海下采煤水质监控特性离子辨识与预警阈值研讨_赢现金捕鱼

海下采煤水质监控特性离子辨识与预警阈值研讨

泉源:/ 作者:余氯检测仪 工夫:2019-08-12

  择要:海下采煤防治水任务重点是对顶板突水水源的预测和监控。本文经过对海疆差别水体的水文地球化学特性研讨,及差别水体的混淆水样配比实验,找出水情监控中的特性离子并加以辨识,确定预警阈值,辅以水质主动监测零碎,完成对海水溃入的晚期预测预警,确保海下采煤平安。

  要害词:海下采煤;特性离子;辨识;预警阈值

  弁言

  地下水赋存于含水岩层的清闲中,并且在不时地活动着,在地下水的构成、聚集和活动进程中,不时地与四周介质互相作用,停止离子的交流,颠末临时地质作用、离子交流作用、物理化学作用进程后,到达含水层水质离子成份的动态均衡。因此处于差别的地质水文地质条件下,含水层中的水化学成份在组成与含量上都有差异。研讨海疆煤系地层地下水与上覆第四系含水层及海水的地下水水化学特性,掌握煤系各含水层水质配景及次要离子含量。可以疾速地判别井下突水水源,实时接纳防治水步伐,增加或防止淹井变乱的发作具有紧张代价。

  1 海疆水文地质特性

  海疆地层是海洋井田向海下的天然延深,煤系地层、结构与海洋井田有类似性和可比照性。为中生代构成、重生代承继和开展的断陷型全荫蔽式老第三系煤田,次要含煤地层为老第三系黄县组。海疆地层自下而上为下第三系地层(E)、上第三系地层(N)和第四系地层(Q),其岩性次要为泥岩、砂岩、粘土岩、炭质页岩、油页岩和煤构成。影响海下采煤的水体次要有:海水、第四系含水层水及煤系泥灰岩含水层水、泥岩夹泥灰岩互层含水层水。

  2 次要含水层状况及水化学特性

  2.1 海水

  北皂海疆扩展区位于北皂煤矿海洋地区以北的渤海外,海水由南向北渐深,海水深度0~12m。海水是终年性的宏大的动态水体,也是海下煤炭开采的严重水害之一。北皂海疆为渤海,海水的次要特性是K++Na+、Mg2+、CL-和SO42+离子含量较高,此中CL-含量普通在20000ppm,K++Na+含量普通在12000ppm,而HCO3-离子含量较低,远低于煤系地层含水层。

  2.2 第四系含水层水

  第四系地层由含水的粗、中、细砂层和隔水的粘土、砂质粘土相间构成。从含隔水性剖析,第四系自上而下可分为Ⅰ含、Ⅰ隔和Ⅱ含,为二含一隔构造。Ⅰ含为上部砂层,单元涌水量为0.1186~3.713L/s.m,富水性中等至强;Ⅱ含为中、下部含水层,粘土质含量较高,单元涌水量为0.249~1.094L/s.m,富不性中等;Ⅰ隔位于Ⅰ含和Ⅱ含之间,厚度大于3m,散布波动,为隔水功能精良的粘土、砂质粘土,塑性指数IP=25.1,含粘量η=(20.05~35.3)%,土样浸透系数小于1.0×10-8~1.12×10-7cm/s,为精良的隔水层,在垂向上可以完全隔绝Ⅰ含和Ⅱ含之间的水力联络。

  本层分为上下两个含水分层。上部含水层:在海洋间接承受大气降水补给,在海疆内可间接承受海水补给。K++Na+离子含量均匀在130.4ppm,CL-含量均匀158.6ppm。矿化度为2344.09mg/L,水质范例为SO42+-CL--Na+( Mg2+)型水。下部含水层水:与上部含水层水离子含量相差十分大,CL-含量均匀16898.3ppm,为上部含水层含量的106倍,K++Na+离子含量均匀在7882.3ppm,为上部含水层含量的60倍,矿化度为33637.13mg/L,水质范例为CL-Na(Ca.Mg)型水,与海水相近。

  2.3 泥灰岩含水层

  含水层由钙质泥岩与泥灰岩相间,泥灰岩呈灰色,质不纯,含遂石结核和遂石条带,裂隙及小溶洞。海疆该层厚度2.95~5.50m,均匀厚4.36m。其底界下距煤2顶板间隔为58.93~62.85m。在巷道间接揭破该含水层或由于断层作用使其与可采煤层打仗或间距偏小时,该含水层会向井下充水。种种离子含量均不太高,K++Na+和CL-离子含量分明低于海水,CL-含量普通在900~13000ppm,为海水含量的1/2~2/3,矿化度为21160.0 mg/L,,水化学范例为CL-Na+K型水。

  2.4 泥岩夹泥灰岩含水层

  泥岩夹泥灰岩含水层,质较纯、较硬,裂隙发育,普通厚7~8m。海洋钻孔和巷道揭破最大涌水量60~75m3/h,据海疆回风暗斜井施工的探放水孔实践观察,最大涌水量为15m3/h,普通为6.6~7.0m3/h。该含水层距可采煤层煤2顶板约44m。该层与泥灰岩含水层水质相近,由于二者相距较近,且水位标高类似,剖析二者能够存在互相浸透和补给干系。矿化度为2814.98mg/L,水化学范例为HCO3・CL-Na型水。

  2.5 差别含水层水质特性剖析比照

  (1)海水Mg/Ca摩尔比值为5,高于别的含水层1~2倍;(2)海水和第四系下部含水层(Ⅱ含)矿化度远高于煤系地层含水层,组成其差别的次要离子为CL-、Na+离子;(3)SO42-、Br-离子在海水和第四系下部含水层(Ⅱ含)含量较高,而在煤系地层各含水层中的含量极低;(4)海水的HCO3-离子较低,煤系地层各含水层HCO3-离子值均高于其数倍至十几倍。

  3 特性离子确实定与辨识

  为了确定详细的水质特性离子和预警阈值,将海水和煤2顶板泥灰岩、泥岩夹泥灰岩二含水层混淆水按体积比从1:9到9:1停止配比,失掉配比后水样9个,辨别停止化验剖析。

  3.1 阳离子变革趋向

  阳离子变革趋向如图3-1所示。

  由阳离子的变革趋向图中,可以看出,随着海水比例的添加,Na+离子和Mg2+离子含量明显添加,而且变革趋向比其他离子分明的多。因而在阳离子中,可以选择Na+离子和Mg2+离子作为特性离子停止监测。

  3.2 阴离子变革趋向

  阴离子变革趋向如图3-2所示。

  从阴离子变革趋向图中,可以看出,随着海水比例的添加,Cl-和SO42-含量明显添加,变革趋向比其他离子分明的多。因而在阴离子中可以选择Cl-和SO42-作为特性离子停止监测,依据其离子含量的变革停止预警。

  4 预警阈值研讨

  经过研讨煤2顶板二含水层和海水的水化学身分和特性,掌握了矿区煤2以上各含水层(体)的水质配景材料,可以确定区分煤2以上各含水层(体)的特性离子与特性目标,以海疆煤2以上各含水层(体)水质目标为配景,以特性离子与特性目标的变革幅度为阈值停止避免海水溃入预警:

  ≤10% 绿色――平安形态――正常任务

  10-30% 黄色――警戒形态――增强观察剖析

  30-50% 橙色――告急警戒形态――亲密存眷、预备救济

  ≥50% 白色――风险报警――应抢救援

  5 结语

  5.1 经过煤系地层含水层水样与海水水样的混淆配比实验,得出了含水层水质配景和差别比例的混淆水中变革趋向分明的特性离子。阳离子选择Na+离子和Mg2+离子、阴离子选择Cl-离子和SO42-离子作为水质监控的辨识离子。

  5.2 以特性离子的变革幅度为根底,研讨特性离子监控的预警阈值,为树立水质主动监测零碎提供迷信根据。

  参考文献

  [1]水体下采煤的理论与看法.煤炭科研参考材料.1975.

  [2]彭龙超,张雁,王成绪.松懈层水与煤系地层砂岩水混淆效应的水文地球化学研讨.水文地质工程地质,2008.4,34-38.

  [3]王兰健,韩仁桥.水情监测预警零碎的海下采煤中的使用.煤地步质与勘察,2006.34,54-56.

  [4]郑世书,孙亚军,赵林.GIS在殷庄煤矿微山湖下采区任务面涌水预测中的使用.中国矿业大学学报,1994.6,23(2),48-56.

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