王强民 王 皓 杨 建 张溪彧 董兴玲

(①中煤科工集团西安研究院有限公司， 西安 710054， 中国) (②陕西省煤矿水害防治技术重点实验室， 西安 710054， 中国) (③煤炭科学研究总院， 北京 100013， 中国)

0 引 言

我国矿井水害类型复杂多样，且随着深部煤层开采强度的增加以及开采重心的西移，新的水害类型不断涌现。榆神矿区是我国现代化煤矿的聚集区和高强度开采区，受开采覆岩结构破坏影响，煤层顶板含水层中赋存的地下水通过采动导水裂隙进入井下形成矿井水，导致井下涌水量升高、含水层地下水位下降，并有诱发其他地质灾害的可能(范立民等， 2016； 虎维岳， 2016； 隋旺华等， 2019a，2019b)。因此，矿井水的多寡已成为影响该区域煤炭资源安全绿色开采的重要因素(张建民等， 2017； 孙亚军等， 2020)。准确快速地识别矿井水来源也成为煤矿防治水和水资源保护领域亟待解决的关键技术难题之一。

图 1 研究区示意图Fig. 1 Schematic map of the study area

目前，矿井水水源判识通常采用水化学分析法，并结合必要的水位、水温等观测数据。由于采动导水裂隙可能揭穿若干充水含水层，导致煤层顶板出水的水文地球化学特征包含着丰富的水源信息，因此经常采用水化学无机离子(代革联等， 2017)、有机组分(杨建等， 2018)、微量元素(施龙青等， 2020)和稳定同位素(焦艳军等， 2014)等手段判识矿井水来源。例如，杨建等(2018)采用水化学的无机组分和有机组分实现了含水层的精细划分； 焦艳军等(2014)采用氢、氧同位素和水化学常规离子，建立了基于水文地球化学特征的水源判识模板。……