复杂多含水层矿井水文地球化学特征与水源判别研究
发布时间：2021-10-16 10:47
我国煤矿床水文地质条件复杂,水害事故频发,严重影响矿井安全高效生产。矿井突水事故不仅降低生产效率、增加排水费用、造成经济损失,还会严重影响矿井生产人员生命安全。快速准确的判别出矿井突水水源,对于矿井水防治具有重要的现实意义。新集矿区位于淮南煤田南部,矿区地质既有华北型煤矿床一般特点,又具有逆冲推覆构造特征,使得矿井水文地质条件愈加复杂。本论文主要以新集二矿作为主要研究对象,收集整理183个松散层水、推覆体片麻岩水、推覆体寒灰水、砂岩水、太灰水、奥灰水等单一含水层水样用于建立模型,采集测试松散层水样2个,砂岩水样5个,太灰水样5个单一含水层水样用于判别模型应用效果检验;收集整理76和采集5个采空区混合水样,用于分析混合水的混合来源及成分比例。针对松散层水、推覆体片麻岩水、推覆体寒灰水、砂岩水、太灰水、奥灰水等单一含水层水源判别问题,对其进行含量特征分析、水化学特征分析、主要水文地球化学作用分析、微量元素和同位素分析。在常规水化学分析的基础上,提出了综合逐步判别方法。论文主要研究成果如下:（1）松散层水水化学类型以HCO3-Ca·Na型为主、少数存在HCO3...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
安徽大学硕士学位论文7第二章样品与方法2.1研究区概况新集二矿位于安徽省淮南市淮南煤田南部。该矿东西长约6km，南北宽约5km，面积约30km2左右。该地区交通便捷，公路，铁路和水路纵横发达，如图2.1。该地区属于亚热带季风气候，四季分明，夏季炎热降水多，冬季干燥气温低。图2.1新集二矿地理位置图Fig.2.1GeographicalMapofXinjiNo.2Mine2.1.1矿井地质背景2.1.1.1地层新生界覆盖在研究区矿井之上，钻探显示该矿地层有：第四系，新近系，古近纪，三叠纪，二叠纪，石炭纪，，寒武纪，奥陶纪和下元古界。其中，二叠系山西组和上下石河子组是新集二矿的主要含煤地层，如表2.1。现将地层描述如下：（1）下元古界（Pt1）厚度大于1000m，岩性主要有灰~灰绿色角闪片麻岩，紫红~灰绿色片麻岩、浅红色混合花岗岩等。其分布在二矿的中部和南部，从东向西分布，在煤系和寒武系上部叠覆。其特点为：向南和向北上升的趋势较弱，并且该趋势有起伏。在垂直方向上，它大致可分为上风化带，中央完整带和底部受阜凤断层影响的结构性断裂带。
安徽大学硕士学位论文11间以下元古界及寒武系为主体，阜凤逆冲断层与F03之间（在011~013勘探线）以煤系断夹块为主。下夹片断块主要由奥灰、太灰及二叠系煤系地层组成。原地系统由石炭、二叠系及其下伏地层组成，如图2.2。图2.206勘探线（AB）剖面图Fig.2.2Schematicdiagramofthe06explorationline(AB)profile2.1.2矿井水文地质根据地下水的含水介质特征、水动力条件和地下水埋藏等特点，可将地下水分为三类：孔隙潜水承压含水层，岩溶承压水含水层以及裂隙承压含水层。（1）新生界松散层含水层组根据研究区的地质资料表明，新生界松散层总厚为48.4m至311.29m。岩性主要为细砂，中砂，粗砂，粉质砂，钙质黏土，砂质黏土和黏土等。新生界松散层按埋深条件和水化学特征等，大致划分为三个部分。上部分具有约30m的埋深，受到降水入渗的补给，含水量中等，水化学类型为HCO3-Ca·Mg·Na+K型。中部的埋藏深度约为90m至100m，受到上部分的越流补给，含水量相对丰富，水化学类型为HCO3-Ca型。下部分的含水量弱至中等，具有水平径流差，岩性及厚底变化较大的特点，水化学类型为Cl-Na型。（2）推覆体含隔水层组（外来系统）①元古界片麻岩处于F02断层与寿县老人仓断层之间。岩性主要包括片麻岩、角闪片麻岩、花岗片麻岩。本组为承压裂隙水，总的来说，含水性弱，多为静储量。然而，因为片麻岩裂隙发育的不均一性，导致其在垂向上，上部比中下部的富水性明显。②阜凤断层带阜凤断层带是推覆体的主推覆构造面，以波状起伏走向及倾向。阜凤断层带是推覆构造的主要控制面，该带是不具有导水性，但是受到南北推覆挤压应力的影响，使得断层的上，下盘岩都被紧紧压缩，接触面和带宽破裂，使其发育时裂缝具有局部水导性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]淮南新集矿区主要充水含水层水化学特征及成因[J]. 黄望望,姜春露,陈星,傅先杰,程世贵,郑刘根. 地球与环境. 2020(04)
[2]内蒙古四子王旗浅层地下水水化学特征及其成因[J]. 侯庆秋,董少刚,张旻玮. 干旱区资源与环境. 2020(04)
[3]柳江盆地地表水水文地球化学特征与水质评价[J]. 边智聪,崔月菊,李静,杜建国. 矿物岩石地球化学通报. 2019(05)
[4]LIF和CNN的矿井突水水源类型判别[J]. 杨勇,岳建华,李晶,张河瑞. 光谱学与光谱分析. 2019(08)
[5]福建煤矿突水水源水化学特征的实验研究[J]. 房曰荣,李晓豪,陈伯辉. 华北科技学院学报. 2019(04)
[6]粤西深大断裂温热泉水化学分析[J]. 王贝贝,卢国平,胡晓农,欧浩. 环境化学. 2019(05)
[7]水化学和环境同位素对济南东源饮用水源地地下水演化过程的指示[J]. 张雅,苏春利,马燕华,刘伟江. 环境科学. 2019(06)
[8]云南荞麦地流域地下水水化学特征及物质来源分析[J]. 张勇,郭纯青,朱彦光,于奭. 环境科学. 2019(06)
[9]青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素分布特征[J]. 杨羽帆,曹生奎,冯起,曹广超,刘英,雷义珍. 中国沙漠. 2019(05)
[10]新安煤田矿井充水条件时空变化规律研究[J]. 李松营,杨培,申青春,张万鹏. 煤炭工程. 2018(11)
博士论文
[1]四川红层地下水水化学特征及水资源开发工程适宜性研究[D]. 陈倩.成都理工大学 2011
[2]皖北矿区地下水水文地球化学特征及判别模式研究[D]. 桂和荣.中国科学技术大学 2005
硕士论文
[1]宿县矿区地下水化学演化特征与控制因素研究[D]. 许冬清.合肥工业大学 2017
[2]鹤壁矿区利用水化学成分识别突水水源建模研究[D]. 王仲阳.河南理工大学 2014
[3]华北平原地下水环境演化规律和稀土元素特征研究[D]. 詹燕红.中国地质大学（北京） 2013
[4]河北平原地下水中氯同位素组成及其指示意义[D]. 刘玲.中国地质大学 2011
[5]基于GIS的潘一矿地下水环境特征分析及突水水源判别模型[D]. 张瑞钢.合肥工业大学 2008
本文编号：3439672
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
安徽大学硕士学位论文7第二章样品与方法2.1研究区概况新集二矿位于安徽省淮南市淮南煤田南部。该矿东西长约6km，南北宽约5km，面积约30km2左右。该地区交通便捷，公路，铁路和水路纵横发达，如图2.1。该地区属于亚热带季风气候，四季分明，夏季炎热降水多，冬季干燥气温低。图2.1新集二矿地理位置图Fig.2.1GeographicalMapofXinjiNo.2Mine2.1.1矿井地质背景2.1.1.1地层新生界覆盖在研究区矿井之上，钻探显示该矿地层有：第四系，新近系，古近纪，三叠纪，二叠纪，石炭纪，，寒武纪，奥陶纪和下元古界。其中，二叠系山西组和上下石河子组是新集二矿的主要含煤地层，如表2.1。现将地层描述如下：（1）下元古界（Pt1）厚度大于1000m，岩性主要有灰~灰绿色角闪片麻岩，紫红~灰绿色片麻岩、浅红色混合花岗岩等。其分布在二矿的中部和南部，从东向西分布，在煤系和寒武系上部叠覆。其特点为：向南和向北上升的趋势较弱，并且该趋势有起伏。在垂直方向上，它大致可分为上风化带，中央完整带和底部受阜凤断层影响的结构性断裂带。
安徽大学硕士学位论文11间以下元古界及寒武系为主体，阜凤逆冲断层与F03之间（在011~013勘探线）以煤系断夹块为主。下夹片断块主要由奥灰、太灰及二叠系煤系地层组成。原地系统由石炭、二叠系及其下伏地层组成，如图2.2。图2.206勘探线（AB）剖面图Fig.2.2Schematicdiagramofthe06explorationline(AB)profile2.1.2矿井水文地质根据地下水的含水介质特征、水动力条件和地下水埋藏等特点，可将地下水分为三类：孔隙潜水承压含水层，岩溶承压水含水层以及裂隙承压含水层。（1）新生界松散层含水层组根据研究区的地质资料表明，新生界松散层总厚为48.4m至311.29m。岩性主要为细砂，中砂，粗砂，粉质砂，钙质黏土，砂质黏土和黏土等。新生界松散层按埋深条件和水化学特征等，大致划分为三个部分。上部分具有约30m的埋深，受到降水入渗的补给，含水量中等，水化学类型为HCO3-Ca·Mg·Na+K型。中部的埋藏深度约为90m至100m，受到上部分的越流补给，含水量相对丰富，水化学类型为HCO3-Ca型。下部分的含水量弱至中等，具有水平径流差，岩性及厚底变化较大的特点，水化学类型为Cl-Na型。（2）推覆体含隔水层组（外来系统）①元古界片麻岩处于F02断层与寿县老人仓断层之间。岩性主要包括片麻岩、角闪片麻岩、花岗片麻岩。本组为承压裂隙水，总的来说，含水性弱，多为静储量。然而，因为片麻岩裂隙发育的不均一性，导致其在垂向上，上部比中下部的富水性明显。②阜凤断层带阜凤断层带是推覆体的主推覆构造面，以波状起伏走向及倾向。阜凤断层带是推覆构造的主要控制面，该带是不具有导水性，但是受到南北推覆挤压应力的影响，使得断层的上，下盘岩都被紧紧压缩，接触面和带宽破裂，使其发育时裂缝具有局部水导性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]淮南新集矿区主要充水含水层水化学特征及成因[J]. 黄望望,姜春露,陈星,傅先杰,程世贵,郑刘根. 地球与环境. 2020(04)
[2]内蒙古四子王旗浅层地下水水化学特征及其成因[J]. 侯庆秋,董少刚,张旻玮. 干旱区资源与环境. 2020(04)
[3]柳江盆地地表水水文地球化学特征与水质评价[J]. 边智聪,崔月菊,李静,杜建国. 矿物岩石地球化学通报. 2019(05)
[4]LIF和CNN的矿井突水水源类型判别[J]. 杨勇,岳建华,李晶,张河瑞. 光谱学与光谱分析. 2019(08)
[5]福建煤矿突水水源水化学特征的实验研究[J]. 房曰荣,李晓豪,陈伯辉. 华北科技学院学报. 2019(04)
[6]粤西深大断裂温热泉水化学分析[J]. 王贝贝,卢国平,胡晓农,欧浩. 环境化学. 2019(05)
[7]水化学和环境同位素对济南东源饮用水源地地下水演化过程的指示[J]. 张雅,苏春利,马燕华,刘伟江. 环境科学. 2019(06)
[8]云南荞麦地流域地下水水化学特征及物质来源分析[J]. 张勇,郭纯青,朱彦光,于奭. 环境科学. 2019(06)
[9]青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素分布特征[J]. 杨羽帆,曹生奎,冯起,曹广超,刘英,雷义珍. 中国沙漠. 2019(05)
[10]新安煤田矿井充水条件时空变化规律研究[J]. 李松营,杨培,申青春,张万鹏. 煤炭工程. 2018(11)
博士论文
[1]四川红层地下水水化学特征及水资源开发工程适宜性研究[D]. 陈倩.成都理工大学 2011
[2]皖北矿区地下水水文地球化学特征及判别模式研究[D]. 桂和荣.中国科学技术大学 2005
硕士论文
[1]宿县矿区地下水化学演化特征与控制因素研究[D]. 许冬清.合肥工业大学 2017
[2]鹤壁矿区利用水化学成分识别突水水源建模研究[D]. 王仲阳.河南理工大学 2014
[3]华北平原地下水环境演化规律和稀土元素特征研究[D]. 詹燕红.中国地质大学（北京） 2013
[4]河北平原地下水中氯同位素组成及其指示意义[D]. 刘玲.中国地质大学 2011
[5]基于GIS的潘一矿地下水环境特征分析及突水水源判别模型[D]. 张瑞钢.合肥工业大学 2008
本文编号：3439672
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