水化学及同位素特征在矿井水源判别中的应用

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利用水化学特征识别朱庄煤矿突水水源

利用水化学特征识别朱庄煤矿突水水源朱乐章【摘要】通过详述朱庄煤矿造成主采煤层突水的各含水层的水文地质特征,对其中的砂岩含水层和灰岩含水层的水质进行取样分析,利用K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、德国度、TDS等常规测验,分析各含水层之间离子组成的差异、水化学类型的不同,提出离子毫克当量百分比、Piper三线图、Gibbs图等方法,对矿井突水水源进行快速识别.结果表明,这3种方法能够直观、快速、准确地识别朱庄煤矿突水水源.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2018(044)005【总页数】6页(P100-104,119)【关键词】水化学特征;矿井突水;离子毫克当量百分比;Piper三线图;Gibbs图;水源识别【作者】朱乐章【作者单位】淮北矿业股份有限公司孙疃煤矿,安徽省淮北市,235121【正文语种】中文【中图分类】TD745.2矿井突水作为煤矿五大灾害之一，关系着井下作业人员的生命安全，制约着矿井的发展。

我国东部矿井浅层煤炭资源逐渐枯竭，随着开采深度的增加，受煤层底板隐伏垂向导水通道威胁，矿井突水的隐患也不断加大。

目前，突水水源识别方法包括常规水化学分析法、水质模型法、微量元素法、环境同位素法、地下水动态观测法等。

通过研究区域地下水补给、径流、排泄规律，结合水文地质条件，分析水化学特征成为一种快速判别突水水源的方法。

朱庄煤矿现主采5#煤层与6#煤层，砂岩含水层、灰岩含水层均可能成为煤层出水的水源，矿区垂向导水构造发育，因此面对矿井突水需及时判定突水水源，通过采集各含水层水样进行水质分析，结合Gibbs图、Piper图、舒卡列夫分类，快速判定不同类型的矿井突水水源，为下一步突水治理提供参考依据。

1 主采煤层概况朱庄煤矿位于安徽省淮北市属闸河矿区，井田主要含煤地层为二叠系山西组和下石盒子组，矿井含煤7层，其中可采煤层4层，分别为3#、4#、5#、6#煤层，其中4#、5#、6#煤层为矿井主要可采煤层。

水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义

（ＣｈｉｎａＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｓｏｔｏｐｅｔｅｓｔｈａｓｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｎｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｒｅ —
中国煤炭地质
ＣＯＡＬＧＥＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ
Ｖ０ｌ－２７Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１５
水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义
田秀荣，魏芳，魏甜
（中煤地质工程总公司，北京１０００７３）摘要：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。关键词：矿井突水；同位素测试；水源分析；关联度

基于水化学特征的聚类法判别矿井突水水源

基于水化学特征的聚类法判别矿井突水水源王炳强白喜庆吴振岭（中国煤炭地质总局水文地质局，河北邯郸056004）摘要：以新阳煤矿为例，通过对不同含水层水样进行取样化验，研究各含水层特征离子组成，应用聚类分析方法判断井下涌（突）水层位及补给水源。

该方法简单易学，并且投资少，效果好，为矿井防治水工作提供了一条可行的技术思路，值得推广与应用。

关键词：新阳矿水化学特征聚类法Prediction of Mine Water Inrush Sources Based on Cluster AnalysisofHydrogeo chemical FeaturesWang Bingqiang Bai Xiqing Wu Zhenling(Hydrogeological Exploration Bureau,CNACC,Handan,Hebei 056004) Abstract: In Xinyang coal mine as an example, through to different aquifer water sampling tests, the characteristics of the aquifer in ion of various composition and clustering analysis method to determine underground Chung bursting water layer and water supply. This method is easy to learn and has little investment, good effect, and it can provide a feasible technology for mine water prevention and control, it is worth to be popularized and applied.Key words:Xinyang Coal mine;Water chemical characteristics;Clustering method1引言我国煤田地质条件十分复杂，煤矿水害已成为影响我国煤矿安全生产的关键问题之一［1］。

《2024年基于水力学与水化学耦合的矿井涌(突)水水源识别技术研究》范文

《基于水力学与水化学耦合的矿井涌（突）水水源识别技术研究》篇一一、引言矿井涌（突）水是矿山生产过程中的一种常见灾害，其发生往往伴随着大量的水涌入矿井，对矿工的生命安全和矿山的生产造成严重威胁。

因此，准确、快速地识别矿井涌（突）水的水源，对于预防和控制矿井水灾具有重要意义。

本文基于水力学与水化学耦合的原理，对矿井涌（突）水水源识别技术进行研究，以期为矿山安全生产提供技术支持。

二、水力学原理在矿井涌（突）水水源识别中的应用水力学原理是研究水流运动规律和力的作用原理的学科，对于矿井涌（突）水水源识别具有重要意义。

在水源识别过程中，可以通过对矿井涌（突）水的流量、流速、水位等水力学参数的监测和分析，推断出水源的位置和性质。

首先，通过对矿井涌（突）水的流量进行监测，可以了解水源的规模和影响范围。

其次，通过分析流速和水位的变化情况，可以推断出水流的运动轨迹和动力来源。

此外，还可以利用水力学模型对矿井涌（突）水的形成机制进行模拟和分析，进一步确定水源的性质和位置。

三、水化学原理在矿井涌（突）水水源识别中的应用水化学原理是研究水中化学成分的组成、性质及其变化规律的学科。

在矿井涌（突）水水源识别中，可以利用水化学原理对水质进行监测和分析，从而确定水源的类型和来源。

通过对矿井涌（突）水的化学成分进行监测和分析，可以了解水中各种离子的浓度、pH值、溶解氧等参数的变化情况。

根据这些参数的变化情况，可以推断出水源的类型和来源。

例如，如果水中含有较高的硫酸根离子和铁离子，则可能表明水源来自地下含硫矿物层的溶解；如果水中含有较高的钙离子和镁离子，则可能表明水源来自地下水与岩层的相互作用等。

四、水力学与水化学耦合在矿井涌（突）水水源识别中的应用水力学和水化学在矿井涌（突）水水源识别中各有优势，将两者进行耦合应用可以进一步提高水源识别的准确性和可靠性。

在水源识别过程中，可以首先利用水力学原理对矿井涌（突）水的流量、流速、水位等参数进行监测和分析，初步确定水源的位置和性质。

矿井突水水源水化学判别方法

矿井突水水源水化学判别方法1范围本文件规定了矿井水化学基础数据库的建立㊁标准水样水化学资料分析㊁突水水质检测及矿井突水水源水化学判别方法的技术要求㊂本文件适用于矿井突水水源水化学判别㊂2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款㊂其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件㊂MT/T672煤矿水害防治水化学分析方法3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义㊂4水化学基础数据库的建立4.1矿井宜建立主要含水层(含水体)水化学基础数据库,代替防治水基础资料中的水质分析成果台账 ,以便在发生突水后及时调用数据库中标准水样资料信息分析突水水源㊂4.2水化学基础数据库应包含以下信息:a)水样基本信息:采样编号㊁采样地点㊁采样时间㊁含水层㊁水源类型㊁是否标准水样等㊂b)水样测试信息:各种离子(指标)含量㊂c)水样分析整理信息:水质类型㊁矿化度㊁总硬度㊁碳酸盐硬度㊁非碳酸盐硬度㊁负硬度等㊂4.3水化学基础数据库应具备以下功能:a)数据管理:导入㊁导出㊁备份㊂b)数据编辑:录入㊁删除㊁修改㊂c)查询:数据的筛选与查询㊂d)输出:报表的浏览与打印输出㊂4.4水化学资料的录入和整理:a)录入数据库中的水化学资料需经过阴阳离子平衡法㊁离子质量平衡㊁p H值法校核合格,未计算矿化度㊁各类硬度以及水质类型的原始数据,需经计算后录入;b)矿井勘探㊁建井㊁生产不同时期,主要含水层(含水体)水化学资料都应录入数据库中;c)含水层(含水体)㊁突(涌)水点的水化学动态检测资料应及时录入;d)整理数据库中水化学资料,建立矿井各含水层水质样本,当厚层含水层或同一含水层不同区域水质差异较大时可建立分层或分区样本;e)数据库的水化学资料信息在追加录入㊁编辑㊁修改后,应及时保存和备份㊂15标准水样水化学资料分析5.1根据数据库中水样的采样层位和水化学指标含量确定标准水样,各含水层标准水样样本数量一般不宜少于3个㊂5.2对标准水样的水化学资料进行系统化整理,从中找出规律性的分布和变化,分析研究矿井主要含水层水的水化学特征以及赋存条件㊁分布特征㊁运移规律等㊂反映水化学规律的水化学图件是水化学研究的重要手段㊂这些图件包括:水化学类型分区图㊁各种离子等值线图㊁相关离子比例等值线图㊁特定离子对同位素值关系图㊁离子和同位素对时间关系图等㊂5.3对不同来源的老空水,应根据空间位置㊁补给量大小㊁封闭状况和形成时间等分析其水质演化趋势㊂5.4总结不同含水层(含水体)的水化学差异特征,对老空水和含水层水存在明显水质分区时,需要进一步细化分析和分区总结,作为突水水源判别的主要依据,包括:a)水质类型㊁矿化度特征;b)不同含水层(含水体)水在P i p e r三线图中的分区特征;c)p H值㊁总硬度㊁主要(特征)离子含量㊁离子比值特征等;d)微量元素特征;e)其他指标特征㊂5.5增加标准水样时,应对判别指标进一步校正和完善㊂6突水水质检测6.1采样要求6.1.1采样应在突水点位置或靠近突水点位置㊂6.1.2动态检测突水水质时应在同一取样点位置进行采样,在未查明突水原因前,应加密采样频次㊂6.1.3突水水样的采集㊁处理和保存应符合MT/T672的规定㊂6.2检测要求6.2.1按MT/T672规定的指标和方法进行检测,必要时增加其他指标㊂6.2.2对突水水质应进行水化学动态检测,实时分析各指标的变化趋势㊂7突水水源的判别7.1水化学判别方法7.1.1根据突水水质动态检测数据,采用常规水化学判别方法,实时与5.4中a)㊁b)㊁c)判别依据进行对比分析,判别突水水源㊂采用特征离子(指标)或离子比值方法进行对比分析见附录A.1和附录A.2㊂7.1.2若常规指标无法识别突水水源时,可采用微量元素㊁同位素方法进行判别㊂微量元素和同位素判别突水水源见附录A.3㊁附录A.4㊂7.1.3若上述方法仍然无法识别突水水源时,可采用有机水化学分析方法判别,通过分析地下水T O C㊁U V254㊁3D E E M图谱等有机质特征综合判别㊂对于受有机污染的水源(如地表水㊁第四系水和老空水)的判别是一种有效的分析方法㊂7.1.4判别突水水源为混合水源时,需根据稳定同位素δD㊁δ18O或常量离子C l-含量进行混合比例计算㊂27.1.5有条件的矿井可以在水化学数据库基础上建立聚类分析㊁灰色关联分析㊁基于B a y e s准则的多组逐步判别分析等判别模型,进行突水水源判别㊂7.2对于矿井各含水层水化学分析标准水样欠缺或采用以上方法无法识别时,可采用示踪试验方法进行水源判别分析㊂7.3突水水源水化学判别应结合矿区水文地质条件,从突水位置㊁突水方式㊁突水量㊁水位变化㊁水温及其他物理指标等方面进行综合判别㊂3附录A(规范性)突水水源水化学分析方法A.1特征离子(指标)分析在掌握含水层独特的离子(指标)含量前提下,可以依据该种特征离子(指标)快速判别分析突水水源:a)S O2-4:可作为判别老窑水和含石膏地层地下水的特征离子㊂p H小于6的酸性老窑水S O2-4含量一般达阴离子基本单元物质的量浓度之和80%以上;含石膏地层的地下水S O2-4含量一般达阴离子基本单元物质的量浓度之和20%以上㊂b)C l-:深部滞流区地下水水质类型多为C l-N a㊁C l-M g型,C l-可作为判别其地下水特征离子之一;C l-也可作为地下水与高C l-含量地表水有联系的判别指标之一㊂c)N a+:可作为判别含钠(钾)长石的砂岩裂隙地下水的特征离子㊂N a+含量一般占阳离子物质的量浓度之和25%以上,p H值多数大于8.3,总硬度小于100m g/L㊂d)N O-3:可作为地下水与高N O-3含量地表水有联系的判别指标,一般含量大于10m g/L㊂N O-3也可作为判别第四系含水层水的特征指标之一㊂e)氧化还原电位:循环条件差异较大的含水层,可用氧化还原电位作为判别指标,一般地下水交替缓慢的含水层氧化还原电位低(封闭老窑水小于0m V),交替积极的含水层氧化还原电位高(处于交替积极的径流区奥灰水一般大于200m V)㊂f)温度:地热异常的矿区,不同含水层地下水有较明显的水温差异,其温度场的异常可作为突水水源的判别参考指标㊂A.2离子比值分析通过几种主要离子的基本单元物质的量浓度比值反映含水层水质特征,依此可判别突水水源: a)对于矿化度较低的溶滤水,当c(N a)/c(C l)大于1,则多属于砂岩裂隙水或第四系冲积层水;c(N a)/c(C l)ʈ1多属于灰岩水㊂当第四系水与奥灰水质类型一致而难以分辨时,应用该比值判别以上二种水源是一种有效的指标㊂b)[c(N a)-c(C l)]/c(1/2S O4)大于1,c(N a)/c(C l)大于1为砂岩水的特征;c(N a)/[c(C l)+c(1/2M g)]小于1则可能有灰岩水混入㊂A.3微量元素分析a)M n2+㊁F e2+㊁S2-:可作为还原环境地下水特征离子㊂突水中富含M n2+㊁F e2+㊁S2-时,水源多属于煤系地层水或老窑水㊂b)F-:可作为判别含氟化物地层地下水特征离子,如花岗岩地层突水㊂c)B r-㊁I-:可作为判别深层地下水㊁构造凹陷带储存水及与含油地层地下水的参考指标㊂A.4以同位素及放射性元素的特征分析地下水水源A.4.1氘(D)和18O应用a)在δDɢ~δ18Oɢ坐标图中,标出不同含水层水样和分析水样在图中位置,并与全球降雨线(δD=8δ18O+10)和当地大气降雨线比较,分析同位素值分布规律;4b)根据煤矿区具体条件,应用δ18O㊁δD值计算地下水补给高程及不同水源的混合比例等㊂A.4.2氚(3H)应用3H可作为大气降水进入地层后贮运时间判别主要指标,资料分析中需考虑具体的水文地质条件及当地大气降水3H的含量,一般规律如下:a)在地下水补给㊁径流㊁排泄过程中3H含量逐渐递减;b)在循环交替积极的含水层或与地表水㊁大气降水关系密切的含水层水中,3H含量接近(略低于)地表水的含量㊂A.4.3氡(R n)应用对于非放射性矿床并排除火成岩入侵影响的煤矿地下水,R n含量背景值小于37B q/L,其含量主要决定于岩石的射气系数即松散程度,突水水源分析时,参考如下:a)水质类型相同的奥灰水和冲积层水,冲积层水R n含量一般高于奥灰水;b)突水中富含R n,并且N a+含量明显增加,突水水源可能有冲积层水的补给㊂5。

同位素技术在水文水资源领域的应用

同位素技术在水文水资源领域的应用摘要：同位素技术已广泛应用于环境科学研究领域。

放射性同位素定年技术在环境污染历史与稳定性同位素示踪有着成熟的理论研究，利用稳定同位素分析污染源的实践取得重大进展。

关键词：同位素技术；水文水资源领域；应用前言同位素技术出现于20世纪40～50年代，随着逐渐发展成熟成为了一种有效的失踪手段。

稳定同位素的研究最早是应用于地质、物理学科等领域，随着技术的不断革新和发展，慢慢地向水文学和植物学等方面渗透，并且得到了较好的应用。

1水资源问题分析众所周知，地下水资源是干旱、半干旱地区工业、农业和生活用水的重要来源。

例如在西班牙，地下水提供了全国总用水量的1／5，并灌溉了全国1／3以上的农田。

我国首都北京市同样处于温带半干旱半湿润地带，水资源天然禀赋不足，全市2／3以上的供水量来自地下水资源。

自20世纪70年代以来，北京因地表水的减少和地下水开采量增加，地下水逐年亏损。

超量开采地下水造成水位下降，形成水位降落漏斗，产生地面沉降、水质污染等问题?。

为缓解紧张的用水形势，保障城市供水，很多地区利用再生水进行农田灌溉。

但目前多数城市工业废水和城市生活污水排放量大幅增加，污水处理设施能力明显不足，再生水灌溉严重威胁到地下水水质安全。

在沿海地区，地下水超采还会引发海水入侵，导致地下水咸化、地下水水质退化等问题。

面临日益严峻的地下水资源短缺及地下水水质恶化等问题，人们迫切的需要在地下水水质状况、污染状况、污染物来源、迁移及归趋、水资源管理等等方面展开深入细致的研究。

水文地球化学特征与同位素特征分析相结合的研究方法，已成为广大研究者用于研究地下水资源管理及污染物来源及迁移转化的重要手段。

2同位素技术的应用原理与分析方法2.1放射性同位素定年原理放射性同位素技术在环境定年中主要是利用其衰减规律。

按照放射性衰变的定律，母体衰减，子体积累，不断记录下时间参数，此即放射性同位素年龄测定的基本原理。

依据此原理，可以给出放射性同位素测年的基本公式：At=A0×e－λt。

同位素地球化学研究在矿床勘探中的应用

同位素地球化学研究在矿床勘探中的应用矿床勘探是寻找和评估矿产资源潜力的关键过程。

随着资源的不断枯竭和开发难度的增加，传统的勘探方法已经无法满足对矿床的准确评估和资源预测的需求。

而同位素地球化学研究作为一种先进的矿床勘探手段，逐渐受到广泛关注和应用。

同位素地球化学研究通过分析和测定矿石中稳定同位素的丰度和组成，揭示了地球系统中物质循环和地质过程的细微变化。

这种研究方法不仅可以提供关于矿床成因和演化历史的重要信息，还可以为勘探人员提供指导和决策的依据。

例如，在铀矿床勘探中，钍同位素具有明显的勘探指示意义。

铀矿床的形成与地球深部岩浆活动和流体作用密切相关。

通过测定矿石中钍同位素的比值，可以判断岩浆活动的程度和密度，进而预测铀矿床的丰度和分布情况。

这为矿床勘探提供了有力的工具和方法。

此外，在金矿床勘探中，氧同位素也被广泛运用。

金矿床的形成与地球表层的水体和热液作用密切相关。

通过测定矿石中氧同位素组成的变化，可以揭示矿床形成过程中的地质环境和物质来源。

这对于评估矿床的潜力和确定开采策略具有重要意义。

在铜矿床勘探中，硫同位素也被广泛应用。

硫同位素可以指示矿床成因和沉积环境，对于评估矿床的成矿潜力和寻找新的矿床类型具有重要的作用。

通过对硫同位素的测定和分析，勘探人员可以确定合适的勘探区域和方法，提高勘探效率和成功率。

总的来说，同位素地球化学研究在矿床勘探中具有广阔的应用前景和潜力。

通过分析和测定矿石中的稳定同位素，可以获取关于矿床成因、演化历史和矿产资源分布的重要信息。

这为矿床勘探提供了科学依据和技术支撑，显著提高了勘探工作的准确性和效率，降低了勘探风险和开发成本。

随着科学技术的不断进步和实验分析手段的完善，同位素地球化学研究在矿床勘探中的应用将更加广泛和深入。

研究人员可以通过不同同位素的测定和组合分析，建立更加精准和准确的矿床模型和预测模型。

这将为勘探工作提供更多的选择和决策依据，推动矿床勘探领域的发展和进步。

同位素技术在矿井水防治研究中的应用

此利用各种水源的Ｈ和０，可研究矿井地下水的形成，判断矿井水来源，确定地下水补给带和计算水的混合比等。Ｈ是氢的放射性同位素，具有衰变特征，其衰变速度
２３矿区水文地质条件分析．
将表１中１５个水样同位素氘（氧（Ｄ）０）的占值绘制成
矿井水害，就必须研究矿区水文地质条件，即地下水的补给、径流、赋存和排泄条件。只有充分了解矿区地下水的补给来源和径流特征（通道或路径、径流时间），才能合理
有效地开展防治水工作。经验和教训表明，对煤矿井下出
石炭系太原组第八层灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层。奥
１环境同位素技术原理
地下水对地层中各种矿物盐类或土壤具有一定的溶解
能力，所以地下水可视为这些可溶物质的溶液。同时地下水还含有一般不与其它组份发生反应、不易吸附、而对地下水有良好 “ 记 ”作用和 “ 恒性 ” 的同位素，如氘标守
文章简述了同位素技术应用于研究地下水的机理通过实例研究了某矿区主要含水层地下水环境同位素的赋存运移和补给特征计算了井下出水点混合水比例和不同含水层地下水年龄为采取有效的防治水措施提供了科学依据
维普资讯
煤炭
工
程
２００６年第１期１
同位素技术在矿井水防治研究中的应用
胡中信，薛怀军，穆月祥
（．中国矿业大学，江苏徐州１２１０；２２００．山东里能集团有限公司，山东济宁２２０）７１０

同位素示踪技术在潘北矿太原组灰岩水水化学特征中的应用

研究报告科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald26随着同位素示踪技术的研究发展，该项技术在水文地质的研究工作中也得到了较为广泛的应用，同位素的特殊性质使得它在现代水文地质研究过程中成为了不可替代的研究工具[1]。

以往的研究表明，研究区内太原组中各层石灰岩间有不同程度的水力联系，而且与奥陶系灰岩、第四系下部砂砾层也有密切的水力联系。

查明太原组石灰岩水与其他水体间水力联系的强弱是具有研究价值的。

1 研究区概况潘北煤矿位于淮南市西北，距淮南市（洞山）30 k m 。

地理坐标为东经116°41′30″～116°52′30″，北纬32°50′00″～32°53′45″。

本矿井为第四系厚覆盖层下的单斜构造，含水组有第四系松散层砂层孔隙水、二叠系煤系砂岩裂隙水、太原组石灰岩岩溶裂隙水、奥陶系和寒武系白云岩岩溶裂隙水五部份组成。

2 采样与测试从井田内长观孔、井下放水孔及出水点处以共采集各类含水层水样品25件。

具体采集方法是：水样使用酸洗过的塑料瓶采集，使用0.45 μm 的过滤纸过滤，加超纯硝酸消解使样品p H <2，低温（<4 °C）保存直至测试。

运用M A T 253同位素比率质谱仪测试水样品中氢氧同位素值。

其中，氢同位素采用锌反应法，氧同位素测定采用氧—二氧化碳平衡法，测定结果以相对于标准平均大洋水（S M O W ）标准的千分差表示，氢、氧同位素测定精度分别为±0.2‰和±0.1‰。

3 结果与讨论根据研究区矿井水文地质报告，结合本次样品水常规分析，得出区内太原组石灰岩水的水质类型主要表现为：C a—Na—H C O 3型、N a —S O 4型和N a —C l型共三种类型。

根据大气降水方程，在δD ～δ18O 关系图中用来表示降水的δD 和δ18O关系变化的直线，称为降水线。

《2024年水质分析在矿井突水水源判别中的应用》范文

《水质分析在矿井突水水源判别中的应用》篇一一、引言矿井突水是矿山安全生产中的重大灾害之一，其发生往往伴随着水量的突然增加和水质的急剧变化。

突水水源的准确判别对于矿山的安全生产和灾害防治具有重要意义。

水质分析作为突水水源判别的重要手段，可以通过对矿井水样中各种化学成分的检测和分析，为突水水源的识别提供科学依据。

本文将探讨水质分析在矿井突水水源判别中的应用及其重要性。

二、矿井突水及水质分析概述矿井突水是指矿山在开采过程中，由于各种原因导致的地下水位突然升高，大量水体涌入矿井的现象。

突水事件往往伴随着水质的急剧变化，这些变化包括水体中各种离子浓度、pH值、溶解氧等化学成分的改变。

水质分析则是通过对水样中这些化学成分的检测和分析，了解水体的性质和来源。

三、水质分析在矿井突水水源判别中的应用1. 检测水体中的离子浓度矿井突水后，水体中的离子浓度会发生明显变化。

通过检测水样中各种离子的浓度，可以初步判断突水的可能来源。

例如，若水中钙、镁离子浓度较高，可能表明突水水源为地下水或地表水；若水中含有较高的硫酸根离子，则可能表明突水水源与矿山周围的酸性废水有关。

2. 分析水体的pH值和溶解氧水体的pH值和溶解氧也是水质分析的重要指标。

突水后，水体的pH值和溶解氧会发生改变，这些改变与突水水源的性质和来源密切相关。

通过分析这些指标，可以进一步判断突水的可能原因和来源。

3. 对比分析历史数据在矿井突水发生前，通常会进行定期的水质检测。

通过对比突水前后水样的化学成分和指标，可以更加准确地判断突水的可能水源。

这种方法需要结合矿山的实际情况和历史数据，进行综合分析和判断。

四、实例分析以某矿山为例，该矿山在开采过程中发生了突水事件。

在突水后，进行了详细的水质分析。

通过检测水样中的离子浓度、pH 值和溶解氧等指标，发现水中钙、镁离子浓度较高，同时pH值较之前有所降低。

结合该矿山的历史数据和周边环境，初步判断该次突水的可能水源为地下水。

《2024年基于水力学与水化学耦合的矿井涌(突)水水源识别技术研究》范文

《基于水力学与水化学耦合的矿井涌（突）水水源识别技术研究》篇一一、引言随着社会对能源的需求持续增长，矿山开采作业的重要性不言而喻。

然而，在矿山开采过程中，矿井涌（突）水是一个重要的安全隐患。

这种事故往往会导致矿工生命安全的威胁，同时也对矿山生产产生巨大的影响。

为了有效应对这一问题，提高矿井涌（突）水水源的识别能力至关重要。

本论文提出了一种基于水力学与水化学耦合的矿井涌（突）水水源识别技术，以提升识别准确率及安全性。

二、研究背景与意义水力地质条件、水质类型、水量大小等是影响矿井涌（突）水的主要因素。

当前，由于地下水环境复杂多变，传统方法在识别涌（突）水水源时存在较大的难度和误差。

因此，开展基于水力学与水化学耦合的矿井涌（突）水水源识别技术研究，对于提高矿井安全、预防事故、保护矿工生命安全具有重要意义。

三、研究内容与方法（一）研究内容本研究主要围绕矿井涌（突）水水源的识别技术展开，通过结合水力学与水化学的原理和方法，对矿井涌（突）水的来源进行准确判断。

具体包括：1. 水力学分析：通过分析矿井涌（突）水的流量、流速、流向等水力学参数，为水源识别提供基础数据。

2. 水化学分析：通过测定矿井涌（突）水的化学成分、离子浓度等指标，分析其水质类型及来源。

（二）研究方法1. 现场调查：对矿山地质条件、水文地质条件进行详细调查，收集相关数据。

2. 实验室分析：对收集的矿井涌（突）水样本进行水力学与水化学分析。

3. 数据分析：运用统计学方法、多元回归分析等方法对收集的数据进行分析，建立水源识别模型。

4. 模型验证：通过实地验证和历史数据对比，对建立的模型进行验证和优化。

四、实验结果与分析（一）实验结果通过实验室分析和现场调查，我们获得了大量矿井涌（突）水的水力学和水化学数据。

在此基础上，我们建立了水源识别模型，并取得了较好的识别效果。

（二）结果分析1. 水力学分析结果表明，矿井涌（突）水的流量、流速、流向等参数与水源类型密切相关。

水化学分析在矿井水害防治中的应用

水化学分析在矿井水害防治中的应用作者：陈美娟来源：《中国科技博览》2014年第32期【分类号】：TD745.2矿井水中化学成分来源主要是由赋存于煤系地层中的地下水不断与岩土发生化学反应，并与其发生离子交换而形成的，主要受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件及水流补给、径流及排泄等因素的影响，在矿井生产中受开拓及采煤影响。

根据矿井水所处层位的不同，矿井充水水源大致可分为五种类型：松散层水、煤系砂岩水、采空区水、断层水、灰岩岩溶水。

突水水源化学判别的困难之处在于，在一些情况下，不同类型的岩石，在相同因素作用下，能形成化学成分相同的地下水（在接受现代水补给的地下水系统的补给区或近补给区，这一情况较为常见）；而同一类岩石，或同一含水层不同地段（例如补给区、径流区和排泄区）地下水的化学、同位索成分常常不同。

这就要求在判别矿井突水水源时，要充分考虑矿区的水文地质条件和地质构造条件，结合相应的水位、水温、水化学资料予以综合的判断分析。

目前，我国判别矿井充水水源主要采用同位素法、非线性分析法、水文地球化学法、超标加权法、水化学分析法等几种方法。

其中，最为常见和广泛使用的一种是水化学分析法。

水化学数据是地下水的最基本特征，水化学分析法是通过传统的离子比例系数、舒卡列夫、阿廖金及皮伯图示等分类方法划分水质类型，通过对比分析来确定突水来源。

地下水中最常见的成分有三种阴离子（HCO3-、SO4 2- 、Cl-）、三种阳离子（Na+、Ca2+、Mg2+）以及特殊气体（C02、H2S、Rn等）、特殊离子（Fe、Ra等）。

地下水化学分析法水质分类一般采取舒卡列夫分类，即以单位电荷为基本单位计算的阴离子或阳离子摩尔浓度百分数大于25%的组分参加命名，命名时阴离子在前，阳离子在后，含量大的在前，含量小的在后，如Cl-HCO3 -Na+型水。

新集一矿西副井位于西风井工业广场内，井筒净直径为Ф7.2m，终孔层位为1煤顶板，新生界松散层段采用冻结法施工。

基于氢氧同位素和水化学的废弃煤矿充水水源识别

第３４卷第５期２０１４年９月
第四纪研究ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹＳＣＩＥＮＣＥＳ
Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．５Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１４
：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１４．０５．１４ｄｏｉ
２２２２（Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｌ、ＳＯＣＯｒ）和氢氧稳定同位素组分（Ｄ和４、Ｈ３和Ｓ＋＋＋＋－－－＋１８
Ｏ）测定。水化学分析结果显示，
＋
２废弃矿井水、奥灰水的水化学类型主要为ＨＣＯＳＯＣａＭｇ，属于低矿化度水；不同水体Ｓｒ含量存在一定的差３４２异，废弃矿井水和奥灰水Ｓｒ平均值分别为０６７ｍｇ／Ｌ和０６９ｍｇ／Ｌ，且二者Ｓｒ／Ｃａ和Ｓｒ／Ｍｇ比值比较接近，＋２＋２＋２＋２＋
东南风，历年最大风速１７ｍ／ｓ，多年平均无霜期２３３天。研究区主要的河流为滏阳河和南铭河。研究区属华北地层区，区域上除缺失泥盆系、志留系、侏罗系和白垩系地层外，从太古界至新生界均有出露（图２）。矿区含水层可分为４大含水岩系：第四系松散岩类孔隙含水层，富水性差；二叠系砂岩含水层，富水性弱；石炭系薄层灰岩含水中等；奥陶系岩溶裂隙含水层，特别层，富水性弱－是中奥陶系岩溶裂隙发育，补给径流条件好，富水性强，是本区主要的含水层，不同含水层之间均存在一定厚度的隔水层，岩性以粉砂岩和砂质泥岩为主，隔水性良好。峰峰矿区第四系孔隙含水层地下水（简称“ 孔隙水” ）和二叠系砂岩含水层地下水（简称“ 砂岩水” ）主要接受降水补给，石炭系薄层灰岩含水层地下水（简称“ 薄层灰岩水” ）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（简称“ 奥灰水” ）主要受鼓山、九山及西北部灰岩裸露区降水补给（图１）。鼓山为控制矿区的大型褶皱，该背斜轴向南北，将矿区分为东西两个单元，鼓山以西奥灰水总体流向为自西向东南，鼓山东奥灰水总体流向自北向南，受矿山排水及人类工农业生产的影响，在井田范围内形成了多个地下水局部径流带。地下

水化学综合识别模式在矿井水源判别中的应用

ｗａｅｌｎｒｂｅｔｒｉｉｇｐｏｌｍ．Ｉｒｅａｉｌｉｉｇｉｈｔｅｓｕｃｓｏｅｍｉｅｗａｅｆｗｉｈｎｅｇｏｎｎ．ｂｓｎｆｌｎｏｄｒｏｒｐｄｙｄｓｎｕｓｏｒｅｆｈｎｔｒｎｏｔｅｕｄｒｒｕｄｍｉｅｔｔｈｔｉｌｎａｅｏ
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《2024年水质分析在矿井突水水源判别中的应用》范文

《水质分析在矿井突水水源判别中的应用》篇一摘要：本文将详细阐述水质分析在矿井突水水源判别中的应用。

首先，我们将介绍矿井突水的基本概念和其危害性；其次，我们将探讨水质分析的原理和方法；最后，我们将通过实际案例分析，展示水质分析在矿井突水水源判别中的具体应用和效果。

一、矿井突水概述矿井突水是指矿井在开采过程中，由于地质构造、采矿活动或其他因素导致地下水突然涌入矿井的现象。

突水事件往往会造成矿工的生命安全威胁，同时也会对矿井的生产造成严重影响。

因此，准确判别突水水源，对于预防和控制突水事件具有重要意义。

二、水质分析原理和方法水质分析是通过检测水样的物理、化学和生物性质，分析水的来源、污染状况及可能对人体健康的影响。

在矿井突水水源判别中，水质分析主要依据水的化学成分、离子含量、微量元素等指标进行判别。

（一）化学成分分析通过检测水样中的各种离子浓度，如钙离子、镁离子、钠离子等，可以初步判断水的类型和来源。

例如，高浓度的钙镁离子通常表明水样可能来自地下水或地表水。

（二）微量元素分析微量元素在水中含量的变化可以反映水的来源和污染状况。

例如，某些特定元素的含量变化可以指示水样是否受到工业污染或农业污染。

（三）其他检测方法除了化学成分和微量元素分析外，还可以通过检测水的温度、电导率、pH值等指标进行综合分析。

这些指标的变化可以提供更多关于水样的信息，有助于准确判别突水水源。

三、水质分析在矿井突水水源判别中的应用（一）实例背景某煤矿在开采过程中发生突水事件，为确定突水水源，以便采取有效的防治措施，进行了水质分析。

（二）应用过程1. 采集水样：在突水事件发生后，立即采集矿井内的水样，包括涌出的水和矿井中的地下水。

2. 实验室检测：将采集的水样送至实验室，进行化学成分、微量元素和其他指标的检测。

3. 数据分析：根据检测结果，综合分析水样的化学成分、离子含量、微量元素等指标，判断突水水源。

4. 结果判断：根据数据分析结果，确定突水水源，为防治措施的制定提供依据。

水化学特征法识别刘桥煤矿矿井充水水源

突水事故，造成工作面被淹停产事故，突水量最大达
１４０ｍ／ｈ。
１．２太灰岩溶水含水层该地层总厚１３７．２５ｍ，含１３层灰岩，厚５８．５６
ｍ，太灰岩溶裂隙发育不均一，富水性差异较大，其中太原组一、二灰岩厚度较小，但质纯，岩溶较发育。富、导水性较好的三、四层灰岩厚度较大，岩溶裂隙发育，含水丰富。一至四灰渗透系数普遍较大，水力联系充分，各层间相距仅数米，故将其视为一个含水
丁三红，等：水化学特征法识别刘桥煤矿矿井充水水源
ｍｇ／Ｌ
总第２２０期
表２６６采区太原组灰岩含水层主要离子含量
可以作为砂岩水的判别依据。砂岩水德国度平均值仅４．９５ｍｇ／Ｌ，远小于灰岩水的德国度３３．７０ｍｇ／Ｌ和６０．８０ｍｇ／Ｌ，同样可作为水源判别的依据。
煤系砂岩裂隙含水层为４煤顶底板七含水和６
煤顶底板八含水，是矿井主要充水水源，属承压裂隙含水层，突水性中等，其中４煤七含水赋水性较强， Ⅱ ４６４工作面回采过程中，曾发生七含砂岩裂隙水
层，此组单位涌水量ｑ＝０．９９２～０．８１５Ｌ／（Ｓ・ｍ），Ｋ
２．２太原组灰岩水

水化学特征法在矿区水文地质勘探中的应用

水化学特征法在矿区水文地质勘探中的应用王鑫1，王磊2，刘姣3（内蒙古自治区煤田地质局１０９勘探队，内蒙古　呼伦贝尔　０２１０００）摘要：先对水化学特征分析的含义、原理进行阐述，说明水化学特征分析中设计到的方法，最后结合案例分析说明水化学特征分析的实际应用。

关键词：矿区；水文地质勘探；水化学特征分析中图分类号：Ｐ６４１．７文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０１８）１７－０１４５－２Application of hydrochemical characteristic method to hydrogeological exploration in mining areaWANG Xin1,WANG Lei2,LIU Jiao3（１０９　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅａｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ　Ｃｏａｌｆｉｅｌｄ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｈｕｌｕｎ　Ｂｕｉｒ　０２１０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｔｈｅ　ｍｅａｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｒｅ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．　Ｆｉｎａｌｌｙ，　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａｓｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Keywords: ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ；　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；　Ｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ受到排水系统、水源、环境、地热等多种因素的影响，不同区域的水质的化学特征是不同的，因此对水样的化学特征进行分析就能反应出环境、地层间的差异。

水化学分析和同位素分析在矿井防治水中的应用

水化学分析和同位素分析在矿井防治水中的应用
樊瑞峰;袁凌晖;商志安;郭思堂
【期刊名称】《中州煤炭》
【年(卷),期】2008(000)003
【摘要】采用水化学分析、同位素分析查明滑动构造条件下顶板砂岩含水层补给水源,确定"以疏为主,综合治理"的顶板水防治方案,取得了良好的治理效果.
【总页数】3页(P121-122,138)
【作者】樊瑞峰;袁凌晖;商志安;郭思堂
【作者单位】郑煤集团公司,河南,郑州450006;郑州煤电股份有限公司,告成煤矿,河南,登封452477;郑州煤电股份有限公司,告成煤矿,河南,登封452477;郑州煤电股份有限公司,告成煤矿,河南,登封452477
【正文语种】中文
【中图分类】TD745
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