范各莊礦地下水化學(xué)成分及特征分析

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1、范各莊礦地下水化學(xué)成分及特征分析常靜（河北省開(kāi)灤范各莊礦，河北唐山063109）Email:qyfeng（iiu@126.comitel:15176538007［摘要］范各莊礦主要開(kāi)采六個(gè)煤層，地下水系統(tǒng)的共含有四個(gè)含水層組，本文通過(guò)對(duì)煤系含水層地下水化學(xué)組分分析，探討了地下水水化學(xué)特征和形成機(jī)制，為判斷礦井水害的地下水來(lái)源及礦井防治水提供水化學(xué)特征依據(jù)。［關(guān)鍵詞I含水層；地下水化學(xué)組分；形成機(jī)制0概況范各莊井田位于河北省唐山市古冶區(qū)，本區(qū)主要可采煤層為下二疊統(tǒng)的大苗莊組和上石炭統(tǒng)趙各莊組，現(xiàn)在已開(kāi)采面基本

2、在-620m水平以上，正在延深至-800m水平。水文地質(zhì)條件復(fù)雜，隨著開(kāi)采深度的增加，煤層受到深部奧灰水的威脅日趨嚴(yán)重，再加上奧灰含水層富水性強(qiáng)，突水事故頻繁，且突水來(lái)源及突水通道不清。1各含水層的基本情況對(duì)范各莊礦井生產(chǎn)構(gòu)成影響的含水層以下五個(gè)含水層，基本情況如下。1.15煤層頂板砂巖裂隙承壓含水層該層在5煤層頂板以上，采掘過(guò)程中大都表現(xiàn)為淋滴水，局部表現(xiàn)為涌水現(xiàn)象。該含水層在井田東部、西南部隱伏露頭區(qū)與第四系沖積層底部礫石含水層直接接觸，并接受其補(bǔ)給。整個(gè)含水層在井田范圍內(nèi)具有典型的裂隙水特點(diǎn)，節(jié)理裂隙

3、較為發(fā)育，充水及導(dǎo)水性較好，含水較為豐富。1.212?14煤層間砂巖裂隙承壓含水層當(dāng)開(kāi)拓巷道通過(guò)該層時(shí)大多表現(xiàn)為裂隙出水。該含水層在井田東部、西南部與第四系沖積層底部卵礫石含水層直接接觸；在井田范圍內(nèi)，該含水層接受奧陶系灰?guī)r含水層的補(bǔ)給，其補(bǔ)給途徑大多是通過(guò)巖溶陷落柱、導(dǎo)水?dāng)鄬蛹皩?dǎo)水裂隙等。在井口區(qū)及北翼，由于巖溶陷落柱及導(dǎo)水構(gòu)造較為發(fā)育，該含水層與奧灰?guī)r溶水聯(lián)系密切，含水較為豐富，不易疏干。1.3第四系沖積層底部卵礫石含水層本層為沖積層最底部的含水層，在井田中部約有9.33平方公里的底部卵石層直接與基巖接

4、觸，其厚度3?10m;畢區(qū)較厚，厚度迗15m以上。井田范圍內(nèi)底部卵礫石層與基巖直接接觸面積累計(jì)約21.24平方公里，占整個(gè)井田面積的68.5%。1.4奧陶系灰?guī)r巖溶含水層奧陶系石灰?guī)r在井田東部、北部埋藏較淺，在西部、南部埋藏較深。整個(gè)井田奧陶系石灰?guī)r中構(gòu)造裂隙和巖溶發(fā)育，在塔坨向斜至井口向斜區(qū)巖溶發(fā)育且有較大溶洞存在，并造成煤系地層陷落，已相繼發(fā)現(xiàn)了14個(gè)巖溶陷落柱；井田南翼單斜區(qū)，奧灰?guī)r溶發(fā)育較差。奧陶系石灰?guī)r是一個(gè)互相連通的巖溶含水整體，是煤系地層的主要補(bǔ)給水源，又可通過(guò)導(dǎo)水?dāng)嗔押蛶r溶陷落柱成為礦井的直

5、接突水水源。1.514煤層?唐山灰?guī)r間砂巖、灰?guī)r裂隙承壓含水層該含水層由14煤層底板砂巖和唐山灰?guī)r組成，節(jié)理裂隙發(fā)育，北部唐山灰?guī)r中有溶洞存在。該含水層在隱伏露頭區(qū)接受沖積層含水層滲透補(bǔ)給，在井田中部接受下伏奧灰含水層越流補(bǔ)給。由于其裂隙發(fā)育的不均一性，其含水性由北向南，由淺至深逐漸減弱。2地下水的化學(xué)組分及水質(zhì)特征分析2.1樣品的化驗(yàn)結(jié)果本次試驗(yàn)在同一時(shí)間在范各莊礦，采集五個(gè)含水層的水樣，分析結(jié)果見(jiàn)表1。表1范各莊礦各含水層水樣分析表取樣地點(diǎn)含水層位總硬度dHPH主要陽(yáng)離子百分比主要陰離子百分比Na+Ca

6、2+Mg2+HCOfcrSO?CO,NO

7、.3766.087.9218.537.47002.2成果分析從表1以看出，3555NW*K下3鉆孔的堿土金屬離子超過(guò)了堿金屬離子，Na+含量較高，兩者取樣深度都在井下六百多米，這說(shuō)明在地層深部巖體裂隙較為發(fā)達(dá)，地下水之間存在非常密切的水理聯(lián)系，即任何一組水樣都不是其他水樣的簡(jiǎn)單混合，當(dāng)水樣相遇時(shí)，必定發(fā)生反應(yīng)。而且，絕大部分水樣中弱酸要超過(guò)強(qiáng)酸根，SO42"含量低，而是含有大量的HCO廠，表明其碳酸鹽硬度超過(guò)了50%，部分水層會(huì)有負(fù)硬度。范各莊礦幾個(gè)主要含水層層陰離子百分比均類似，僅奧灰水含有N(Z＜和NO

8、f,證明其補(bǔ)給源均為大氣降水。3地下水化學(xué)組分形成機(jī)制分析裂隙是堅(jiān)硬巖石中的空隙，它是巖石形成以后的地質(zhì)歷史時(shí)期中地質(zhì)作用的結(jié)果，裂隙越發(fā)育的地方含水越豐富，裂隙水具有不均勻性和復(fù)雜性。范各莊礦區(qū)裂隙水主要賦存于石灰?guī)r裂隙中，少量分布于鋁質(zhì)泥巖體。基底為巨厚的寒武奧陶系灰?guī)r，厚約幾百至千米，接受大氣降水后形成儲(chǔ)量巨大的強(qiáng)含水層，與煤系地層中灰?guī)r巖溶含水層有直接或間接水理聯(lián)系；煤系地層下部發(fā)育石灰?guī)r、砂巖、頁(yè)巖互層