水化学资料在煤矿突水水源判别中的应用

合集下载

025煤矿开采2014年第1期-25-潘谢矿区新生界含水层水化学特征分析及其在水源判别中的应用

潘谢矿区新生界含水层水化学特征分析及其在水源判别中的应用苏明金，贾少平，李源，陈晓雷（淮南矿业集团地质勘探工程处，安徽淮南232052）［摘要］通过对研究区上、中和下含水层常规离子水化学特征、径流场特征与形成机理分析，揭示各含水层水质存在天然差异，并利用水质阴阳离子组合关系与BP 神经网络技术分别对不同含水层水源进行判别，结果表明BP 神经网络技术水源判别效果显著优于离子组合，能够准确判别不同含水层水源归属，为矿井安全生产水灾害防治提供技术支持。

［关键词］新生界含水层；水化学特征；水源判别；BP 神经网络［中图分类号］TD163［文献标识码］B［文章编号］1006-6225（2014）01-0021-03Hydrochemical Characteristic Analysis of Cainozoic Aquifer in Panxie MiningArea and Its Application in Headwaters Discrimination［收稿日期］2013－07－08［DOI ］10.13532/11－3677/td.2014.01.006［作者简介］苏明金（1982－），男，安徽六安人，硕士，工程师，从事矿井水文地质、工程地质工作。

［引用格式］苏明金，李源，贾少平，等.潘谢矿区新生界含水层水化学特征分析及其在水源判别中的应用［J ］.煤矿开采，2014，19（1）：21－23，106.近年，两淮煤田发生多起水灾害事故，虽未造成人员伤亡，但造成极大经济损失，并给井下工作人员带来较大精神压力，因而，为有效进行矿井水灾害防治工作，进行灾害水源判别是决定治理工作方案与效果的关键；同时，通过对异常水样归属判别，结合水质资料可以反演水文地质条件，为水害预防及时提供可靠信息［1］。

因此，水源判别在矿井安全生产中具有深远的现实与社会意义。

1水样选取本次选取统计水样是2010年开始施工至2012年6月结束的钻孔，具有较强时效性，并依据近期编制的各矿井新生界报告［2－4］，对施工钻孔含水层位重新统一界定，排除“串层”钻孔，并剔除一个降深点抽水孔。

利用水化学特征识别桑树坪煤矿突水水源

利用水化学特征识别桑树坪煤矿突水水源张乐中;曹海东【摘要】Finding the water source timely and accurately is the key for solving water bursting problem in mine. The water quality analysis of water samples in groundwater aquifer in a mining area was conducted. The hydro-chemical characteristics of different groundwater aquifers were analyzed using the trilinear chart of Piper. Through comparison of the water bursting place and the hydrogeochemical characteristics, the results indicated that the source of water bursting in mine is Ordovician limestone karst water. The hydrochemical characteristics analysis is a quick method for identification of the source of water bursting.% 及时准确地找到突水水源，是解决矿井突水问题的关键。

通过对桑树坪煤矿主要含水层水样进行常规水质分析，并通过Piper三线图揭示了矿区不同地下水含水层的水化学特征，并通过出水点与背景值的水文地球化学特征对比，正确地判断出了该矿区突水水源为奥灰岩溶水。

研究认为，水化学特征分析是一种快速判别突水水源的有效方法。

【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P42-45)【关键词】突水水源;水化学特征分析;Piper三线图【作者】张乐中;曹海东【作者单位】长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安 710054;中煤科工集团西安研究院，陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】P641;TD741目前，突水水源识别方法包括地下水化学成分分析法、同位素测定法、水温比对法、水位动态观测法等。

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

第40卷第3期煤田地质与勘探Vol. 40 No.32012年6月 COAL GEOLOGY & EXPLORA TION Jun . 2012收稿日期: 2011-10-30作者简介:杨海军(1986—), 男, 四川广安人, 硕士研究生, 从事水文地质研究.文章编号: 1001-1986(2012)03-0048-07煤矿突水水源判别与水量预测方法综述杨海军1,2，王广才1,2(1. 中国地质大学水资源与环境学院，北京 100083； 2. 生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北武汉 430074)摘要: 突水严重制约着煤矿安全生产。

突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。

矿井突水水源快速判别和矿井涌水量准确预测是突水灾害防控的重要环节。

从矿区地质环境精细探测、地下水循环交替特征和数学模型研究及应用等方面，总结了国内外煤矿突水预测的主要进展。

对判别突水水源和预测涌水量的各种方法进行探讨，概述了各种方法的原理、应用现状及其适用条件。

关键词：煤矿突水；预测；判别；涌水量；模型中图分类号：P641.4; TD74 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2012.03.012Summarization of methods of distinguishing sources and forecasting inflow ofwater inrush in coal minesYANG Haijun, WANG Guangcai(1. School of Water Resources and Environment , China University of Geosciences , Beijing 100083, China ;2. State Key Laboratory for Biogeology and Environmental Geology , Wuhan 430074, China )Abstract: Water inrush seriously restricts the safe production of coal mine. The prevention and control of water inrush disaster is a systematic engineering which involves many disciplines and methods. Distinguish-ing sources of water inrush quickly and forecasting water inflow accurately are important links for the pre-vention and control of mine water inrush. In terms of fine investigation of geology environment of mine, the research on the characteristics of circulation and alternation of groundwater, and the research and application of mathematical models, the paper summed up the main domestic and international progress in prediction of coal mine water inrush, and discussed various methods of distinguishing sources of water inrush and fore-casting water inflow, and summarized the theory, application status and application conditions of the methods. Key words: coal mine water inrush; forecasting; distinguishing; water inflow; model我国是煤矿水害多发的国家，突水造成的直接经济损失一直排在各类煤矿灾害之首，特别是华北石炭-二叠系煤田和南方晚二叠系煤田受岩溶水的威胁严重，突水事故频繁[1]，亟待解决。

临涣矿区岩溶水水化学特征及其突水水源识别

临涣矿区岩溶水水化学特征及其突水水源识别突水是制约煤矿安全可持续生产的常见灾害之一,在危害矿井安全生产的同时也威胁着工作人员的生命安全。

因此,快速、准确地识别矿井突水水源,对于矿井防治水工作与水害防治具有重要的实际意义。

本文以临涣矿区为研究对象,在矿区地质与水文地质资料的收集、整理与分析的基础上,分析了各含水层水样的水化学常规离子、TDS、PH等,研究了矿区岩溶水水化学特征,建立了矿区灰岩水突水的多种判别模式。

主要成果如下:（1）将K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、TDS 与灰岩埋藏深度进行分析,得出埋藏深度的增加,K++Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、TDS含量呈增大的趋势,HCO3-含量则减少。

（2）采用piper三线图对矿区各含水层K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-等常规离子含量分析,得出各含水层的水质类型:第四含水层为Cl-Na型以及Cl·SO4-Ca·Mg 型;煤系地层砂岩裂隙含水层为HCO3-Na型以及Cl-Na型;太灰含水层为SO4-Ca·Mg型和以及Cl-Na型;奥灰含水层SO4-Ca·Mg型以及Cl·SO4-Ca·Mg型。

基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法

基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法一、概述矿井突水作为矿山生产过程中的一大安全隐患，其准确识别对于预防突水事故、保障矿山安全生产具有重要意义。

传统的矿井突水水源识别方法往往依赖于经验判断和单一的水质指标分析，这些方法不仅效率低下，而且识别准确率难以保证。

开发一种高效、准确的矿井突水水源识别方法成为当前矿山安全领域亟待解决的问题。

主成分分析（PCA）和Fisher判别分析法是两种常用的数据处理和模式识别方法，它们在不同的领域中都得到了广泛的应用。

PCA通过降维的方式将多个指标转化为少数几个综合指标，这些综合指标能够反映原来指标的大部分信息，且相互独立，避免了信息的重叠。

而Fisher判别分析法则是一种线性分类器，通过求解最优的权向量和阈值，将样本投影到一条直线上，然后选择一个阈值将两类分开。

这两种方法的结合，可以实现对矿井突水水源的高效、准确识别。

本文将详细介绍基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法。

通过PCA对矿井突水水源的多项指标进行降维处理，提取出主要的综合指标。

利用Fisher判别分析法对这些综合指标进行分类判别，从而实现对矿井突水水源的准确识别。

通过实例验证和对比分析，证明该方法的可行性和优越性，为矿山安全生产提供有力的技术支持。

1. 矿井突水问题的严重性及其对矿井安全生产的影响矿井突水问题一直是采矿行业面临的一项重大挑战，其严重性不容忽视。

突水事件往往伴随着大量的地下水涌入矿山坑道，使得施工条件变得极为复杂，采矿成本大幅上升。

更为严重的是，突水不仅影响正常的采矿生产，甚至可能导致淹井事故的发生，给矿山工程和人员安全带来严重威胁。

在突水事故发生时，大量水流的涌入使得井巷和矿山设备遭受淹没，进而造成人员伤亡和财产损失。

突水事件还会对采矿生产造成直接影响，导致产量减少，甚至使部分矿区因无法继续开采而报废，给矿山的经济效益和资源利用带来巨大损失。

矿井突水水源的水化学特征分析及其判别模型

矿井突水水源的水化学特征分析及其判别模型
张磊;许光泉
【期刊名称】《矿业安全与环保》
【年(卷),期】2010(037)002
【摘要】以徐庄煤矿为例,分析了矿井4个突水水源的水化学成分;应用逐步判别方法建立了徐庄煤矿突水水源判别模型,经检验,该模型具有较好的判别效果.对矿井突水水源判别及防治水工作具有一定的指导意义.
【总页数】4页(P7-10)
【作者】张磊;许光泉
【作者单位】安徽理工大学,地球与环境学院,安徽,淮南,232001;安徽理工大学,地球与环境学院,安徽,淮南,232001
【正文语种】中文
【中图分类】TD741
【相关文献】
1.不连沟煤矿充水水源水化学特征分析r及突水水源判别模型研究及应用 [J], 郭瑞;王永申;许刚
2.新安矿井突水水源的水化学特征分析 [J], 王捷
3.基于水化学特征分析的矿井突水水源判别 [J], 朱庆伟;李小明
4.基于水化学特征分析的象山矿井突水水源判别 [J], 代革联;薛小渊;牛超
5.基于水化学特征分析判别朱集矿矿井突水水源 [J], 张淑莹;胡友彪;琚棋定
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水化学和统计学基本方法在突水溃砂物源判别上的应用

组含水层并不支持如此大规模的突水事件。从水量上分析，除了直罗组砂岩含水层以外，开采煤层上部可能提供突水溃砂动力源的含水层还包括白垩系底部砾岩含水层，并且，由于突水点距离边界断层ＦＤ１３仅
与本次突水的可能（图１）。
生３次突水溃砂事件，瞬时水砂量最大１５００ｍ。／ｈ，淤积物中混有磨圆度较好的砂泥质胶结体，下巷淤积长度约１０００ｍ，溃砂量超过２００００ｍ。，导致工作面推采线和下巷设备被埋。
１８煤含水层水具有相似的化学特征，一般具有较高的ＳＯ离子和相对低的Ｎａ＋＋Ｋ离子，指示２个含水层之间存在密切的水力联系，但其水化学特征与直罗组砂
基金项目：国家重点研发项目（２Ｏ１６ＹＦｃ０５０ｌ１０４）；国家自然科学基金资助项目（４１３０２２１４，４１６０２２５４）；中煤科工西安研究院面上项目（２０１６ＸＡＹＭＳ１０
１．２突水溃砂区水文地质条件分析
２．１．１水化学方法分析突水水源
采集３次突水水样进行水化学常规离子测试，并与
井田主要充水含水层水化学背景值进行比较（表１）。为了得到更为直观的对比结果，将水化学测试数据投绘于Ｐｉｐｅｒ图中（图２）。可以看出，３次突水水样水化学

水化学及同位素特征在矿井水源判别中的应用

水化学及同位素特征在矿井水源判别中的应用摘要：毛坪铅锌矿未采矿体均处当地最低侵蚀基准面洛泽河以下，为研究矿区洛泽河水与矿坑充水之间的相互关系，进一步查清矿坑充水来源，对矿区地表河水以及矿坑不同出水点采取水样，进行环境同位素测试和水质全分析。

分析结果表明：矿区浅层水和深层承压水在不同深度获得大气降水补给的速度有快有慢，相差悬殊；河水对矿床充水不强，矿坑水主要补给源为不同标高补给区的非定水头补给。

研究成果为进一步判定矿坑充水水源、分析矿山水文地质条件以及矿山防治水设计提供了科学的依据。

关键词：矿山防治水；水源判别；水化学特征；氢氧同位素1 矿区水文地质概况毛坪铅锌矿为已采矿山，主要矿体位于当地最低侵蚀基准面洛泽河之下[1-3]。

区内龙潭河、铜厂沟溪、锈水沟溪等其它河、沟均为洛泽河支流[4]。

洛泽河总体上控制了区内的地下水流动系统。

域内地下水接受降水补给后，依地势向洛泽河汇聚，然后从南往北迳流，部分地下水在沟谷等地形切割强烈地带形成下降泉排泄，补给河水[5，6]；部分地下水仍以地下迳流形式运动，于矿区北部遇峨嵋山组玄武岩隔水层，地下水径流受阻，沿东西向顺层裂隙溢出成泉，排泄地下水。

区内构造发育，地下水对构造裂隙长期溶蚀拓宽，岩溶裂隙水含水层具有一定库容空间，大气降水对岩溶裂隙地下水补给在时间上把年内或年际不连续的降水调整为连续的地下迳流，维持泉群长期排泄[7，8]；在空间上将较弱的区域裂隙水汇聚成脉状迳流，最后，汇集于排泄区以泉水形式溢出排泄地下水，本区为泉排型岩溶地下水系统[9]。

图1 矿区地下水矿化度等值线2 水化学水源判别2.1水质全分析特征本次研究工作水质全分析采样在矿坑、泉水、河水等重要水体采集水样20件。

矿床地下水水化学成份及矿化度值自北部、北东部二迭系栖霞茅口组岩溶裂隙水含水层、石炭系威宁丰宁统岩溶裂隙水含水层、泥盆系宰格组岩溶裂隙水含水层逐渐升高（见图1），表明矿床地下水接受二迭系栖霞茅口组岩溶裂隙水含水层地下水补给，经矿床运移至洛泽河即F1弱透水断层一带，地下水迳流滞缓，溶滤作用增强，水中盐分及矿化度值明显增高，特别是SO42-离子增加明显，同时说明矿床地下水受洛泽河水淡化不明显，河水对矿床充水不强的特征。

水质特征模型在下组煤首采面突水水源判别中的应用

水质特征模型在下组煤首采面突水水源判别中的应用宋淑光1，孟辉1，张牧1，奚修军1，朱术云2（1．淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿，山东济宁272175；2．中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221116）摘要：通过对淄博矿业集团公司岱庄煤矿影响下组煤开采的3个主要含水层以前所做的大量水质化学成分化验结果的资料整理，建立了该矿下组煤主要充水水源的水质特征模型。

根据最近突水点水质特征指标与已建立的水质特征模型进行综合对比，准确及时地确定了突水水源。

关键词：地下水；水质特征模型；水源判别；对比分析；煤矿中图分类号：TD745文献标志码：B文章编号：1003－496X（2012）06－0122－03The Application of Water Feature Model for Water－bursting Source Judgment at the First MiningFace of Under－group Coal SeamsSONG Shu－guang1，MENG Hui1，ZHANG Mu1，XI Xiu－jun1，ZHU Shu－yun2（1．Daizhuang Coal Mine，Zibo Mining Group Co．，Ltd，Jining272175，China；2．School of Resource and Earth Science，China University Mining and Technology Xuzhou221116，China）Abstract：Through processing the large number of water quality chemical composition test results of three main aquifers，which affect the under－group coal mining at Daizhuang coal mine of Zibo mining group，the water feature model of mainly water filling resource in the under－group coal seam is established．According to the comprehensive comparison between the water feature indexes of a recent water bursting point and the established water feature model，the source of bursting water is determined timely and accurately．Key words：groundwater；water feature model；water source judgment；comparative analysis；coal mine在下组煤采掘生产实践中，常会遇到某工作面或掘进头突水问题，首先要考虑的是突水水源问题，判别井下突水水源的方法很多［1－3］，其中根据突水水质的化学成分进行判别仍是目前矿井突水中重要的方法［4－5］。

水化学分析法判别煤矿突水水源

水化学分析法判别煤矿突水水源作者：刘帅来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2015年第4期刘帅（冀中能源股份有限公司邢东矿）摘要院邢东煤矿底板钻孔发生突水，及时准确判别出水水源，成为了治理矿井突水的关键。

本文对矿井主要含水层进行水化学特征分析后，绘制出水样的PiPer 三线图，并通过出水点与背景值进行对比，从而判断出出水水源为奥灰岩溶水，为封堵井下突水奠定了基础。

关键词院水化学分析突水水源PiPer 三线图通过对地下水的化学特征、分布规律等进行研究分析，在一定程度上有助于对地下水的赋存、补给，以及径流和排泄条件等进行分析，这些分析对于查明煤矿井下突水水源，以及对井下突水进行有效防治具有重要的意义。

邢东矿在-980 集中运料巷进行正常底板超前钻孔时突水，通过与矿井多个含水层进行水化学分析，将该处出水点与背景值进行比对分析后，判断出出水水源为奥灰岩溶水，为治理井下突水奠定了基础。

1 矿井水文地质条件邢东矿井位于太行山中段东麓与华北平原西侧，地势西高东低。

本井田处于半封闭状态，奥灰岩溶水是井田地下水的主要补给来源，在各自含水层内自西向东缓慢运动，矿井汇集各含水层地下水，成为良好的排泄场所。

2 -980 钻孔出水点概况-980 集中运料巷属于向新区开拓，该巷道迎头前方为F23 前下断层，落差30m，施工的15 号底板钻孔穿过该断层。

该钻孔施工至206m 时，发现钻孔出水，初始水量为20m3/h，稳定水量为90m3/h。

根据矿井水文地质和巷道迎头实际揭露情况，15 号钻孔突水得出2 种可能：①野青灰岩水通过钻孔而突水；②奥灰水通过断层导水而突水。

其依据是：①根据钻孔剖面图，出水钻孔距野青灰岩很近，不能排除野青灰岩水的可能；②-980 集中运料巷迎头前方为F23、SF86 断层，导通含水层的可能性很大。

对于突水原因，尤其是突水水源等，难以通过分析水文地质条件进一步认清，在这种情况下，需要对出水水源进行判断，进一步组织开展矿井防治水工作。

水化学特征分析法在突水水源判别中的应用

进过程中，板出现一出水点。初始涌水量约８ｍ／顶０ｈ严重影响巷道的正常掘进，道不得不细的水文地球化学特征分析，这处出水点与将背景值进行认真对比分析后，步判断出出水点水源。初
１矿井水文地质条件
期水量逐步稳定在３ｍ／０ｈ左右，涌水量约占矿井涌水量的５％。由于此出水点位于巷道顶部，初认为出０起
水水源可能为煤系地层顶板砂岩水。但结合矿井水文
山西大远煤业有限公司矿井设计生产能力核准为６Ｏ万ｔａ／。井田位于宁武向斜的东翼，为一单斜构造，
２１年第１００期
童晨救斜ｌ
１８９
水化学特征分析法在突水水源判别中的应用
朱衍利石磊李万业郭英明，，，
（．１山西大远煤业有限公司，州忻０４０；．煤炭科学研究总院西安研究院，３２０２西安７０５）１０４
ＺｕＹａｌＳｉＬｉＬａｙ ‘ Ｇｕｎｍｉｇｈｎｉｈｅ，ｉＷｎｅ，ｏＹｉｇｎ，
（．ｄｙａｉｅＬｄｎＳａｘｐｏｉｃ，ｉｚｏｉ３２０；．Ｃｄ，ｉａｒｎｈｘ’ ｉ１０４１ａｕｎｍｎｔ．ｉｈｎｉｒｖｅｘｈｕｃｔ０４０２ＣＰｘ’ｌｂａｃ，ｉａｃｔ７０５）ｎｎｙｌｎｙ
山西大远煤业公司在２煤＋１０２０水平巷道开拓掘进时，翼顶部出现一处出水点，北稳定涌水量约为

基于水化学特征判别谢桥煤矿突水水源

International Journal of Ecology 世界生态学, 2019, 8(3), 186-192Published Online August 2019 in Hans. /journal/ije https:///10.12677/ije.2019.83025Discrimination of Water Inrush Source in Xieqiao Coal Mine Based on Hydrochemical CharacteristicsChao Li, Duoxi Yao, Guifang Zhang, Manman Zhang, Xiangshuai MengSchool of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan AnhuiReceived: Jul. 20th , 2019; accepted: Aug. 7th , 2019; published: Aug. 14th, 2019AbstractIn order to accurately and rapidly distinguish the water inrush source in Xieqiao Coal Mine, the hydrogeological characteristics of the aquifer affecting the production of the coal mine are de-scribed. The hydrochemical characteristics of the coal-bearing sandstone aquifer (roof sandstone aquifer, floor sandstone aquifer) and Taiyuan limestone aquifer in the aquifer are sampled andanalyzed; based on the difference of the hydrochemical characteristics of 3HCO −, Cl −, 4SO 2−, Ca 2+,Na +, K +, Mg 2+, total hardness and water quality type, etc., methods are presented to distinguish the source of mine water inrush by combining ionic milligram equivalent percentage, tree graph of systematic cluster analysis and total hardness. Research and analysis show that the three methods can be used to distinguish the water inrush source of Xieqiao Coal Mine accurately and rapidly. It can provide relevant guidance for coal mine safety production and further taking effective water prevention measures.KeywordsWater Inrush Source, Hydrochemistry, Ion Milligram Equivalent Percentage, Tree Graph of Systematic Cluster Analysis基于水化学特征判别谢桥煤矿突水水源李超，姚多喜，张桂芳，张曼曼，孟祥帅安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南收稿日期：2019年7月20日；录用日期：2019年8月7日；发布日期：2019年8月14日李超等摘要为了准确与快速地判别出谢桥煤矿突水水源，对影响该煤矿生产的含水层水文地质特征进行阐述，采样分析含水层中的煤系砂岩含水层(顶板砂岩含水层、底板砂岩含水层)和太原组灰岩含水层的水化学特征，基于3HCO −、Cl −、4SO 2−、Ca 2+、Na +、K +、Mg 2+等主要离子含量、全硬度与水质类型等水化学特征的差异，提出离子毫克当量百分数、系统聚类分析树状图与全硬度等结合对矿井突水水源进行判别的方法。

对矿井突水水源的判别

对矿井突水水源的判别作者：汪鸿雁来源：《科学与财富》2018年第30期摘要：地下水的水化学特征可以反映地下水所处的水文地质环境，对矿井突水水源的正确、快速判别是矿井水害有效防治的前提条件，研究地下水的水化学特征有助于分析地下水的补给、径流、排泄条件，对查明井下突水水源和水害防治有明确的指导意义。

关键词：水化学地球特征；特征离子；突水水源一、矿井突水特征矿井突水是指掘进或采矿过程中当巷道揭穿导水断裂、富水溶洞、积水老窿，大量地下水突然涌入矿山井巷的现象。

矿井突水一般来势凶猛，常会在短时间内淹没坑道，给矿山生产带来危害，造成人员伤亡。

在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区，在构造破碎的地段，常易发生矿井突水。

当巷道底板下有间接充水层时，便会在地下水压力和矿山压力作用下，破坏底板隔水层，形成人工裂隙通道，导致下部高压地下水涌入井巷造成突水。

但只要查明水文地质条件，采取措施，矿井突水是可以预防和治理的。

二、矿井突水水源判别2.1一般的预感通过观察物理现象，如煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水可由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹；当温度降低，出雾或硫化氢气味；有时可以听到水的嘶嘶声等识别矿井突水征兆。

2.2岩体力学等突水机理通过对突水机理角度来判别突水水源，主要从岩体力学，地下水渗流场理论等角度分析水害来源。

主要表现为工作面压力增大，底板鼓起，工作层产生裂纹并逐渐增加；沿裂缝或煤层渗水会逐渐增加，而水将增加。

2.3数据分析通过对地下水中所包含的水文地球化学信息进行数据分析，利用突水水质中所含有的水文地球化学信息来辨别突水水源。

从研究现状来看，以常规水化学识别法判断矿井突水水源较为普遍。

通过分析水样的水质类型、物化特征等，结合水质的水文地球化学分布、迁移、转化规律来分析突水的来源。

2.3.1 特征离子和特征离子比值判别方式为了快速判别矿井突水水源含水层，经常采用特征离子判别方式，即在掌握某些含水层独特的离子含量前提下，直接测定该种特征离子，以快速给出突水含水层判断。

《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。

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。

水化学综合识别模式在矿井水源判别中的应用

ｗａｅｌｎｒｂｅｔｒｉｉｇｐｏｌｍ．Ｉｒｅａｉｌｉｉｇｉｈｔｅｓｕｃｓｏｅｍｉｅｗａｅｆｗｉｈｎｅｇｏｎｎ．ｂｓｎｆｌｎｏｄｒｏｒｐｄｙｄｓｎｕｓｏｒｅｆｈｎｔｒｎｏｔｅｕｄｒｒｕｄｍｉｅｔｔｈｔｉｌｎａｅｏ
ｔｅｕｄｒｒｕｄｗａｅｈｍｉａｏｏｅｔａａｙｉｔｏｎｈｓｔｐｃｍｅｓｒｎｔｏｕｃｓｆｌｐｌｄｔｈｎｅｇｏｎｔｒｃｅｃｌｃｍｐｎｎｓｎｌｓｓｍｅｈｄａｄｔｅｉｏｉａｕｉｇｍｅｈｄｓｃｅｓｕｌａｐｉｏｏｙｅｄｓｉｇｉｈｔｒｓｕｃｓｙｒｃｅｓｒｏｒｈｎｉｅｄｓｉｇｉｈｎｄｉｈｏｖｎｉｎｌｈｄｏｈｍｉｔｉｎｓｔｅｗａｅｏｒｅ，ａｈｄｏｈｍｉｙｃｍｐｅｅｓｖｉｔｕｓｉｇｍｏｅｗｔｔｅｃｎｅｔａｙｒｃｅｓｒｔｕｈｔｎｈｏｙｃｕｔｒａａｙｉｎｈｎｉｎｎｓｔｐｃａａｙｉｗｓｐｏｉｅｎｐｌｄｔｔｄｈｙｒｕｉｅａｉｎｈｐｂｔｅｎｌｓｅｎｌｓｓａｄｔｅｅｖｒｍｅｔｉｏｉｎｓｓａｒｖｄｄａｄａｐｉｏｓｕｙｔｅｈｄａｌｒｌｔｓｉｅｗｅｏｏｌｅｃｏｔｅｍｉｅｗｔｒｉｆｗ，ｓｒｃｒｕｄｕｓｄｎｅａｄｈｌｎｈｆＴｅｒｓｌｓｏｅｔａｈｄｏｈｍｉｔｈｎａｅｎｌｏｕｆｅｇｏｎｓｂｉｅｃｎｔｅｏｄｍｉｅｓａｔａ．ｈｅｕｔｈｗｄｈｔｙｒｃｅｓｙｓｒｃｍｐｅｅｓｖｉｔｇｉｈｎｄｏｌａｅｏｖｏｓｅｆｃｓｉｈｎａｅｏｒｅｄｓｉｇｉｈｎｎｏｌｒｖｄｏｒｈｎｉｅｄｓｎｓｉｇｍｏｅｃｕｄｈｖｂｉｕｆｔｎｔｅｍｉｅｗｔｒｓｕｃｉｎｓｉｇａｄｃｕｄｐｏｉｅｉｕｅｔｕｉｏｔｎａｉｔｈｓａｌｈｎｆｔｅｍｉｅｗｔｒｄｓｓｅｒｖｎｉｎａｄｃｎｒｌｍｅｓｒｓｌｔｒｍｐｒａｔｓｏｔｅｅｔｂｉｍｅｔｏｎａｅｉａｔｒｐｅｅｔｎｏｔａｕｅａｅ．ｂｓｓｈｏｏＫｅｗｏｄ：ｍｉｅｙｒｓｎｗａｅｆｌｇ；ｗｔｒｉａｔｒｒｖｎｉｎｎｃｎｒｌｄｓｎｉｈｎｏｎｗａｅｒｓｕｃｓｔｒｉｉｌｎａｅｄｓｓｅｐｅｅｔａｄｏｔｏ；ｉｔｇｓｍｅｔｆｍｉｅｏｉｕｔｒｅｏｒｅ；ｈｄｏｈｍｉｔｏｒｈｎｉｅｙｒｅｅｓｒｃｍｐｅｅｓｙｖ

《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。

水化学法判定矿井突水水源实例

９６
五穗蔑斜技
２０１３年第６期
・
矿井地质与水文地质・
水化学法判定矿井突水水源实例
吕玉广任智德
（山东能源临矿集团王楼煤矿，山东济宁２７２０６３）
摘要突水水源的判定是煤矿水害防治工作的首要任务，及时、准确的查明突水水源是解决和进一步预防突水灾害的前提。
前水文地质勘探程度不足，《地质报告》将矿井水文
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｓｏｕｒｃｅｓｉＳｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｔａｓｋｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｗａｔｅｒｈａｚａｒｄｓｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｉｍｅｌｙａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｎｇｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｍｉｎｅｗａｔｅｒｂｕｒｓｔｉｎｇｉｓｔｈｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｏｌｖｉｎｇａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｄｉｓａｓｔｅｒ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔａｒｔｓｗｉｔｈｔｈｅ８４ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｒｅｐｏｒｔｓａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｂｙＷａｎｇＬｏｕｃｏａｌｍｉｎｅ，ｃｌａｓｓｉｉｆｅｄｔｈｅｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｑｕｉｆｅｒｓｂｙｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｎ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｔｈａｔｆｒｏｍｔｈｅ１１３０５ｗａｔｅｒ — ｉｎｕｓｒｈｗｏｒｋｆａｃｅ．ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆｗａｔｅｒ．ｉｎｕｓｒｈｉＳｓａｎｄｓｔｏｎｅ

常规水化学方法识别突水水源的应用

常规水化学方法识别突水水源的应用常浩宇;弓金保;孙泽;徐维;孙润【摘要】矿井水化学组分受控于多种因素,不同含水层由于所处空间的不同,造成了地下水化学组分的差异.对于矿井涌水量异常增大的情况,为了及时准确地辨识涌水来源,利用常规地下水水化学知识,结合煤矿已有的大量水化学数据,划分矿井水水质类型,并进行聚类分析.查明了东欢坨矿3086工作面异常涌水与上下含水层的水力联系,为矿山采取下一步防治水措施提供了依据.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2018(015)001【总页数】6页(P21-26)【关键词】水质分析;矿井水;派珀三线图;聚类分析【作者】常浩宇;弓金保;孙泽;徐维;孙润【作者单位】华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;西山煤电(集团)马兰矿,山西太原030200;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201【正文语种】中文【中图分类】TD7450 引言矿山水害是煤矿生产中仅次于瓦斯灾害的第二大灾害，在煤炭开采过程中遇到的各种地质构造如陷落柱、断层等都有可能沟通工作面上下含水层，成为地下水的充水通道，造成矿井涌水量异常增大。

一旦出现涌水量异常增大的情况，对涌水水源的辨识是矿方及时采取相应防治水措施，防控灾害扩大的必要步骤，但是常规的钻探及物探手段难以直接查明涌水来源及其与上下含水层的水力联系[1,2,3]。

矿井水中的各种离子含量反映了矿井充水水源的本质特征，通过对矿井涌水离子组分数据进行分析整理，结合矿井之前积累的大量水质数据，利用水化学和数学方法进行数据处理，则可以便捷地识别突水水源，推断突水通道，为下一步水害治理提供依据。

1 地下水常规水化学内容地下水化学成分的分析是水源辨识研究的基础，工作目的与要求不同，分析项目与精度也不相同。

矿井水常规水化学组分主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+及八种离子，其综合水质指标有pH值、电导率(EC)、总溶解固体(TDS)等。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

责任编辑：聂明勋
作者简介：陈俊环（１９５５一），女，河北广宗人，高级工程师，现在河北省煤田地质局研究所从事煤田地质局检测技术工作。
２０１３年第２期
河
北
煤
炭
３）薄层灰岩的含水层，以ＨＣＯ一Ｃａ、ＨＣＯ
（ＳＯ）一Ｃａ・Ｎａ水为主，固溶物Ｍ＝５００～２５００
２）下石盒子砂岩含水层、煤顶板砂岩含水
层，一般以ＨＣＯ，一Ｎａ、ＨＣＯ，一Ｎａ・Ｃａ水为主，固溶
物Ｍ＝３００～９００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值８．０ —９．０；
收稿日期：２０１３－０１ — １５；
摘要：文章介绍了邢台矿区主要含水层的水质特征，并对水化学分析资料在含水层突水水源判别应用中的常见问题进行了探讨。关键词：含水层；突水水源；水化学；判别
中图分类号：ＴＤ７４１文献标识码：Ｂ文章编号：１００７ — １０８３（２０１３）０２ — ００５３ — ０２
邢台矿区包括东庞、邢东、邢台、葛泉、章村、显德汪等几个矿井。地层由老到新依次为奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。
主采煤层包括二叠系山西组２＃煤、石炭系太原组９煤，局部石炭系太原组５煤。其中，煤属于下组煤，煤层底板距下伏奥陶系灰岩顶面３０～４０
（ＨｅｂｅｉＣｏａｔｉｆｄＪＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，Ｘｉｎｇｔａｉ０５４０００，Ｃｈｉｎａ）
邢台矿区属于典型的华北型煤田，主采石炭
— —
生产威胁最大，属于区域强含水层。历史上，邢台
２．３水化学分析的局限性问题水化学指标用于含水层划分，有其有效性，但
ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值７．３—７．８；
４）奥陶系灰岩含水层，一般以ＨＣ０３一Ｃａ・Ｍｇ、ＨＣＯ３・ＳＯ一Ｃａ・Ｍｇ水为主，固溶物Ｍ＝３５０
二叠系煤层。随着下组煤的开采及采深的不
矿区大小煤矿曾发生几十次奥灰水突水淹井事故。石炭系薄层灰岩含水层中大青灰岩、本溪灰岩，厚度一般４—８ｍ，总体含水性一般，仅在局部地段与奥灰连通时水量较大。煤顶板砂岩含水层，补给条件一般，但在局部构造和裂隙发育地段含水性
—
ｍ。矿区主要含水层自上而下分别为第四系底部砾
石含水层、下石盒子砂岩含水层、２＃煤顶板砂岩含
７．８；
水层、石炭系薄层灰岩含水层、奥灰含水层等几个主要含水层。其中，奥灰含水层厚度超过５００ｍ，溶洞裂隙发育、补给充沛、空间连通性好，对煤矿
５５０ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值７．４—７．９；
同时也存在一定的不确定性。这种情况一般在老空水、陷落柱水以及多种水源混合出水时表现的比较
明显。
老空水根据其形成时间、补给条件、封存环境
５）老空水，一般以ＳＯ４一Ｎａ・Ｃａ、ＳＯ・ＨＣＯ３一Ｎａ－Ｃａ水为主，固溶物Ｍ＞１０００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙＤａｔａｔｏＡｓｈＷａｔｅｒＳｏｕｒｃｅ
ＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｉｎＭｉｎｅ
ＣＨＥＮＪｕｎ — ｈｕａｎ
水流经环境条件不同，围岩淋滤、溶解作用也不相
同，造就了不同含水层水化学特征的差异性。
பைடு நூலகம்
总体来看，邢台矿区含水层水化学特征可分为
以下５类：
１）第四系底部砾石含水层，以ＨＣＯ，一Ｃａ・Ｍｇ水为主，固溶物Ｍ＝３３６５３１ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值７．０
第２期
２０１３年４月
河北煤炭
ＨｅｂｅｉＭｅｉｔａｎＨｅｂｅｉＣｏａｌ
Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１３
水化学资料在煤矿突水水源判别中的应用
陈俊环
（河北省煤田地质局研究所，河北邢台０５４０００）
较好。
断加大，底部奥陶系灰岩水（简称奥灰水）以及局部老空区积水的威胁越来越大。根据井下突水点水
化学特征分析，配合水位观测、示踪试验、物探、钻探等工作，对突水水源进行快速判别，为煤矿开展下一步工作提供有力技术支撑，对做好煤矿防治
水工作具有十分重要的意义。
此外，前些年矿区浅部小窑开采遗留的老空区
１主要含水层及水化学特征分析
１．１主要含水层
积水，因为资料不准确，也成为威胁矿井生产安全
的一个突水隐患。
１．２主要含水层水化学特征由于不同含水层岩性、地下水径流速度、地下