淮南顾桂矿区岩溶水水化学成分分布特征研究

摘要

煤炭是我国最主要的能源资源，为国民经济发展做出了突出的贡献，矿井水害一直是煤炭安全开采最严重的灾害事故之一。顾桂矿区位于淮南煤田潘谢矿区中西部，有顾桥和顾北两对生产矿井，矿区A组煤资源储量丰富，地质与水文地质条件复杂，曾发生底板灰岩水出水事故。随着矿区开采向深部延伸，工作面受底板灰岩水突水威胁日趋严重。因此，研究灰岩水水化学特征，对于实现矿区A组煤的安全开采具有十分重要意义。
　　本文以顾桂矿区为例，在矿区地质与水文地质资料收集、整理与分析的基础上，采用Piper三线图法、离子比例分析法及多元统计法等研究方法，研究了灰岩含水层水文地质条件、岩溶水水化学成分及其分布特征，获得了结果如下:
　　(1)岩溶含水层主要包括太原组灰岩裂隙含水层、奥陶系灰岩含水层等，其中太原组分为C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ三组灰岩，C3Ⅰ组灰岩是A组煤底板突水的主要含水层。太原组灰岩含水层富水性较弱，但对A组煤开采时存在奥灰水补给C3Ⅰ组灰岩水，导致煤层开采受岩溶水害的威胁。
　　(2)岩溶水水化学类型除C3Ⅰ组灰岩个别钻孔水质类型为Cl·SO4-Na以及Cl-Na·Ca类型以外，其余钻孔水化学类型均为Cl-Na型。水化学特征表现为矿化度高、氯化物含量高、硫酸盐含量低等特点。
　　(3)水化学成分分布特征表现为:水平方向上，离子峰值区分布基本相近，离子浓度由西北至东南向逐渐变大，与灰岩水径流方向相吻合;垂向上不同含水层（组）各离子含量基本相同，奥灰含水层岩溶水TDS含量最高，太灰含水层C3Ⅰ组TDS含量最低，TDS含量随含水层埋深而增大。
　　(4)离子特征:C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ以及奥陶系灰岩含水层岩溶水阳离子主要以K+Na+为主，阴离子主要以Cl-为主，次阴离子为SO42-，这与其水化学类型相一致。岩溶水水化学成因及离子的主要来源为岩溶水对矿物的溶解作用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 研究区概况

2．1 顾桂矿区位置

2．2 自然地理条件

2．2．2 气象

2．3 地质概况

2．3．1 地层

2．3．2 构造

2．3．3 研究区煤层

2．4 水文地质

2．4．2 矿区含水层水文地质条件

2．4．3 含水层的补径排条件

2．4．4 灰岩含水层富水性

2．4．5 断层水及导水性

3 岩溶水水化学特征分析

3．1 数据收集分析

3．1．1 数据收集

3．1．2 数据分析

3．2 岩溶含水层水常规离子特征

3．2．1 太原组C3 Ⅰ组灰岩水常规离子特征

3．2．2 太原组C3 Ⅱ组灰岩水常规离子特征

3．2．3 太原组C3Ⅲ组灰岩水常规离子特征

3．2．4 奥陶系O1+2灰岩水常规离子特征

3．3 岩溶含水层水TDS特征

3．4 岩溶含水层水主要离子与TDS的关系

3．5 含水层系统水化学成分分布特征

3．5．1 水平分布特征

3．5．2 垂向分布特征

4 岩溶水水化学成分成因分析

4．1 研究方法

4．1．1 聚类分析法

4．1．2 因子分析法

4．1．3 相关分析法

4．2 离子比例系数分析

4．3 多元统计分析法

4．3．1 因子分析

4．3．2 聚类分析

4．3．3 影响水化学特征的因素

4．4 地下水主要离子来源分析

5 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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