矿井水径流条件分析

Question

如题所述

Answer 1

山西省某煤矿，隶属神华神东煤炭集团公司，煤矿经过两次集中改扩建，实际生产能力已达1500×10⁴t/a以上。奥陶系灰岩含水层为该矿主采煤层的主要危险含水层。

矿区岩溶水补给来源主要为井田东部奥陶系灰岩出露区（铁匠铺、桥头镇）接受大气降水入渗和地表水入渗补给，奥陶系灰岩岩溶水总体沿东北部、东部、东南部方向向西部黄河天桥泉群方向径流，排泄通道为天桥泉群，沿黄河河谷低洼处可自流。

矿区奥陶系灰岩岩溶水化学成分的演化主要受以下三种化学溶解反应的影响：

水文地球化学基础

受以上三种化学反应的影响，矿区奥陶系灰岩岩溶水化学成分具有如下演化特征：在补给区，CO₂供给充足，可以溶解方解石、石膏和白云石，沿岩溶水径流路径，Mg²⁺、Ca²⁺、

及

含量均呈增加趋势，矿化度也随之增加；随着岩溶水径流条件变差，CO₂逐渐消耗，则方解石趋于饱和不再溶解，奥陶系灰岩水中

含量逐渐稳定，而石膏和白云石仍在溶解，

含量仍在增加；岩溶水径流条件进一步变差，白云石趋于饱和停止溶解，Mg²⁺含量逐渐趋于稳定，当石膏也趋于饱和停止溶解后，

含量也逐渐稳定，此时岩溶水处于滞流状态。随着岩溶水径流路径的延长，浓缩作用不断增强，加之煤系中淋滤作用，岩溶水中Na⁺（K⁺）、Cl^—含量随径流条件的改变不断增加。

井田及邻区岩溶水水样点水质分析数据见表7—2，水质piper三线图如图7—1所示。可知径流区

含量80%左右，弱径流区Cl^—、

含量50%左右，滞流区Cl^—、

含量则达到90%左右。各水样点水质类型分布于不同的区域。井田外围铁匠铺、梁家村及银子塔、窑洼首沟水样点位于 HCO₃—Na至 HCO₃—Na·Ca型区域（菱形图左方），显示径流区水质特征；大黄坡、放2、SK30、观4及井田外围腰庄、南河沟等水样点位于菱形图中部及中下方，水质类型HCO₃—Na至HCO₃·Cl—Na·Ca，处于径流区向滞流区演化的弱径流区；井田内抽1～抽5、观6、水井2、观7、放1奥陶系灰岩水水样点位于SO₄—Na或Cl—Na·Ca型区域，显示弱径流区—滞流区水质特征。

综上所述，矿区奥陶系灰岩岩溶水径流条件自东向西变化规律是：径流区→弱径流区→滞流区，K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、

及Cl^—含量呈总体增加趋势，水质类型呈HCO₃—Na（Na·Ca）→HCO₃·Cl—Na·Ca（Ca·Mg）→Cl—Na（Na·Ca）的演化顺序。

表7—2 井田及邻区岩溶水水化学特征值