我国浅部煤炭资源已逐渐枯竭,在煤炭进入深部开采的条件下,来自煤层底板高承压灰岩水的威胁也越来越大,深入理解矿区含水层中水化学组成控制机制是针对性地开展水害防治工作的重要科学前提.为了查明安徽钱营孜煤矿深部地下水中常规离子的定性与定量来源,通过多种数理统计方法(包括相关性分析和R型聚类分析)、离子比值法和Unmix模型对22个灰岩水中常规离子浓度进行了分析.结果表明,地下水呈中至弱碱性,溶解性总固体(TDS)变化范围为1945～5292 mg/L,阳离子平均质量浓度由大到小排序为:Na+(718 mg/L)、Ca2+(270 mg/L)、Mg2+(153 mg/L),阴离子平均质量浓度由大到小排序为:SO42?(2305 mg/L)、HCO3?(239 mg/L)、Cl?(186 mg/L),95％样品的水化学类型为SO4-Na型.相关性分析、聚类分析和离子比值分析表明,含水层中水化学组成控制因素主要为硫酸盐和碳酸盐矿物的溶解(源1)以及盐岩的溶解和硅酸盐矿物的风化(源2).Unmix模型显示源1和源2对地下水中常规离子浓度的平均贡献率分别为56％和44％,其中,源1对Ca2+、Mg2+、Na+和SO42?浓度贡献率依次为73％、68％、63％和73％,源2对Cl?和HCO3?浓度的贡献率分别为75％和66％.研究成果可为相似条件煤矿突水水源的精准识别提供理论支持.

深部地下水;水化学特征;来源解析;受体模型;Unmix模型;安徽钱营孜煤矿

安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001;宿州学院矿井水资源化利用安徽普通高校重点实验室,安徽宿州 232000;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008

[1]陈凯;刘启蒙;刘瑜;彭位华;汪子涛;赵祥-.钱营孜煤矿深部地下水水化学特征及来源解析)[J].煤田地质与勘探,2022(08):99-106

安徽钱营孜煤矿

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