3doc水源的判别Word格式.docx
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(2)应用水化学方法配合放水试验、联通试验等其它勘探手段,探查某些矿井水文地质问题。
例如,峰峰矿区根据一矿各有关钻孔水样溶解氧含量及其动态变化,判别大青灰岩水径流条件不如奥陶系灰岩水;
土0水平大青灰岩水与奥陶系灰岩水有一定水力联系,但补给强度不大;
而一170m水平大青水与奥陶系灰岩水无显著水力联系。
又如,根据氡含量,峰峰矿区圈定了喀斯特水径流带;
淮南矿区分析了太原组灰岩水的赋存状况,湖南恩口煤矿判别了矿井充水水源,再如,淄博矿区根据不同含水层水中所含氨基化合物的种类不同,判别了.奥陶系灰岩、徐家庄灰岩和二叠系砂岩3个主要含水层,等等。
(3)示踪剂的多样化。
在矿井防治水工作中,地下水示踪是探查水源,查明不同含水层之间水力联系,了解大气降水或地表水与地下水的补给关系以及探查地下水的渗漏地段,探明某些断层的导水性及导水段,查明地下水的补给源及主要来水方向、主要径流通道和计算地下水流速等的一种重要手段。
它可以获得较为确切的资料,为制定防治水措施提供可靠的依据。
试踪剂的种类很多,有木屑、谷糠、泥浆等浮游性物质,食盐、荧光素等染料类物质,51Cr.131I、3H等放射性同位素,NH3+、Fe2+、NO3-、I、Br-等离子示踪剂,醇等有机示踪剂以及利用不同水质的水示踪等。
我国的许多大水矿区,都曾根据各自的水文地质条件,选用或研制多种示踪剂进行过不同目的的示踪试验,并初步总结出示踪剂的选用原则是:
①在示踪的水体中,没有这种示踪剂的背景值或只有微量存在,而且动态变化的幅度很小并较稳定.
②能随地下水同步运动,原则匕不产生沉淀、吸附、氧化还原和其它的物理或化学作用,在水中有较大的溶解度和稳定性。
③对该示踪剂有很灵敏的检测方法,且方法简单、快速,容易掌握。
①没有毒性或毒性很低,不污染水源。
③容易购买,价格便宜口.
⑥对于放射性同位素,应根据示踪条件选择相应的半衰期。
⑦在同一水文地质单元或同一地区,短期内需连续进行数次不同条件的示踪时,不能选择相同的示踪剂,以免影响示踪效果,甚至产生错误的判断。
(4)开展了水环境同位素研究。
水环境同位素,特别是氢、氧同位素,和水化学一样,是研究地下水自身组分的变化,从微观上判别和认识不同水源间差异和联系的一种方法,从某种意义上来说,这是常规水文地质勘探手段(包括物探>
所难以取代的。
自80年代在我国开滦、焦作、峰峰、肥城、徐州、平顶山、淮北等一些大水矿区矿井水文地质勘探中开展这一研究以来,在判别矿并突水水源、确定不同水的混合比例、计算入渗高度和径流带上地下水的流速、分析地下水的形成条件和计算地下水的相对年龄等方面,已发挥愈来愈重要的作用,并为愈来愈多的大水矿区矿井水文地质勘探所采用。
(5)应用数学地质方法分析整理水化学资料,可提高常规水化学资料(特别是简分析资料)的应用价值,为矿井防治水工作提供某些有重要意义的信息。
近10年来,聚类分析方法、模糊综合评判方法和判别分析法等数学地质方法已在分析整理矿区常规水化学资料中得到了不同程度的应用,对判别矿井水源和确定矿井水的补给比率起到了一定的作用。
奥灰水典型成分:
MgHCO3、CaHCO3.
黄沙:
NaHCO3
3.1.2水量
3.1.3导水通道
当采空区位于高压富水的岩溶含水层上方时,在矿山压力和底板承压水压力水头的作用下,岩溶水会突破采空区底板隔水层的薄弱地段涌入矿坑。
因此,隔水层的薄弱地段可视为不同于其他导水通道的另类。
1、隔水层底板突水通道的形成条件(2预测方法)
首先要有富水性强的充水含水层,大突水点均分布在岩溶发育的强径流带上。
矿坑底板长期处于高水头压力下。
隔水底板厚度变薄或裂隙发育的地段是突水高发的薄弱地段,据统计50%以上的突水点与断裂有关。
矿山压力是诱发底板突水的外力,其作用有一过程,少则数天,多则数月,甚至多年。
如开滦赵各庄煤矿九水平有一师门通道,开拓后12年无突水迹象,1972年3月在东
断层处出现淋水,3月5日开始涌水,水量1.08m3/min,至3月5日突水最大值达52.7m3/min。
目前,用于地下径流通道探测的主要方法有电法勘探、放射性勘探、地震勘探、核磁共振和遥感等,简述如下:
一、电法
由于水与其它岩石(金属矿体除外)电性差异十分明显,所以电法是最早用于水工调查的物探方法,也是目前用于水工地质调查的主要物探方法。
电法勘探分为天然场的自然电场法、大地电磁法和人工场的电阻率剖面法、电阻率测深法、激发极化法、充电法和电磁法(表3-1)。
它通过研究岩石的电学性质,电场、电磁场的变化规律来提供与水工地质有关的信息。
3.1.4水温
地温测量
由于地下水是影响地热场的主要因素之一,因而,通过地温资料可以解决一些矿区水文地质间题。
尽管我国对地温进行过系统研究的矿区还不多,但从平顶山、肥城、开滦等矿区测温资料的分析,已经揭示出测温资料可以解决矿区某些水文地质问题的可能性。
例如,平顶山矿区利用钻孔测温曲线的梯度变化,确定了寒武系灰岩的含水段;
利用不同钻孔水温梯度的变化,划分了李口集向斜西南翼地下水的补给、径流和排泄区;
利用不同含水层的水温差别,判断了含水层的补给关系;
利用断层两盘钻孔中同水平点的温差和断层同一侧不同钻孔的测温曲线梯度变化的深度不同,判断了断层的导水性。
又如,开滦范各庄矿利用抢号煤层底板砂岩含水层放水前、后水温等值线图的对比,以其中相对高温区的存在是奥陶系灰岩水垂直补给底板砂岩水的结果,说明在其附近可能存在垂直补给通道。
3.1.5水位
放水试验
自50年代峰峰矿区和淄博夏庄矿应用井下放水试验疏降薄层灰岩含水层以来,放水试验不仅成为大水矿井水文地质勘探的主要手段,而且在技术方法上有了很大的进步。
(1)认识到了放水试验已成为大水矿区矿井水文地质勘探中进行大流量、大降深水文地质试验的重要手段。
放水试验除需要不可缺少的疏放水工程外,兴建足够排水能力的排水工程(至少应使矿井排水量超过矿井涌水量与预计最大放水量的总和)和必要的隔离工程(使有突大水可能的放水地段与矿井有效隔离)也是十分重要的。
(2)放水试验的目的层已从薄层灰岩扩展到厚层灰岩如华北煤田的奥陶系灰岩含水层(鹤壁、峰峰)华南湘中的茅口灰岩含水层、粤北的壶天灰岩含水层闭等。
(3)放水试验的目的更加具体明确。
例如,肥城矿区明确放水试验是为查明矿井水文地质边界、进行水文地质块段划分、计算每一块段水量和确定奥陶系灰岩水与五灰水的水力联系方式及主要的联系地段。
(4)放水试验方案设计更加细致周到、常采用分区、分阶段放水相结合或分区(单孔)与联合(群孔)放水相结合的方案,以最大限度地获取水文地质信息,改善放水效果。
例如,肥城杨庄,曹庄、大封、陶阳等4矿采用分矿试放、4矿联合放水与单矿疏降采煤相结合方案,联合放水最大水量达7377m3/h..由于放水量大,矿井水文地质间题暴露充分,除验证了井田水文地质单元划分得正确,可进行分块段治理外,还查明了4个矿中有两个矿的五灰水水量有限,可直接进行疏降采煤;
查出奥陶系灰岩水集中补给五灰水的通道4处,为进一步治理提供了依据。
又如,开滦范各庄矿北翼地区12号煤层的底板砂岩含水层放水试验采用分阶段放水,每一阶段放水又采取多孔联合放水与单孔放水或干扰放水(12号煤层底板砂岩放水孔与唐山灰岩放水孔干扰)相结合,基本查清了北翼高水位异常区的水文地质条件。
再如,淮南孔集矿A组煤底板喀斯特水水文地质试验采用地面抽水与井下放水相结合,井下放水试验则采用正式放水与简易放水相结合、孔群同步干扰放水与分阶段干扰放水相结合,不同组灰岩干扰放水试验和不同水平干扰放水试验相结合的方案,为A组煤的安全开采提供了水文地质依据.。
(5)试验手段更具综合性。
尽管不同的勘探方法和试验手段都各具其独特的,甚至其它方法所难以取代的优点,然而也常因方法或技术手段本身的不足或应用条件的局限性而产生这样或那样的缺点。
随着科学技术和矿井水文地质勘探方法及试验技术的进步,矿井水文地质勘探常常愈来愈带有综合性,大水矿区的矿井水文地质勘探和试验尤其如此。
例如,峰峰五矿中央区大青灰岩水文地质勘探是采用放水试验与连通试验相结合;
肥城杨庄、曹庄、大封、陶阳等4矿联合放水试验是采用在放水试验的同时进行连通试验与测温;
开滦范各庄在探查隐伏导水陷落柱的矿井水文地质勘探中,采用物探、化探、钻探相结合的综合立体勘探方法,仅物探手段就采用钻-210、地电仪、坑透仪、槽波地震和弹性波CT法等综合技术手段的结合,在进行放水试验的同时,还采用了水化学分析测试、水化学示踪试验和水温测试等综合测试手段。
又如,淮南孔集矿A组煤底板喀斯特水水文地质勘探中,对上覆第四系松散层的勘探采用钻探与浅层地震勘探相结合;
对底板灰岩含水层的勘探采用遥感、钻探、测井、化探与抽放水试验相结合的综合勘探方法。
再如,峰峰孙庄矿采用钻探、化探、同位素研究与放水试验、连通试验相结合的综合勘探方法。
不同勘探试验方法的综合,既起到了取长补短的作用,弥补了某种方法或单一技术手段的缺点和不足,又起到相互验证,改善探查效果的目的。
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