水質(zhì)全工業(yè)研究在探究不同含水層之間水力聯(lián)系上應(yīng)用

1、水質(zhì)全工業(yè)研究在探究不同含水層之間水力聯(lián)系上應(yīng)用摘要：含水層的水質(zhì)全工業(yè)分析在研究含水層之間水力聯(lián) 系、劃分儲(chǔ)水單元等方面有重要意義。下面利用2009年山 東省滕東生建煤礦井下探放水工程中的水質(zhì)全工業(yè)分析資 料來詮釋其用途。關(guān)鍵詞：水質(zhì)全工業(yè)分析，礫巖，儲(chǔ)水單元，水力聯(lián)系。 中圖分類號(hào)：f287. 2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1 概況山東省滕東生建煤礦為查清3下107工作面頂板砂巖、侏羅系下覆礫巖的水文地質(zhì)參數(shù)，在井下工作面順槽內(nèi)對(duì)砂 巖、礫巖含水層進(jìn)行了疏放，其中，對(duì)水質(zhì)的分析在研究含 水層受補(bǔ)給情況，劃分儲(chǔ)水單元等方面有重要意義。2. 水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析各個(gè)鉆孔按設(shè)計(jì)要求行了水質(zhì)化驗(yàn)，詳

2、細(xì)水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)見表lo各孔水質(zhì)化驗(yàn)主要指標(biāo)一覽表表12. 1礫巖水質(zhì)分析礫巖水質(zhì)分析，詳見礫巖水質(zhì)對(duì)比表（表2）。通過對(duì)礫 巖的水質(zhì)進(jìn)行分析對(duì)比，我們可以將頂板礫巖水分成四組： 第一組：1、2、8、10號(hào)鉆孔水；第二組：5號(hào)鉆孔水；第三組：6、7、9、11、13、15、17號(hào)鉆孔水；第四組：16號(hào)鉆孔水通過統(tǒng)計(jì)分析，四組礫巖水各主要離子的含量如下所 述。第一組離子濃度含量相對(duì)較高，其中k+、na+離子平均 濃度為82. 84mmol/l, s042-離子平均濃度為67. 14mmol/l, 平均礦化度為6087. 60mg/l,平均總硬度為286. 52mg/lo第二組k+、na+離子濃度為6

3、6. 60 mmol/l, s042-離子 濃度為55. 00mmol/l,礦化度為5038. 84mg/l,總硬度為 259. 98mg/lo第三組k+、na+離子平均濃度為45. 42mmol/l, s042-離 子平均濃度為33. 04mmol/l,平均礦化度為3354. 12mg/l,平 均總硬度為119. 94mg/lo第四組k+、na+離子濃度為57. 59 mmol/l, s042-離子 濃度為4367mmol/l,礦化度為4249. 22mg/l,總硬度為 177. 71mg/lo礫巖水質(zhì)對(duì)比表表2由表2可以明顯看出，四組礫巖水質(zhì)有明顯的差別。結(jié) 合各組鉆孔的位置，可根據(jù)首采面

4、上部礫巖水的四個(gè)組，將 礫巖水劃分成四個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)水單元。這四個(gè)儲(chǔ)水單元，相互之 間不補(bǔ)給或補(bǔ)給很弱。2. 2砂巖水質(zhì)分析將砂巖水水質(zhì)相近的鉆孔分別分析，砂巖水可分為2組:3、4號(hào)鉆孔作為五組，12、14號(hào)鉆孔作為六組，見表3。3砂水質(zhì)對(duì)比表表3由表3可以看出，第五組、第六組的水質(zhì)明顯不同。第 五組離子濃度含量相對(duì)較高，與礫巖中的第四組（tdj107-16 號(hào)孔）水質(zhì)較接近。第六組離子濃度相對(duì)含量較低，與礫巖 中的第三組（即切眼附近的礫巖水）水質(zhì)較接近。由于兩組砂巖鉆孔揭露含水層的位置很近，而水質(zhì)化驗(yàn) 數(shù)據(jù)確相差很大，可能原因是：%1 兩組砂巖水不連通，均為獨(dú)立儲(chǔ)水單元；%1 由于兩組鉆孔施工順序

5、相距約3個(gè)月，后期施工的第 六組鉆孔由于受周圍礫巖鉆孔施工的影響導(dǎo)致砂巖水和礫 巖水串聯(lián)，砂巖水受礫巖水的影響導(dǎo)致離子濃度降低。2. 3三灰水質(zhì)分析三灰水質(zhì)沒有明顯的特征，與礫巖水質(zhì)中的第二組比較 接近，但僅憑這點(diǎn)不足以判斷三灰水與礫巖水有水力聯(lián)系。3綜合分析以水中主要離子的摩爾濃度百分?jǐn)?shù)繪制三角菱形水質(zhì) 圖（piper圖），將各水樣陰陽離子摩爾濃度百分含量投影到 菱形圖上，制作圖1：水質(zhì)疊加圖。通過水質(zhì)疊加圖可以發(fā)現(xiàn)：在陰陽離子分布圖中，除水 樣tdl3-2號(hào)孔含量比稍有差別以外，其他的水樣陰陽離子 分布較集中，各孔中陽離子都是以na+、k+為主，含量百分 比都占陽離子的95%左右。陰離子都

6、是以s042-為主，含量 百分比占陰離子的70%左右。圖1：水質(zhì)疊加圖通過水質(zhì)疊加圖與水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，各孔中水質(zhì)的差 別主要是離子濃度的差別，離子之間的相對(duì)百分含量差別很 小。但離子濃度最低的第三組礫巖水和第六組砂巖水的離子 濃度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出附近地表水的離子濃度（附近地表水的礦化 度 480mg/l,na+、k+含量都在 0. 5mmol/l 左右，so&not； 42- 的含量在2mmol/l左右），說明礫巖水并不存在上部第四系 水源的補(bǔ)給。切眼附近的砂、礫巖水與三灰的水的離子濃度 差別較大，說明tdl3-2號(hào)孔處的三灰水與切眼處的礫巖水 不存在水力聯(lián)系。通過對(duì)鉆孔簡易放水試驗(yàn)所得的

7、數(shù)據(jù)分析，滕東生建煤 礦首采工作面涌水較大的位置集中在切眼以前100m的頂板 礫巖水，左右的范圍內(nèi)，此處經(jīng)過一段時(shí)間的放水，涌水量 以明顯降低，出水量較大的tdj107-7號(hào)孔水壓已經(jīng)下降至 0. 8mpa, tdj107-19號(hào)孔開始達(dá)到120 m3/h,放水五天后 流量降低至5 m3/h左右，說明頂板疏放水已經(jīng)起到了一定 的效果。礫巖含水層自身的連通性較弱，多為凈儲(chǔ)量水，長時(shí)間 放水應(yīng)該會(huì)明顯降低礫巖的涌水量；另一方面說明頂板礫巖 水可能還存在未探明的儲(chǔ)水單元，可能是以后安全生產(chǎn)的隱 患。建議礦方結(jié)合相關(guān)資料，選擇合適的位置加密鉆孔，充 分做好疏水降壓工作，確保首采面的安全。參考文獻(xiàn)：1 韓希偉、李永雷、鄒雙英山東省滕東省建煤礦3下 107工作面探放水工程施工總結(jié)山東省煤田地質(zhì)局第一勘探