新集一矿地下水水化学形成及演化特征

发布时间：2020-04-21 20:22

【摘要】：新集一矿水文地质条件复杂,矿井生产过程中曾发生39次突(出)水事故,水害是影响矿井安全重要隐患之一。矿井主要受煤系顶板砂岩水、推覆体含水层水、灰岩岩溶水及老空水水害影响。本文以新集一矿为研究对象,系统收集了矿井的地质与水文地质资料,根据矿井主要充水含水层煤系顶板砂岩水、推覆体含水层水及灰岩岩溶水地下水样常规离子(K~++Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、HCO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-))、TDS、pH值等数据,利用Piper三线图分析法、离子组合比法和主成分分析法,研究了矿区的地下水水化学特征、地下水水化学形成和演化特征。主要成果如下:(1)受开采活动影响,矿井三个含水层地下水整体偏碱性,阳离子含量的关系都是K~++Na~+Ca~(2+)Mg~(2+),阴离子含量的关系均为Cl~-HCO_3~-SO_4~(2-),水样常规离子的变异系数普遍大于0.5;(2)受采矿活动影响,煤系水主要水化学类型为Cl-Na型和Cl-Na·Mg型,太灰水的水化学类型主要为Cl·HCO_3-Na型、HCO_3-Ca型及Cl·HCO_3-Ca型,推覆体含水层水的水化学类型主要为Cl-Na型;(3)通过离子组合比的不同离子之比和因子分析的特征值提取,确定了矿井的煤系水、太灰水和推覆体水中的K~+、Na~+形成于盐岩的溶解及阳离子吸附交替作用,Ca~(2+)、Mg~(2+)主要来源于碳酸盐和硫酸盐的溶解,SO_4~(2-)和HCO_3~-的形成受到黄铁矿氧化、硫酸盐和碳酸盐的溶解还有脱硫酸作用的影响;(4)受采矿活动的影响,煤系水表现出明显的“硬化”作用和“脱硫酸”特征;太灰水有明显的“软化”趋势,随着奥灰水与夹片含水的补给本身的“脱硫酸”作用受到部分影响;推覆体水阳离子吸附交替作用明显,水样表现出“硬化”特征。由于这三个含水层水样与Na~+、Cl~-表现出很好的正相关,“咸化”作用明显,贯穿于整个演化过程;论文以传统的水化学方法探讨了新集一矿地下水水化学形成机制及演化特征,为矿井的水害预测与防治及水资源利用提供了一定的参考依据。图[25]表[12]参[67]
【图文】：

技术路线图,地下水化学,形成机制,离子组合

1）通过阅读大量的国内外文献确定了研究对象与研究内容，收集资料和水文地质资料等基础资料；2）收集了新集一矿主要突水含水层的水质数据，将煤系水、太灰水样数据进行数理统计及图形绘制研究了矿井开采前后地下水的3）通过 Piper 三线图处理了 Ca2+，Mg2+，K++Na+，CO32-，HCO种水样常规离子，分析了开采前后新集一矿地下水化学类型；4）采用离子组合比以及因子分析法分析研究了开采前后新集一矿的地下水化学成分形成机制；5）结合地下水化学特征和地下水化学成分形成机制，，使用主成分采前后新集一矿地下水化学演化特征。技术路线图术路线图如下所示：

淮南,煤炭,京福线,西淝河

2 研究区概况2.1 自然地理条件2.1.1 地理位置新集一矿在行政层面属于凤台县管辖，它的准确地理方位在离凤台的西城区约 17 公里处，矿井东、西及北部分别与新集二矿、唐李井田以及张集矿区，陆运十分便捷，铁路运输线路较多，可从淮南站开往蚌埠、阜阳及合肥等地，多条线路都穿过此处，如京九线、京福线等；此地的客运也十分便捷，汇集了南来北往的高速公路，国道和省道等；淮河、西淝河等河流汇集于淮南，为此地提供良好的河运条件，这样为大大地增加煤炭的运输量，也为煤炭的运输提供了多种方式，使运输更加便捷。新集一矿优良的地理位置，为矿区的发展提供了良好的运输基础。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD745;P641.4

【参考文献】