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摘 要：本文主要采用对水质6种特征离子进行分析的方法，对顾桂断层带内出水点水样6种特征离子分布特征进行了分析，并与潘谢矿区灰岩水质特征离进行了对比，得到了顾桂断层带水质特征离子分布特征和灰岩水质特征的区别，得出顾桂断层带煤系水与灰岩水水力联系不密切的观点。
关键词：水质特征；对比；分析；
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-02
顾桥井田位于陈桥背斜东翼与潘集背斜西部的衔接带，总体构造形态为走向南北，向东倾斜的单斜构造。根据三维地震勘探及钻探资料，在矿井中南部发育一组呈NWW向展布的断裂带（FD105、FD108、F104-1），向上发育到新生界松散层中，向下发育到灰岩地层，该断层带中有正断层、逆断层和直立断层等多种断裂形态，形成落差约140m以上，沿NWW向延展的地堑状断层组构成的断裂带，称为顾桂地堑式断层带。在带内岩石破碎，力学强度低，地应力极高，巷道失稳变形严重，工程地质条件差。制约矿井生产。尤其是深部灰岩水高水压、高水温及水量丰富等因素，构成了矿井重大安全隐患。
一、矿区水文地质条件
（一）水文地质条件分区
顾桥井田位于淮南矿区中部的潘谢矿区，基岩水文地质分区在水文地质单元划分上属于淮南矿区的中区。因上覆有巨厚的新生界松散层（180米-450米）；又受南北两翼逆冲断层和斜切断层的切割，构成了淮河以北特有的水文地质单元，地下水以储存量为主（淮河与黑龙潭断层有水力联系），水质属C1-K+Na型，矿化度2g/L左右。煤系含水层水温一般为25～30℃，石灰岩水温可达36～44℃。
（二）含水层特征
本区含水层从老到新主要有寒武系灰岩岩溶含水层、奥陶系灰岩岩溶含水层、石炭系太原组灰岩岩溶含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层、新生界松散砂层含水层。
1、寒武系灰岩岩溶含水层
原始水位标高+29.11m，目前据矿区观测最低水位已降至+6m左右，富水性中等至强，钻孔揭露最大自流量为190～390m3/h，单位涌水量0.137～7.67l/s.m，水温34～44.5℃，水质Cl～Na型。
该含水层主要通过裸露地表大气降雨补给，以及与上覆新生界底部松散含水层、上部奥陶系灰岩含水层间存在互为补给关系。
2、奥陶系灰岩岩溶含水层
原始水位标高+25m，目前潘谢矿区最低水位已降至+6m左右，富水性与岩溶发育程度密切相关，富水中等至强。单位涌水量0.01～13.73l/s.m，水温34～44.5℃，水质Cl～Na型。
该含水层主要通过裸露地表大气降雨，以及与上覆新生界底部松散含水层、顶部石炭系太原群奥灰含水层和底部寒武系灰岩含水层间存在互为补给关系，该区由于灰岩厚度大，岩溶发育可形成巨大的溶洞，进一步发育成陷落柱对矿井开采造成巨大威胁。
3、石炭系太原组灰岩岩溶含水层（组）
本区根据灰岩富水性及各层间距沿用习惯，自上而下划分为三组，编号为C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ。
C3Ⅰ含灰岩3～4层，总厚33～37m，灰岩厚度22～24m。富水性弱至中等；原始水位+26.55～+28.4m，目前最低水位已降至-110m左右；水温25～36℃，水质较差，为Cl—Na或Cl—HCO3—Na型，矿化度2.89g/l。与C3Ⅲ组、奥陶系灰岩含水层一般无直接水力联系，主要通过构造、岩溶陷落柱而产生一定的水力联系。
C3Ⅱ含灰岩6层，总厚33～40m，灰岩厚度18～22m。该层组富水性比C3Ⅰ、C3Ⅲ组弱得多，可作为C3Ⅰ与C3Ⅲ组之间相对隔水层。
C3Ⅲ含灰岩2～3层，总厚31～33m，灰岩厚度20～21m。富水性中等至强，单位涌水量0.1～3.6l/s.m，与奥灰含水层水力联系密切，隐伏露头区可接受上覆新生界底部含水层的补给；一般与C3Ⅰ与无直接水力联系，局部地区因C3Ⅱ灰岩含水层富水性较强而存在相互联系和补给。
4、二迭系砂岩裂隙含水层（组）
二迭系砂岩裂隙含水层，一般情况下富水性较弱，单位涌水量一般<0.01l/s.m，为静储量型。但在谢桥至丁集井田区，富水性相对较强，采掘面出水水量最大达到≥200m3/h，一次出水累计水量最大达到10000余m3，对矿井安全生产造成影响。
5、新生界松散孔隙含（隔）水层组
新生界松散孔隙含水层组为动储量补给型。潘谢矿区新生界中、下部含水层组，主要通过上部含水层、灰岩含水层越流补给及本含水层的径流补给，富水性弱至强不等。根据潘谢矿区新生界地层的综合对比分析，可分为上、中、下三个含水层组，下含与中、上含之间有较稳定的粘土隔水层，一般无直接水力联系。
二、顾桂断层带内煤系砂岩水质特征分析
本次分析收集了2009年5月之前（顾桥矿开始在地面对顾桂断层带进行注浆）顾桂断层带内28个水样。水样所取地点分布在顾桥矿穿过断层带的2条巷道：南翼岩石轨道大巷、南翼胶带机大巷以及顾北矿4条进入断层带的巷道，取样层位均位于煤系砂岩内。
（一）顾桂断层带内出水点6种特征离子及其他指标分布特征
1、a2+离子分布特征：Ca2+毫克含量一般在2～5mg/L之间，Ca2+毫克含量平均值为4.04mg/L，极值变化范围2.41～8.64mg/L；Ca2+毫克当量百分比一般在0.2～0.6之间，少有超过0.7。
2、g2+离子分布特征：Mg2+毫克含量一般在0.5～2.2mg/L之间，Mg2+毫克含量平均值为1.48mg/L，极值变化范围0.49～4.18mg/L；
Mg2+毫克当量百分比一般在0.15～0.4之间。
3、++Na+离子分布特征：K++Na+毫克含量一般在900～1200mg/L之间，K++Na+毫克含量平均值为1068.6mg/L，极值变化范围810.86～1481.88mg/L；K++Na+毫克当量百分比一般在98.9～99.6之间。 4、CO3-离子分布特征：HCO3-毫克含量一般在1400～1800mg/L之间，HCO3-毫克含量平均值为1570.53mg/L，极值变化范围970.22～1831.21mg/L；HCO3-毫克当量百分比一般在55～65之间。
5、Cl-离子分布特征：Cl-毫克含量一般在500～600mg/L之间，Cl-毫克含量平均值为546.84mg/L，极值变化范围501.26～607.08mg/L；Cl-毫克当量百分比一般在30～35之间。
6、SO42-离子分布特征：SO42-毫克含量变化比较大，在1～10mg/L分布比较多，SO42-毫克含量平均值为84.51mg/L，极值变化范围0.82～413.66mg/L；SO42-毫克当量百分比一般在0.1～2之间。
7、碱度分布特征：碱度一般分布在28～32之间，极值变化范围18.19～32.19。
8、PH值分布特征：PH值一般在8.4～8.9之间，极值变化范围8.34～9.10。
9、矿化度分布特征：矿化度一般在2300～2800之间，极值变化范围1972.0～3521.33。
三、潘谢矿区奥灰水质特征分析
四、顾桂断层带内煤系砂岩水质与潘谢矿区奥灰水水质对比
五、结论
（一）顾桂地堑式断层带内煤系砂岩水质与奥灰水水质在6种特征离子的离子含量、离子毫克当量百分比分布均有较明显差异，说明断层带内煤系砂岩含水层与下部奥陶系灰岩含水层水力联系差，异常带为陷落柱构造的可能性较小。
（二）煤系地层含黄铁矿，在某些巷道开挖处，地下环境变化，氧气增多，氧化加剧，使得煤系砂岩裂隙中SO42-离子含量较高，正常煤系地层煤系砂岩水中SO42-离子含量普遍在350mg/L左右。顾桂断层带内SO42-离子含量异常偏低，在异常带内SO42-离子平均含量只有84.51mg/L。说明受构造影响，地层塌陷，裂隙发育，使得地下水交流频繁，处于开放状态，离子浓度较低的其它水的混入导致离子浓度降低。该地段可能处于地下水迳流区。
参考文献：
[1]柴登榜矿井地质工作手册（下册）.北京：煤炭工业出版社，1984
[2]沈照理、朱宛华、钟左燊水文地球化学基础[M].北京：地质出版社，1995
[3]王大纯、张人权、史毅虹等水文地质学基础[M].北京：地质出版社，1998
[4]张磊、许光泉、江泽功等A组煤层底板灰岩水水质特征及形成机理[J].北京：中煤国际工程设计研究总院，2010
关键词：水质特征；对比；分析；
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-02
顾桥井田位于陈桥背斜东翼与潘集背斜西部的衔接带，总体构造形态为走向南北，向东倾斜的单斜构造。根据三维地震勘探及钻探资料，在矿井中南部发育一组呈NWW向展布的断裂带（FD105、FD108、F104-1），向上发育到新生界松散层中，向下发育到灰岩地层，该断层带中有正断层、逆断层和直立断层等多种断裂形态，形成落差约140m以上，沿NWW向延展的地堑状断层组构成的断裂带，称为顾桂地堑式断层带。在带内岩石破碎，力学强度低，地应力极高，巷道失稳变形严重，工程地质条件差。制约矿井生产。尤其是深部灰岩水高水压、高水温及水量丰富等因素，构成了矿井重大安全隐患。
一、矿区水文地质条件
（一）水文地质条件分区
顾桥井田位于淮南矿区中部的潘谢矿区，基岩水文地质分区在水文地质单元划分上属于淮南矿区的中区。因上覆有巨厚的新生界松散层（180米-450米）；又受南北两翼逆冲断层和斜切断层的切割，构成了淮河以北特有的水文地质单元，地下水以储存量为主（淮河与黑龙潭断层有水力联系），水质属C1-K+Na型，矿化度2g/L左右。煤系含水层水温一般为25～30℃，石灰岩水温可达36～44℃。
（二）含水层特征
本区含水层从老到新主要有寒武系灰岩岩溶含水层、奥陶系灰岩岩溶含水层、石炭系太原组灰岩岩溶含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层、新生界松散砂层含水层。
1、寒武系灰岩岩溶含水层
原始水位标高+29.11m，目前据矿区观测最低水位已降至+6m左右，富水性中等至强，钻孔揭露最大自流量为190～390m3/h，单位涌水量0.137～7.67l/s.m，水温34～44.5℃，水质Cl～Na型。
该含水层主要通过裸露地表大气降雨补给，以及与上覆新生界底部松散含水层、上部奥陶系灰岩含水层间存在互为补给关系。
2、奥陶系灰岩岩溶含水层
原始水位标高+25m，目前潘谢矿区最低水位已降至+6m左右，富水性与岩溶发育程度密切相关，富水中等至强。单位涌水量0.01～13.73l/s.m，水温34～44.5℃，水质Cl～Na型。
该含水层主要通过裸露地表大气降雨，以及与上覆新生界底部松散含水层、顶部石炭系太原群奥灰含水层和底部寒武系灰岩含水层间存在互为补给关系，该区由于灰岩厚度大，岩溶发育可形成巨大的溶洞，进一步发育成陷落柱对矿井开采造成巨大威胁。
3、石炭系太原组灰岩岩溶含水层（组）
本区根据灰岩富水性及各层间距沿用习惯，自上而下划分为三组，编号为C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ。
C3Ⅰ含灰岩3～4层，总厚33～37m，灰岩厚度22～24m。富水性弱至中等；原始水位+26.55～+28.4m，目前最低水位已降至-110m左右；水温25～36℃，水质较差，为Cl—Na或Cl—HCO3—Na型，矿化度2.89g/l。与C3Ⅲ组、奥陶系灰岩含水层一般无直接水力联系，主要通过构造、岩溶陷落柱而产生一定的水力联系。
C3Ⅱ含灰岩6层，总厚33～40m，灰岩厚度18～22m。该层组富水性比C3Ⅰ、C3Ⅲ组弱得多，可作为C3Ⅰ与C3Ⅲ组之间相对隔水层。
C3Ⅲ含灰岩2～3层，总厚31～33m，灰岩厚度20～21m。富水性中等至强，单位涌水量0.1～3.6l/s.m，与奥灰含水层水力联系密切，隐伏露头区可接受上覆新生界底部含水层的补给；一般与C3Ⅰ与无直接水力联系，局部地区因C3Ⅱ灰岩含水层富水性较强而存在相互联系和补给。
4、二迭系砂岩裂隙含水层（组）
二迭系砂岩裂隙含水层，一般情况下富水性较弱，单位涌水量一般<0.01l/s.m，为静储量型。但在谢桥至丁集井田区，富水性相对较强，采掘面出水水量最大达到≥200m3/h，一次出水累计水量最大达到10000余m3，对矿井安全生产造成影响。
5、新生界松散孔隙含（隔）水层组
新生界松散孔隙含水层组为动储量补给型。潘谢矿区新生界中、下部含水层组，主要通过上部含水层、灰岩含水层越流补给及本含水层的径流补给，富水性弱至强不等。根据潘谢矿区新生界地层的综合对比分析，可分为上、中、下三个含水层组，下含与中、上含之间有较稳定的粘土隔水层，一般无直接水力联系。
二、顾桂断层带内煤系砂岩水质特征分析
本次分析收集了2009年5月之前（顾桥矿开始在地面对顾桂断层带进行注浆）顾桂断层带内28个水样。水样所取地点分布在顾桥矿穿过断层带的2条巷道：南翼岩石轨道大巷、南翼胶带机大巷以及顾北矿4条进入断层带的巷道，取样层位均位于煤系砂岩内。
（一）顾桂断层带内出水点6种特征离子及其他指标分布特征
1、a2+离子分布特征：Ca2+毫克含量一般在2～5mg/L之间，Ca2+毫克含量平均值为4.04mg/L，极值变化范围2.41～8.64mg/L；Ca2+毫克当量百分比一般在0.2～0.6之间，少有超过0.7。
2、g2+离子分布特征：Mg2+毫克含量一般在0.5～2.2mg/L之间，Mg2+毫克含量平均值为1.48mg/L，极值变化范围0.49～4.18mg/L；
Mg2+毫克当量百分比一般在0.15～0.4之间。
3、++Na+离子分布特征：K++Na+毫克含量一般在900～1200mg/L之间，K++Na+毫克含量平均值为1068.6mg/L，极值变化范围810.86～1481.88mg/L；K++Na+毫克当量百分比一般在98.9～99.6之间。 4、CO3-离子分布特征：HCO3-毫克含量一般在1400～1800mg/L之间，HCO3-毫克含量平均值为1570.53mg/L，极值变化范围970.22～1831.21mg/L；HCO3-毫克当量百分比一般在55～65之间。
5、Cl-离子分布特征：Cl-毫克含量一般在500～600mg/L之间，Cl-毫克含量平均值为546.84mg/L，极值变化范围501.26～607.08mg/L；Cl-毫克当量百分比一般在30～35之间。
6、SO42-离子分布特征：SO42-毫克含量变化比较大，在1～10mg/L分布比较多，SO42-毫克含量平均值为84.51mg/L，极值变化范围0.82～413.66mg/L；SO42-毫克当量百分比一般在0.1～2之间。
7、碱度分布特征：碱度一般分布在28～32之间，极值变化范围18.19～32.19。
8、PH值分布特征：PH值一般在8.4～8.9之间，极值变化范围8.34～9.10。
9、矿化度分布特征：矿化度一般在2300～2800之间，极值变化范围1972.0～3521.33。
三、潘谢矿区奥灰水质特征分析
四、顾桂断层带内煤系砂岩水质与潘谢矿区奥灰水水质对比
五、结论
（一）顾桂地堑式断层带内煤系砂岩水质与奥灰水水质在6种特征离子的离子含量、离子毫克当量百分比分布均有较明显差异，说明断层带内煤系砂岩含水层与下部奥陶系灰岩含水层水力联系差，异常带为陷落柱构造的可能性较小。
（二）煤系地层含黄铁矿，在某些巷道开挖处，地下环境变化，氧气增多，氧化加剧，使得煤系砂岩裂隙中SO42-离子含量较高，正常煤系地层煤系砂岩水中SO42-离子含量普遍在350mg/L左右。顾桂断层带内SO42-离子含量异常偏低，在异常带内SO42-离子平均含量只有84.51mg/L。说明受构造影响，地层塌陷，裂隙发育，使得地下水交流频繁，处于开放状态，离子浓度较低的其它水的混入导致离子浓度降低。该地段可能处于地下水迳流区。
参考文献：
[1]柴登榜矿井地质工作手册（下册）.北京：煤炭工业出版社，1984
[2]沈照理、朱宛华、钟左燊水文地球化学基础[M].北京：地质出版社，1995
[3]王大纯、张人权、史毅虹等水文地质学基础[M].北京：地质出版社，1998
[4]张磊、许光泉、江泽功等A组煤层底板灰岩水水质特征及形成机理[J].北京：中煤国际工程设计研究总院，2010