【摘 要】
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桃园煤矿水文地质条件复杂,水害是影响矿井安全的重要隐患之一。矿井水害主要突水水源为太灰水以及砂岩裂隙水等。本文主要研究对象为桃园煤矿,通过对煤矿的地质及水文地质资料收集,根据矿井主要充水含水层第四纪松散层第四含水层、煤系顶板砂岩裂隙水、太原组灰岩水地下水样常规离子(K++Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-)、TDS、pH 值等数据,运用包括 Piper 三线图法
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桃园煤矿水文地质条件复杂,水害是影响矿井安全的重要隐患之一。矿井水害主要突水水源为太灰水以及砂岩裂隙水等。本文主要研究对象为桃园煤矿,通过对煤矿的地质及水文地质资料收集,根据矿井主要充水含水层第四纪松散层第四含水层、煤系顶板砂岩裂隙水、太原组灰岩水地下水样常规离子(K++Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-)、TDS、pH 值等数据,运用包括 Piper 三线图法、离子组合比及主成分析等方法研究桃园煤矿水化学特征及形成原因,得到成果如下:(1)采用数理统计相关方法,对桃园煤矿的主要含水层常规水化学离子进行分析,结果表明阳离子的百分含量的关系都是K++Na+>Ca2+>Mg2+,阴离子百分含量关系为SO42->HCO3>Cl-,变异系数大于0.5的离子:四含水有SO42-、CO32-,煤系水有Ca2+、CO32-,太灰水只有CO32-。(2)采用Piper三线图及相应图表分析法,研究桃园煤矿不同含水层水化学特征,结果表明,四含水开采前所表现出的主要水化学类型为SO4-Na型,而开采后表现的主要水化学类型为HCO3-Ca型;煤系水开采前水化学类型主要为SO4-Na型;开采后的煤系水表现出的主要水化学类型为HCO3-Na·Ca型;太灰水开采前水化学类型主要为Cl-Na和SO4-Na型,开采后太灰水的主要水化学类型为Cl·SO4·HCO3-Na 型、Cl-Na 型及 Cl·SO4-Ca 型。(3)采用离子组合比以及主成分分析法,研究桃园煤矿不同含水层开采前后常规水化学离子形成原因,结果表明阳离子K++Na+的形成主要是由于阳离子交替吸附作用,另外也有局部来自于盐岩的溶解,三个含水层皆是如此,但是四含水和太灰水的阳离子交替吸附作用相对于煤系水较弱;三个含水层中Ca2+、Mg2+主要来源于盐岩的溶解,最主要是碳酸盐的溶解,阴离子SO42-主要来源于硫酸盐的溶解以及黄铁矿氧化作用等,HCO3-的来源主要来源于碳酸盐的溶解以及脱硫酸作用;(4)通过桃园煤矿近30年的水样资料分析,四含水的脱硫酸和硬化作用不明显,随着时间推移,Cl-含量逐渐增多,咸化作用越来越明显;各含水层的水-岩作用一定程度上受到采矿活动的影响,所以随时间演化的趋势具有一定的方向性。图[31]表[14]参[71]
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