复合含水层影响下水源判别技术

张宝锋

(陕西彬长胡家河矿业有限公司，陕西 咸阳 713600)

1 矿井水文地质概况

胡家河井田位于鄂尔多斯盆地南部，以承压基岩裂隙、孔隙水为主，主要为4个含水层，详述如下：

(1)第四系(Q4)潜水含水层：主要为砂及含泥沙的砂砾卵石层，平均厚度11.70m。接受大气降水补给，水位埋深0.5～5.0m。

(3)直罗组(J2z)承压含水层：岩性以砂岩为主，据抽水试验成果：q=0.00005～0.00261/s·m，K=0.00035～0.01646m/d，富水性微弱。

(4)延安组(J2y)含煤地层承压含水岩组：其中4#煤层及以上的中粗粒砂岩和砂砾岩含水层对煤层开采有影响，总厚度为40～80m左右。据抽水试验成果，含水层q=0.000046～0.000741/s·m，K=0.00038～0.00127m/d，富水性微弱。

2 样品采集及指标检测

3 主要含水层水化学特征研究

3.1 地下水化学测试结果

Piper三线图旨在利用图示揭露水化学离子的分布特征，通过图示能够直接反映出样本水的一般化学特征及其类型(见图1)。

图1 胡家河井田首采区各水源水质Piper叠加图

Schoeller图用于说明处于不同地点的水样的水化学变化，横坐标表示水样中主要的阴、阳离子组分，纵坐标为对应离子摩尔浓度的对数，每个水样依其组分和浓度连成一条曲线，可看到该水样离子含量的变化情况，多个水样可绘制多条曲线。见图2。

图2 胡家河井田首采区各水源水质Scholler叠加图

3.2 各水源水质特征

通过各水源水质测试结果进行分析，得出特征概述如下：

(1)地表河流及水库等地表水体，矿化度为235～1234mg/L，平均747.88mg/L，总硬度147.89～454.59mg/L，平均209.53mg/L，pH值平均8.22，地表河水水化学类型为HCO3·SO4- Na型，地表水库水化学类型为SO4Cl-Na型。松散层地下水矿化度437～1350mg/L，平均777.00mg/L，总硬度平均266.89mg/L，pH值平均8.32，水化学类型为HCO3SO4-Na、HCO3-NaMg型。研究区内各区段松散含水层水质类型变化较大。

3.3 首采面顶板涌水水质特征和演化规律分析结果

4 结语

通过分析研究矿井首采区各水源水化学特征和演化规律得出以下结论：

(1)通过含水层地下水位实时监测、含水层水文地质条件、涌水量大小等综合因素研究认为，工作面涌水以洛河组地下水为主，洛河组地下水通过覆岩导水裂缝带进入矿井过程中，溶滤了侏罗系地层在以往沉积过程中的易溶矿物，导致工作面涌水水质异常，如Cl-的升高。(2)复合含水层水化学特征及演化规律差异明显，为之后矿井充水水源提供了判识基础。(3)通过水质对比分析，表明初期工作面水源主要为侏罗系水，后期为洛河组水。