淮北青东煤矿深层地热水的水文地球化学特征与水源识别

深层地热水是矿井地质灾害的警示因素，探究其水文地球化学特征及来源，对矿井水害和热害防治具有现实意义。本文以淮北煤田青东煤矿深层地热水为研究对象，采集同水平(-585 m)的13个地热水样和11个非地热水样，对比分析两类水体离子特征差异，探讨地热水水化学成分形成作用及控制因素，同时收集矿井各突水含水层水样共31个，基于Fisher突水识别模型对地热水水源展开识别，结合地下水循环及构造条件，分析地热水成因。结果表明，地热水的TDS、Ca2+、Cl-指标高于非地热水，水化学类型以SO₄ ·Cl-Ca ·Mg为主，呈弱碱性；两类水水化学差异是不同地下水化学成分的综合反映，地热水的水化学成分主要受水岩作用和离子交替作用共同控制，其中水岩作用以硅酸盐溶解、含煤地层黄铁矿氧化、蒸发盐溶解最为显著，地热水的水岩作用和离子交替作用程度相比非地热水强；地热水由深部奥灰水补给，经断裂导水通道至太原组石灰岩含水层混合而成，且奥陶系石灰岩含水层水混合比例高。研究结果对矿井防治水工作提供了指导。