水层与白垩系洛河组含水层之间未发现水力联系,侏罗系直罗组含水层与2号煤之间未发现水力联系;3号煤与8号煤之间未发现水力联系。本次抽水试验成果,为矿井未来水文地质及防治矿井水害工作提供了有力的理论依据,同时对周边条件类似矿井具有一定的借鉴价值。     

采煤对松散含水层地下水扰动影响规律及评价指标——以神东补连塔井田为例

针对采煤对松散含水层地下水扰动程度评价方法适用性不足等问题,以神东补连塔井田为研究背景,通过分析采煤对地下水动力场的影响规律,得出矿井水（矿井排水与采空区储水）的形成是导致大气降水、地表水与地下水转化关系和转化量发生改变的主要原因;并从松散含水层生态水位变化、含水层损伤以及水量损失的角度,提出了采煤对地下水扰动程度的3个评价指标,结果显示,截至2012年补连塔井田松散含水层地下水生态水位扰动指标基本均大于1,采扰比达92%,说明采煤对生态水位影响较大;由于采动裂隙直接发育至松散含水层内部,导致井田范围内8%面积的含水层完全损伤而失去地下水调蓄能力;而在重复利用矿井水并开发地下水库储水功能的条件下,补连塔矿地下水量损失减少至8.5%,说明矿井水的充分利用对减少地下水资源损失意义重大。      

云南会泽铅锌矿区地下水化学和同位素分析

本文通过调查和采样测试,分析云南会泽铅锌矿区地下水的水化学特征,划分其水化学类型;根据不同水文年、不同埋深δ2 H和δ18 O的变化,分析了地表水体与地下水的相互关系,认为矿区中部含水层受到地表水的入渗,地表水与深部岩溶水的混合作用加大,中部岩溶含水层水力活动范围不断扩大,相对长江流域同位素分布规律,矿区降雨中重同位素偏富,深部岩溶水有显著的埋深效应,季节效应不明显。提供了一个矿区地下水水化学和同位素研究实例,对同类研究有借鉴价值。     

同位素水化学指示的新疆孔雀河流域地下水与地表水关系

地下水是孔雀河流域农业灌溉的主要水源之一,其对本地区经济发展的支撑作用日益增强.为实现孔雀河流域水资源合理开发和生态保护,采用环境同位素和水化学方法,研究了孔雀河流域地下水与地表水关系.结果表明:地下水的主要补给来源为河水.含水层成因类型和现代河道分布共同控制着孔雀河流域地下咸淡水的空间分布格局;氢氧稳定同位素对不同水...