高河煤矿地下水水化学特征及各含水层水力联系分析

doi:10.19286/j.cnki.cci.2026.08.013

摘要
图/表
参考文献(0)
相关文章 (15)

全文: PDF (0 KB) HTML (1 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要

为明确高河煤矿地下水水化学特征，揭示水质状况、形成机制及水文地质规律，为矿井防治水措施制定与地下水资源可持续利用提供科学支撑，本文通过采集井田内新生界松散含水层、二叠系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组灰岩含水层及奥陶系峰峰组岩溶含水层的地下水样，结合水化学指标检测、统计分析及Piper三线图可视化方法，系统研究了各含水层主要离子组成、溶解性总固体、总硬度、pH值等核心参数及水化学类型特征，并分析各含水层的水力联系，阐明其机理。研究表明，各含水层具有独特的水化学“指纹”特征，第四系松散层水化学类型以HCO₃-Ca·Na·Mg型为主，二叠系砂岩裂隙水以Cl-Na 型和 HCO₃·Cl-Na型为主，太原组灰岩水以HCO₃-Na型为主，奥陶系峰峰组岩溶水以HCO₃-SO₄-Ca-Mg型为主；垂向上离子含量呈现先增大后减小的分布规律；正常地质条件下太原组与奥陶系含水层水力联系较弱，构造发育区可能存在水力联系。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	申剑峰
	冯剑

关键词 ：地下水, 水化学特征, Piper三线图, 水力联系

Abstract：

In order to clarify the hydrochemical characteristics of groundwater in Gaohe Coal Mine, reveal the water quality status, formation mechanism and hydrogeological laws, and provide scientific support for the formulation of mine water prevention and control measures and the sustainable utilization of groundwater resources, this paper collected the groundwater samples of the Cenozoic loose aquifer, Permian sandstone fissure aquifer, Carboniferous Taiyuan Formation limestone aquifer and Ordovician Fengfeng Formation karst aquifer in the mine field. Combined with the hydrochemical indicators detection, statistical analysis and Piper three-line diagram visualization method, the core parameters and hydrochemical type characteristics of the main ion composition, total dissolved solids, total hardness, pH value of each aquifer were systematically studied. And the hydraulic connection of each aquifer was analyzed and its mechanism was clarified. The results showed that each aquifer had unique hydrochemical ' fingerprint ' characteristics. The hydrochemical type of the Quaternary loose layer was mainly HCO3-Ca·Na·Mg type, the Permian sandstone fissure water was mainly Cl-Na type and HCO3·Cl-Na type, the Taiyuan Formation limestone water was mainly HCO3-Na type, and the Ordovician Fengfeng Formation karst water was mainly HCO3·SO4-Ca·Mg type. The ion content in the vertical direction increased first and then decreased. Under normal geological conditions, the hydraulic connection between Taiyuan Formation and Ordovician aquifer was weak, and hydraulic connection possibly existed in structural development area.

Key words： groundwater hydrochemical characteristics piper three-line diagram hydraulic connection

作者简介: 申剑峰（ 1989— ），男，山西泽州人，助理工程师。

引用本文:

申剑峰，冯剑. 高河煤矿地下水水化学特征及各含水层水力联系分析[J]. 煤炭与化工, 2026, 49(8): 73-79. Shen Jianfeng, Feng Jian. Analysis of hydrochemical characteristics of groundwater and hydraulic connection of aquifers in Gaohe Coal Mine. CCI, 2026, 49(8): 73-79.

链接本文:

http://www.mtyhg.com.cn/CN/10.19286/j.cnki.cci.2026.08.013 或 http://www.mtyhg.com.cn/CN/Y2026/V49/I8/73

[ 1 ]       陈建生，赵    霞，郭有劲，等. 利用环境同位素与水化学方法识别矿井突水水源[ J ]. 岩石力学与工程学报，2004，23（ 1 ）：102 - 107.
[ 2 ]       Piper A M. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water-analysis[ J ]. Eos, Transactions American Geophysical Union, 1944，25（ 6 ）：914 - 923.
[ 3 ]       何江涛，沈照理，钟佐燊. 水文地球化学[ M ]. 北京：地质出版社，2010.
[ 4 ]       王晓明，李术才，张庆松，等. 基于多元统计与Piper图的矿井水化学特征及涌水来源识别[ J ]. 岩土力学，2015，36（ 10 ）：2 937 - 2 945.
[ 5 ]       Appelo C A J, Postma D. Geochemistry, groundwater and pollution[ M ]. 2nd ed. Leiden: A.A. Balkema Publishers, 2005.
[ 6 ]       郑懿楠. 高河煤矿陷落柱导水性规律及探查判别方法研究[ D ]. 徐州：中国矿业大学，2025.
[ 7 ]       赵子恒. 高河煤矿不同类型陷落柱防水煤柱留设方法研究及其应用[ D ]. 徐州：中国矿业大学，2024.
[ 8 ]       HJ 164-2020，地下水环境监测技术规范[ S ].
[ 9 ]       钱家忠，潘    婧，马    雷. 基于水化学与模糊综合评判的煤矿突水水源识别[ J ]. 煤田地质与勘探，2009，37（ 5 ）：48 - 51.
[ 10 ]     张瑞钢，王新民，刘    辉，等. 可拓识别方法在矿井突水水源判别中的应用[ J ]. 煤炭学报，2009，34（ 8 ）：1 045 - 1 049.
[ 11 ]     陈红江，周翠红，刘树才，等. Fisher判别分析法在矿井突水水源识别中的应用[ J ]. 中国安全科学学报，2010，20（ 4 ）：112 - 116.
[ 12 ]     刘再斌，王志强，李杨杨. 基于水化学与同位素技术的岩溶水系统演化特征[ J ]. 地球学报，2018，39（ 3 ）：321 - 330.
[ 13 ]     张许良，胡友彪，唐东旗. 数量化理论在焦作矿区突水水源判别中的应用[ J ]. 煤田地质与勘探，2008，36（ 3 ）：45 - 48.
[ 14 ]     李建林，陈从新，王水林，等. 水化学与同位素技术在矿井突水水源判别中的应用[ J ]. 岩土力学，2007，28（ 12 ）：2 637 - 2 642.
[ 15 ]     杨雅琪. 辛置矿井主要充水含水层地下水化学特征及成因机制研究[ D ]. 徐州：中国矿业大学，2020.
[ 16 ]     董东林，刘鸿福，李夕兵. 矿井突水水源的模糊综合评判方法[ J ]. 煤炭学报，2001，26（ 4 ）：378 - 382.
[ 17 ]     张    强. 高河煤矿奥灰水水化学特征及富水性分区研究[ J ]. 煤炭与化工，2023，46（ 5 ）：112 - 115，120.
[ 18 ]     杨    柳，王尚旭，陈    晨. 基于Piper三线图的地下水水化学演化规律分析[ J ]. 水文地质工程地质，2016，43（ 2 ）：25 - 31.
[ 19 ]     郭    元. 辛置井田多含水层水岩作用机理及突水水源判别技术研究[ D ]. 北京：中国矿业大学（北京），2019.
[ 20 ]     王晓光，刘长礼，孙始财，等. 岩溶地下水水化学特征及控制因素分析[ J ]. 地球与环境，2014，42（ 1 ）：89 - 96.
[ 21 ]     李    宁，张晓春，王连国，等. 基于离子比例系数法的矿井突水水源判别模型[ J ]. 采矿与安全工程学报，2017，34（ 3 ）：545 - 551.
[ 22 ]     Back W, Hanshaw B B. Size and flow characteristics of conduits in some carbonate aquifers[ J ]. Geological Society of America Bulletin, 1965, 76( 9 ): 953 - 958.
[ 23 ]     孙亚军，郦桂芬，徐智彬，等. 矿井水文地质学[ M ]. 徐州：中国矿业大学出版社，2020.
[ 24 ]     蔡鹤生，周爱国，唐仲华. 地下水质量评价的物元模型[ J ]. 地球科学，1999，20（ 4 ）：443 - 446.
[ 25 ]     刘    伟，李志强. 煤矿底板突水危险性评价研究进展[ J ]. 煤炭与化工，2022，45（ 8 ）：15 - 19.