顾北煤矿煤系砂岩裂隙水水文地球化学特征及其成因分析

采用水化学测试、统计分析、水文地球化学分析等方法,对顾北煤矿4个主采煤层顶板的76组砂岩水样进行系统研究,查明了各煤层顶板水的水化学作用类型,并对其成因进行了详细分析。研究结果表明:在顾北煤矿煤层埋藏条件和水化学环境控制下,13-1煤层为Cl-Na型,以溶滤和阳离子交替吸附作用为主;11-2煤层为HCO3·Cl-Na型,以溶滤作用为主;6-2煤层为SO4·HCO3-Na型,以脱硫酸和阳离子交替吸附作用为主;1煤层为HCO3·Cl·SO4-Na型,以溶滤溶解作用为主。研究成果可为查清含水层富水性和地下水径流特征提供指导,进而为制订矿山防治水决策提供重要依据。     

呼吉尔特矿区葫芦素煤矿水文地球化学特征研究

为了弄清葫芦素煤矿各含水层的水文地球化学特征,特别是对主采煤层(2-1煤)存在水害影响的侏罗系含水层,利用各含水层中水化学数据开展了相关研究,结果表明:葫芦素井田内,各含水层可划分为第四系松散孔隙含水层、白垩系孔隙裂隙含水层和侏罗系砂岩裂隙含水层,水体中矿化度自上而下逐渐增加,从500 mg/L逐渐增至5 700~7 800 mg/L,水化学类型变化过程为HCO_3-Ca·Mg型→HCO3-Na型→SO_4-Na型→SO_4·Cl-Na型。     

潘三矿区地下水化学特征及成因分析

为了研究潘三矿区地下水水化学特征及其成因、快速准确判断巷道突水水源和提前做好防治水工作,对研究区内地下水水样进行取样分析。综合利用常规数理统计、Piper三线图、相关性分析、TDS与各离子变化曲线图、Gibbs图和离子比例系数图来分析地下水水化学的空间分布规律和形成原因。结果表明:各含水层中水质呈弱碱性、TDS值普遍较高,离子变异系数均小于1,且分布比较稳定;井田内阳离子以K~++Na~+为主,阴离子以Cl~-为主,其次是SO_4~(2-),HCO_3~-;区内新生界下含和灰岩含水层中的水化学类型分别为Cl-Na型和Cl-Na型、SO_4·HCO_3·Cl-Ca·Na型,煤系砂岩含水层的水质类型为HCO_3·Cl-K+Na型、Cl-Na型和Cl·SO_4-Na型;最后得出地下水化学成分的形成过程中以蒸发岩溶解作用为主、其次为碳酸盐溶解。     

准格尔煤田岩溶水文地质特征及水害防治技术

岩溶水水害是影响准格尔煤田安全开采的关键因素之一,为了掌握岩溶发育特征、水化学特征、渗流场特征及突水危险性,通过钻探、水文勘查及水化学试验等区域资料对其进行了深入研究。研究结果表明:岩溶裂隙、溶孔和溶洞是主要储水空间和地下水径流通道,陷落柱、断层是该区域重要的垂向导水通道;沿径流途径岩溶水质类型呈HCO3·Cl-Na→HCO3·Cl-Na·Ca(Ca·Mg)→Cl-Na的演化顺序,反应了在东部边界黄河水补给地下水,岩溶地下水总体向西运移,在煤田西部形成滞流区;煤田中东部6号、9号煤均处于非带压开采状态,中西部处于带压开采状态,滞流区边界附近突水系数较大。在岩溶含水层水文地质特征研究基础上,提出了探测、预测及监测和治理与特殊开采等水害综合防治技术体系。     

顾北矿区地下水化学特征及成因分析

为研究顾北矿区地下水水化学特征及其控制因素,快速准确判别矿区突水水源提供依据。采用常规数理统计、Piper三线图、相关性分析、TDS与各离子关系图、Gibbs图以及离子比例系数6种方法对研究区地下水22个水样进行系统的研究分析。结果表明:研究区内含水层总体上呈弱碱性;阳离子以K~++Na~+为主,阴离子以Cl~-为主,HCO_3~-和SO_4~(2-)次之;新生界下含和煤层顶板砂岩水质类型为Cl-Na+K型,底板砂岩水质类型为Cl·HCO_3~-Na+K型,太灰和奥灰含水层水质类型Cl·HCO_3-Na+K·Ca型和SO_4·HCO_3-Ca型;地下水水化学性质受水岩相互作用的影响。     

浅层地下水水化学和同位素地球化学特征研究 ——以江汉平原西部为例

为研究平原区潜水和承压水化学成因和演化,以江汉平原西部为例,综合利用统计学、离子比值法和氢氧、锶同位素地球化学等探讨研究区地下水化学特征以及水文地球化学特征。结果表明,研究区孔隙水潜水水化学类型以HCO_3-Ca和HCO_3-Ca·Mg型为主,承压水均为这两种类型。地下水主要受大气降雨的补给,潜水受到了一定程度蒸发作用的影响。溶滤作用是江汉平原西部浅层孔隙水的主要水文地球化学过程,主要离子关系和锶同位素比值结果均表明地下水化学组分主要来源于碳酸盐矿物、硫酸盐矿物的溶解,少量来自于盐岩溶解。潜水和承压水中均发生了少量的阳离子交换吸附,导致Na~+增加,但承压水中的阳离子交换吸附作用小于潜水。     

保德煤矿奥陶纪灰岩水H2S形成机理及防治技术

基于保德煤矿不同时期奥陶纪灰岩水水化学资料,采用离子组合比例分析、水文地球化学模拟等方法,通过PHREEQC软件计算饱和指数来分析奥灰水水化学成分沿流程的变化规律,定性分析奥陶纪灰岩水硫化氢气体形成机理及水岩相互作用对硫化氢气体形成的影响,并对硫化氢气体防控关键技术进行研究。结果表明:从径流区到滞流区,水化学类型由HCO_3-Na(Na·Ca)→HCO_3·Cl-Na·Ca(Ca·Mg)→Cl-Na(Na·Ca),SO_4~(2-)离子含量呈总体增加趋势,最终由BSR作用形成H_2S气体。CH_4和C将硫酸盐矿物还原生成H_2S同时生成CO_2、HCO_3~-。根据现场实际情况设计防喷装置和孔口负压抽放装置。     

乌东煤矿地下水水化学特征及其指示

为了研究乌东煤矿煤层顶板含水层之间的水力联系,采用了统计分析、Piper三线图、Gibbs图等方法定性分析了基岩地下水、第四系地下水以及地表水之间的水力联系。利用不同水体的Cl-浓度差异性,计算了相邻含水层之间的水力联系度,定量判别了它们之间的水力联系程度。结果发现,所有地下水样品的pH介于7.1～8之间,都为弱碱性水。随着含水层埋深的加大,地下水TDS逐渐增大,地表水和第四系地下水TDS均低于基岩含水层地下水。基岩地下水、第四系地下水和地表水主要的水化学类型分别为Cl·SO4-Na、HCO3·SO4-Na·Ca、SO4·Cl·HCO3-Na和SO4·Cl·HCO3-Na·Ca。基岩地下水样品受到浓缩作用影响,地表水和第四系地下水受到岩石风化-蒸发影响。同时研究区地下水和地表水中还发生了阳离子反交换作用。第四系地下水和地表水的联系度为0.361,联系程度为中等|第四系和基岩地下水之间的联系度为0.404,联系程度为低。此结果可为后期矿井涌水量预计及防治水工作提供参考依据。     

榆横矿区巴拉素井田水文地球化学特征研究

榆横矿区(北区)内大型井田较多,煤炭资源丰富,但均受水害威胁。为了准确快速判别矿井出水水源,以巴拉素井田为例,采用水质全分析、同位素测试、有机物检测、腐蚀性评价等多种方法对各类水体的水文地球化学特征进行研究。结果表明:从地表水体→浅部含水层→深部含水层,总的水化学类型变化规律为HCO3-Ca·Mg→HCO3-Na→SO4-Na;各类水体由浅到深分别属于现代地下水、亚现代地下水,或亚现代与近期补给的混合水;TOC和UV254随着含水层深度增加而逐渐降低,不同水体表现出DOM荧光特征有所差异;随着埋深的增加,各类型水对混凝土结构腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀性和对钢结构腐蚀性等级由微弱到强。     

孙疃矿区地下水化学特征及其控制因素研究

为了研究孙疃矿区地下水化学特征及其控制因素,先后采集矿区内31组水样,综合运用数理统计、Piper三线图、相关性分析、Gibbs模型以及离子比例系数等方法,系统分析了孙疃矿区地下水化学特征。结果表明:研究区各含水层pH值平均为8.4,水质呈弱碱性,各含水层中阳离子以K~++Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主,TDS平均为976.77mg/L,7-8煤、10煤上下含水层水质类型为HCO_3-Na+K型和HCO_3·Cl-Na+K型,太原组灰岩含水层水质类型为HCO_3·ClNa+K·Mg型,奥陶系含水层水质类型为SO_4·HCO_3·Cl-Na+K·Ca·Mg型,水样在Gibbs图中的分布和主成分分析表明,各含水层中离子组成受岩石风化溶解控制,人类活动对水化学影响较小,离子比表明含水层中HCO_3~-、Na~+和K~+主要来自钾长石、钠长石等硅酸盐类矿物的溶解,Ca~(2+)和Mg~(2+)主要受自碳酸盐以及硫酸类矿物的控制。     

神东矿区矿井水水化学特征及其灌溉 适宜性评价

矿井水水化学特征决定着其处理工艺及其成本。以神东矿区为研究对象,采集了12组矿井水样品进行测试,采用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、各离子间相关关系,确定了其水化学特征及其影响机制。结果表明,矿井水样品的pH值为7.64~8.48,TDS为275.13~3 090.14 mg/L,F^-浓度最高为6.75 mg/L,绝大部分矿井水为高氟、高矿化度水;在空间上呈现了西北高、东南低,随埋深增大,TDS和F^-浓度逐渐升高的趋势;主要水化学类型为HCO₃·SO₄·（Cl）-Na及HCO₃·SO₄·（Cl）-Na·Ca。煤层埋深较浅,易接受补给的矿井水主要受岩石风化控制,反之,主要受浓缩作用控制。同时矿井水还发生了阳离子反交换作用。其用于灌溉的盐碱害较严重,综合EC值、SAR以及钠百分含量指标,判定矿井水大部分为不适合灌溉用水。研究为后期制定矿井水处理工艺及高效利用方案提供参考。     

新集矿区深层地下水水文地球化学特征与成因分析

以淮南新集矿区深层地下水充水含水层为研究对象，采集新集矿区不同层位的水样，测试水样的阴阳离子浓度，采用统计分析及离子比例系数分析法对砂岩水、推覆体片麻岩、推覆体寒灰水、奥灰水、太灰水5个含水层的74个水样数据进行了分析。结果显示:研究区深层地下水属弱碱性水，阳离子以Na⁺+K⁺为主，阴离子以Cl^-为主，奥灰水中Ca²⁺和SO^2-₄的浓度较大，水化学类型主要以Cl-Na和Cl（HCO₃）-Na型为主；水化学特征主要由浓缩作用和碳酸盐、硫酸盐溶解共同作用，其中大部分水样主要由岩盐溶解控制，新集矿区深层地下水的水化学特征主要由浓缩作用和硫酸盐溶解作用共同控制，砂岩水主要发生的是阳离子交换以及碳酸盐、硫酸盐溶解作用，推覆体片麻岩和推覆体寒灰水可能发生溶滤作用和阳离子交换作用。     

Major Ion Chemistry of Shallow Groundwater in the Dongsheng Coalfield, Ordos Basin, China

A hydrogeochemical study was conducted in the Dongsheng Coalfield, Ordos Basin, China, to identify the mechanisms responsible for the chemical compositions of the shallow groundwater and to document water quality with respect to agricultural and drinking supply standards, prior to mining. Tri-linear diagrams, principal component analysis, and correlation analysis were used to reveal the hydrogeochemical characteristics of the shallow groundwater, and the potential water–rock interactions. In general, the major cations and anions were present at low concentrations, but were relatively higher around Jiushenggong than elsewhere in the study area. Groundwater around Jiushenggong has a long residence time and is also subject to extensive evapotranspiration. The dominant hydrochemical facies are HCO₃-Ca, HCO₃-Na, and mixed HCO₃-Ca·Na·Mg types. Increases in major ion concentrations along the flow path, including Na, Cl, and SO₄, coincide with increases in total dissolved solids. The predominant mechanism controlling groundwater chemistry proved to be the dissolution of carbonates, gypsum, and halite. Cation exchange and mixing with local recharge water are also important factors. The shallow groundwater quality in the study area is suitable for agricultural and drinking purposes.     

胶东半岛典型天然温泉地热流体与地下水的关系

为研究胶东半岛典型天然温泉地热流体的性质及其与地下水的关系,综合分析了温泉水、第四系（浅井）水和基岩水化学特征,测试了温泉水中δ₁₈O与δD值,并利用烟台雨水线方程对胶东半岛典型天然温泉地热流体来源与地下水的关系进行了分析。结果表明：研究区温泉水化学类型主要有Cl-Na型、Cl-Na·Ca型、SO₄·HCO₃-Na型、HCO₃·SO₄-Na型及个别温泉为SO₄·Cl-Na型,天然温泉地热流体与温泉附近的区域地下水没有水力联系,温泉水的地热流体来源于大气降雨的入渗补给。     

准东煤田五彩湾矿区一号矿井水文地质条件分析

为了对五彩湾矿区一号矿井地下水环境影响进行评价,对该矿井的水文地质条件和水质现状进行了分析和评价。研究结果表明:根据研究区含水岩组的分布特征以及富水性,可以划分为五个含水岩组和一个相对隔水岩组,其中具有供水意义的含水层为第四系松散岩类孔隙含水层,该含水层主要接受东南部侧向径流补给,地下水由东南向西北方向径流,以向西北侧向径流及蒸发的方式排泄;研究区第四系松散岩类孔隙水水化学类型主要以SO_4·Cl-Na、Cl·SO_4-Na和Cl-Na为主;基于地下水水质标准指数法和内梅罗指数法评价结果,研究区地下水水质总体较差,水中多项评价因子超标,超标原因主要由蒸发作用强烈、放牧和野生动物活动,以及区内北部卡拉麦里山地下水的影响。     

内陆核电站拟选厂址附近浅层地下水水化学特征及同位素指示意义北大核心

以江西何魁核电站拟选厂址附近为研究区,采集地表水样品5个和浅层地下水(泉水和井水)样品37个,进行水化学及同位素分析。结果表明:拟选址周边地表水为淡水,呈弱碱性,主要阴、阳离子为HCO_(3)^(-)和Ca^(2+);泉水为弱酸性,主要阴、阳离子为HCO_(3)^(-)和Na^(+);井水呈弱碱性,主要阴、阳离子为HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和Ca^(2+)、Na^(+)。水-岩相互作用和大气降水是影响该区浅层地下水化学特征的主要因素,Na^(+)和K^(+)来源于盐岩和硅酸岩溶解,Ca^(2+)来源于碳酸岩和石膏溶解,HCO_(3)^(-)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)分别来源于碳酸岩、盐岩和石膏溶解。饱和指数分析与离子比值结果共同显示,浅层地下水的主要组分来源于硅酸岩和碳酸岩风化溶解。氢氧稳定同位素组成显示,研究区井水主要受大气降水补给和混合作用影响,与碳氢化合物、硅酸岩矿物、CO_(2)及围岩、黏土发生交换,地表水受蒸发作用影响明显,泉水和井水受蒸发作用不明显。井水中氚浓度在2.1~3.6 TU,推测其年龄大于50 a。本研究为何魁内陆核电站拟选厂址提供天然环境背景值,为核电站附近地下水资源开发利用、环境保护和核电厂建设设计方案的优化提供理论依据,同时在突发事件中对水污染控制具有参考意义。     

北海市滨海含水层海水入侵的水化学判别

北海市滨海含水层地下水具有矿化度和pH值低，水化学类型复杂等特点。钻井地下水化学成分变化可大体上分为稳定型、波动型和恶化型．在北侧海岸带西部，由于海水入侵，地下水中Cl-和Na （＋K＋）含量明显升高，以Cl－Na型水为主．海岸带以Cl-含量大于50mg/L作为判别海水入侵的标准，最大海水入侵范围已超过3km2。     

神府矿区采煤对地下水循环的影响——以窟野河中下游流域为例

以窟野河中下游地区为例,通过野外调查和水化学特征分析,总结了神府矿区地下水循环模式：第四系潜水和侏罗系烧变岩潜水主要受地形控制;延安组碎屑岩含水层分5个含水层段,主要受地层倾向控制,沿河道相由东向西流动。进而提出了采煤对地下水影响机制：浅部煤层开采破坏了潜水含水层之下黏土层的隔水性,含水盆地汇水面积减小,泉流量减小或干枯;同时采矿造成的人为“溯源侵蚀”袭夺了相邻水文地质单元的地下水,矿井水补给量增加,蒸发量减小;深部煤层开采进一步破坏黏土隔水层,导致潜水含水层消失,使得地表径流转换为地下径流,地下水完全依赖5-2号煤层底板径流。