基于水化学和氢氧同位素特征的小屯煤矿充水条件研究
2021-07-26南生辉刘英锋周天威张光明
安全与环境工程 2021年4期
樊 娟,南生辉,刘英锋,周天威,张光明
(1.西安科技大学地质与环境学院,陕西 西安 710054;2.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 710077;3.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西 西安 710077;4.武汉中地环科水工环科技咨询有限责任公司,湖北 武汉 430073;5.贵州大方煤业有限公司小屯煤矿,贵州 大方 551600)
我国黔北地区煤矿以二叠系煤层开采为主,其顶板多见二叠系长兴组灰岩等,矿区内煤矿受构造抬升、河流切割等原因的影响多数位于当地最低侵蚀基准面以上,其地形条件有利于矿井排水,矿井水文地质条件相对简单,但同时因为地下水循环交替迅速,上覆岩溶强径流带或断层带容易形成地下水径流的集中或优先通道,开采过程中形成的采动裂隙、陷落柱等也可能构成充水通道,使矿井面临着更大的防排水压力和严重水害威胁的可能,致使矿区内煤矿水害事故频发。
掌握水文地质条件、分析矿井充水因素是煤矿防治水工作的基础和前提。水文地球化学和同位素分析等方法因其具有快速、准确、经济等优点,在判断矿井突水水源方面得到了广泛的运用,可为矿井涌水量预测、水害防治提供依据。水化学和氢氧同位素方法主要包括特征离子和离子比值比较法、多元统计方法、数学判别模型法等。本文以小屯煤矿为例,在水文地质调查的基础上,划分了小屯煤矿含水层的结构,系统采集不同含水层或可能充水来源的地下水样品,分析了不同含水层地下水的水化学类型与水化学组成特征,以此讨论矿井可能的充水来源或不同含水层地下水与矿井地下水之间的水力联系,以为矿井后期防排水工作提供依据。……
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