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工程管理前沿【2020年第01期】

  • ID:271612
  • 浏览:1116
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-04-06 05:56:20
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

浅谈水质化验在防治水工作中的应用

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 宋旺
资料简介

摘要:本文对唐山矿矿井水文地质资料进行了分析,引用了较多的实际观测数据,通过对不同突水水源在水质化验数据上的变化规律研究与分析,总结出了利用水质分析数据预测出水水源的方法,对矿井防治水工作具有一定的指导意义。

浅谈水质化验在防治水工作中的应用

宋旺

开滦集团唐山矿业分公司,河北唐山 063000

摘要:本文对唐山矿矿井水文地质资料进行了分析,引用了较多的实际观测数据,通过对不同突水水源在水质化验数据上的变化规律研究与分析,总结出了利用水质分析数据预测出水水源的方法,对矿井防治水工作具有一定的指导意义。

关键词:水质化验;水源;防治水

Discussion on the application of water quality test in water control Song Wang

(Kailuan Tangshan Mining Branch, Tangshan 063000, Hebei)

Abstract: in this paper, the hydrogeological data of Tangshan mine are analyzed, and many practical observation data are quoted. Through the research and analysis of the change rule of different water inrush sources on the water quality test data, the method of using the water quality analysis data to predict the water source is summarized, which has certain guiding significance for the prevention and control of mine water.

Key words: water quality test; water source; control water

1.概况

唐山矿井田是一个既有冲积层孔隙水,又有基岩裂隙水和奥陶系灰岩喀斯特岩溶水的充水矿井,水文地质条件复杂的矿井。唐山矿为厚冲积层掩盖下的矿井,基岩上部被较厚的第四纪冲积层所覆盖。冲积层内富含孔隙水,尤其是底部富水性最强。由于受地质构造的影响,在FI断层以北区域,煤系基底奥陶系灰岩逆掩于可采煤层之上,造成奥灰下压煤的特殊水文地质条件。奥陶系灰岩在上述区域直接与第四纪冲积层接触,二者水力联系密切,地下水相互交替,共同成为煤系地层各含水层的补给水源[1]。同时奥陶系灰岩在井田北部、东部山区有露头裸露于地表,接受大气降水的补给,转而通过冲积层补给煤系地层。在井口西南部,在岳胥区境内,煤系地层有露头与第四纪冲积层接触,长期接受其地下水的补给,沿层间与构造裂隙流动,转入矿井的排泄区。地煤系地层中,常在脆性砂岩内形成裂隙含水层,在矿井采掘工程中,揭露涌水后,多年不见衰减,给生产工艺施工造成很大困难。

2.矿井的含水层及其特征

2.1 5煤层含水层

5煤层顶板含水层为唐山矿强含水层,也是矿井采掘过程中最主要的涌水层,它不仅静储量丰富,而且动水补给也很充沛。各个区域在开采5煤层时,均有不同程度的涌水且随开采程度的增加,单掌涌水量逐渐加大。其水质类型为重碳酸钠型或重碳酸钙型。

2.2 12至于14煤层间含水层

12至于14煤层间含水层为开拓工程中常见较强含水层,此含水层以静储量为主,动水补给甚微,涌水点袭夺现象严重。出水点在一段时间后会自行干涸。其水质类型为硫酸或重碳酸钠型。

2.3 第四纪冲积层

本含水层是矿井涌水量的主要补给水源,是通过基岩露头补给煤系地层各含水层的。它的水位变化与奥陶系灰岩同步进行,接受大气降水的补给。本含水层不仅富水性强,水量大而且水压也较高。其水质类型为重碳酸钙镁型或重碳酸钠钙型。

2.4 奥陶系灰岩含水层

奥陶系灰岩是煤系地层基底,其在有些地段有露头裸露于地表,接受大气降水的补给,在有些地段与第四纪冲积层直接接触,有水力联系,存在互相补给的良好条件,成为煤系地层的补给水源。本含水层随季节性变化较为明显。其水质类型为重碳酸钙镁型或硫酸重碳酸钠钙型。

3.水质化验在井下工作面中的应用

不同含水层的水,受岩性和成因的不同,一般具有不同的水质特征类型。因此通过对涌水点出水水质的化验和分析结果,就能够确定涌水的来源是哪个含水层。

3.1 十四水平南翼为我矿重点生产区域,F20断层位于岳胥首采区马鞍型构造左侧向斜的轴部,先后在本区域进行的两次三维地震勘测的结果均认为F20断层可能与奥灰导通,对本区域安全生产构成潜在的威胁。为保证此区域的安全生产,探明F20断层是否与奥灰连通,由此施工了9个井下钻孔,在施工过程中,通过对8个钻孔的水质进行化验,水质为重碳酸钠型,是典型的5煤层顶板砂岩水类型,这与奥陶系灰岩水水质有着明显的区别,而奥陶系灰岩水水质类型为重碳酸钙镁型或硫酸重碳酸钠钙型[2]。可以排除煤系基底奥陶纪灰岩水出现的可能性,排除了与奥灰水连通的可能性。

3.2 T2192工作面为唐山矿铁二区9煤层综放工作面,该掌位于我矿5煤层至12煤层含水层间,属于弱含水层段。该掌掘进至回采结束,工作面均无水。但于2006年2月又开始见水,同时其溜子道及T2193风道也发现渗水,为此进行了认真分析查找资料对各相关水源通过水质化验进行统计对比。

对比表如下:

水质化验统计对比表

名 称

阳 离 子

阴 离 子

备 注

Na+

Ca2+

Mg2+

CI-

SO42-

HCO3-

NO3-

T2192风道密闭

51.55

23.88

24.04

9.24

54.76

24,22

11,77

混合水

T2191工作面涌水

73.26

12.25

10.53

25.79

34.85

34.24

5,03

混合水

T1451溜子道

94.47

2.45

0.88

14.65

1.42

77.64

0.01

5s顶板水

地表注浆水

22.68

62.73

14.59

30.91

22.97

40.24

5,72

风井排水

72.52

12.77

12.36

8.38

12.44

74.20

0.21

地表水

通过对比表明:T2192风道密闭渗出水质阴、阳离子含量与5煤层顶板水有较大差异,与地表注浆也有区别,为混合水类型。由此得出:地面注浆水补给5煤层顶板含水层后,通过岩层过虑,在渗透过程中,阴阳离子交替吸附作用而发生变化,地表注浆不经过断层带或裂隙带缓慢渗入9煤层老塘,造成T2191、T2192老塘内局部低洼处积水后沿T2192风道密闭渗出。

4.结论

通过对唐山矿井下出水点水质化验数据的分析发现,因出水水源不同,其水质化验数据也不同,且具有较强的规律性。因此,进行不同出水水源的水质化验分析,可对正确判断含水层提供有力的参考,对做好矿井防治水工作具有一定的指导意义。

[1]徐慧. 矿井涌水量预测研究[D]. 2015.

[2]孙晓虎. 研究工程勘察中的水文地质勘察工作[J]. 商品与质量:房地产研究, 2014(1):429-430.

自选图形 3 者简介:宋旺(1988-),男,河北省秦皇岛市人,毕业于中国地质大学资源勘查工程专业,本科,水文地质组副组长,现工作于唐山矿业分公司。