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技術(shù)文章

礦區(qū)充水水源分析判別

閱讀:453發(fā)布時(shí)間:2016-7-28

 

一、簡(jiǎn)

 

在我國(guó)礦井重特大事故中,礦井突水事故已經(jīng)成為超過(guò)礦井瓦斯事故,造成的經(jīng)濟(jì)損失一直居各類(lèi)礦井災(zāi)害。隨著礦井開(kāi)采深度的增加,礦井突水事故居高不下,在過(guò)去的20年內(nèi),有250多對(duì)礦井被水淹沒(méi),經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)350多億元人民幣,同時(shí),對(duì)礦區(qū)水資源與環(huán)境也造成巨大的破壞。《礦井防治水規(guī)定》中明確提出了“物探先行、化探跟進(jìn)、鉆探驗(yàn)證”的綜合測(cè)探驗(yàn)證制度。建立水質(zhì)分析成果臺(tái)賬,井下水文地質(zhì)勘探應(yīng)采用井下物探、鉆探、監(jiān)測(cè)、測(cè)試等手段。建立礦區(qū)突水水源快速識(shí)別系統(tǒng)及水化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室,對(duì)礦井內(nèi)淋水、滴水等的可能的突水水源進(jìn)行快速檢測(cè)和識(shí)別,是礦井防治水工作中非常重要的依據(jù)。

 

外部檢測(cè)機(jī)構(gòu)送檢時(shí)間較長(zhǎng),不能有效的起到“化探跟進(jìn)”的效果。選擇的地方檢測(cè)機(jī)構(gòu)缺乏煤礦水檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),測(cè)試指標(biāo)不齊全。外部檢測(cè)機(jī)構(gòu)均不能給出水化學(xué)類(lèi)型并識(shí)別突水水源。而已有的水源快速識(shí)別儀,測(cè)試時(shí)間較短,但是精度并不是很高,且數(shù)據(jù)的好壞與操作者素質(zhì)緊密相關(guān),不能很好的控制數(shù)據(jù)的質(zhì)量。另外,部分水源識(shí)別儀廠家建立的水源數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量存在問(wèn)題。目前逐步建立起來(lái)的水化學(xué)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施以水源識(shí)別儀為主,大型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配備較少。因此,建立起礦區(qū)水化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,配

 

 

備以水源識(shí)別儀為快速檢測(cè)設(shè)備,以大型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備為檢測(cè)設(shè)備,并配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才,煤礦突水水源快速識(shí)別系統(tǒng)將能夠有效為煤礦防治水提供專(zhuān)業(yè)的水化學(xué)服務(wù)。

 

 

二、技術(shù)原理

 

水化學(xué)方法是研究各含水層地下水質(zhì)的主要方法之一,水化學(xué)數(shù)據(jù)是地下水zui本質(zhì)的特征,是判別礦井突水水源的重要依據(jù)。通過(guò)分析水化學(xué)數(shù)據(jù),能夠迅速、準(zhǔn)確地查明地下水的補(bǔ)給來(lái)源和徑流條件,確定含水層間的水力、分析突水水源、預(yù)測(cè)突水危險(xiǎn)區(qū)段等等。

 

 

三、礦井突水水源快速識(shí)別系統(tǒng)

 

賦存于巖石圈中的地下水不斷與巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在與大氣圈、水圈和生物圈進(jìn)行水量交換的同時(shí),交換化學(xué)成分。地下水中含有各種氣體、離子、膠體、有機(jī)質(zhì)以及微生物。    不同含水層的水化學(xué)特征存在顯著差異, 根據(jù)各含水層地下水化學(xué)的特征,建立一個(gè)水源數(shù)據(jù)庫(kù),利用多元統(tǒng)計(jì)的方法建立水源識(shí)別的數(shù)學(xué)模型。獲得水樣水化學(xué)指標(biāo)后與水源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),進(jìn)而快速判別出水源類(lèi)型。

 

 

礦井水在補(bǔ)給、徑流、排泄的過(guò)程中,很可能在不同的含水層之間發(fā)生了混合,不再是單一的涌水來(lái)源。 基于水化學(xué)離子成分守恒原理,多種水源經(jīng)過(guò)混合后形成了礦井水,元素成分與含量是不變的,但是混合的過(guò)程中離子之間會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),如HCO3-和CO32-受pH值影響,Ca2+、Mg2+可能與CO32-形成難溶的物質(zhì)沉淀下來(lái)。 K + +Na + 、Cl-、SO42-的溶解度較大,在混合前后的含量近似保持不變,可以用來(lái)作為混合比例計(jì)算的變量。利用矩陣分析,可計(jì)算出混合的礦井中各種水源所占的比例。

 

 

四、基礎(chǔ)設(shè)施

 


五、工程案例

 

 

 

 

 

 


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