發(fā)布時間：2018-06-11 12:40

  本文選題：煤礦區(qū) + 地下水化學演化　； 參考：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：安徽淮北煤田宿縣礦區(qū)是華北隱伏型煤田的重要組成部分,豐富的煤炭資源促進了當?shù)亟?jīng)濟的快速發(fā)展。近幾十年來,由于采礦活動等的影響,地下水系統(tǒng)輸入、輸出與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,水文地質(zhì)條件復(fù)雜化,煤礦突水事故頻繁發(fā)生。為此,本論文以華北隱伏型煤田宿縣礦區(qū)為研究示范,深入調(diào)查了研究區(qū)地質(zhì)背景條件,收集了主要突水含水層(四含、煤系、太灰)地下水樣常規(guī)離子(K~++Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-、CO_3~(2-))數(shù)據(jù),利用離子組合比和主成分分析方法探討了水化學成分的形成機制,進一步通過研究主成分荷載得分與水化學類型的空間分布規(guī)律,分析了礦區(qū)地下水水化學演化特征及控制因素。在定性分析的基礎(chǔ)上,確立了礦區(qū)地下水流路徑以及礦物相,建立了合理的水文地球化學模型,對礦區(qū)地下水流路徑及水文地球化學演化進行了定量模擬。研究結(jié)果表明:(1)礦區(qū)主要突水含水層陽離子含量關(guān)系均為Na~+Ca~(2+)Mg~(2+),四含、太灰陰離子含量關(guān)系均為SO_4~(2-)HCO_3~-Cl~-,煤系陰離子含量關(guān)系為HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-。四含變異系數(shù)較大的有Na~+、SO_4~(2-)、HCO_3~-,煤系變異系數(shù)較大有Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、HCO_3~-,太灰變異系數(shù)較大有Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)。礦區(qū)主要突水含水層水化學數(shù)據(jù)差異綜合反映了地下水化學成分形成作用和地下水流動路徑。(2)四含水力聯(lián)系緊密,水文地球化學演化的主要水-巖相互作用有黃鐵礦的氧化作用、陽離子交替吸附作用及硫酸鹽、碳酸鹽的溶解沉淀作用;煤系總體地下水徑流條件差,陽離子交替吸附或脫硫酸作用趨于穩(wěn)定;太灰中東部水動力條件較好,碳酸鹽的溶解沉淀作用是水文地球化學演化的主要水-巖相互作用,西部水力聯(lián)系較小,陽離子交替吸附作用與黃鐵礦的氧化作用是水文地球化學演化的主要水-巖相互作用。(3)基于ArcGIS的水化學空間演化定性分析與基于PHREEQC的水文地球化學定量模擬均揭示了地質(zhì)背景條件以及人類活動控制了地下水流場,影響了水-巖相互作用尺度,進而影響了主要突水含水層水化學成分形成作用與水化學類型的空間分布。其中四含主要受采礦活動控制,煤系主要受斷裂(層)控制,太灰主要受采礦活動、斷裂(層)與褶皺控制。論文豐富了水文地球化學方法在煤礦上的研究成果,有望為華北隱伏型煤礦水害防治和地下水資源的開發(fā)利用提供理論支持。
[Abstract]:Suxian mining area of Huaibei coalfield in Anhui Province is an important part of hidden coal field in North China. Abundant coal resources promote the rapid development of local economy. In recent decades, due to the influence of mining activities, the input, output and system structure of groundwater system have changed, the hydrogeological conditions are complicated, and water inrush accidents occur frequently in coal mines. Therefore, taking Suxian mining area of North China concealed coal field as the research demonstration, the geological background conditions of the study area are investigated in depth, and the data of K ~ Na ~ (Ca ~ (+) C ~ (2 +) C ~ (2 +) ~ (mg ~ (2) C _ (2) O _ (2) O _ (2) -HCO _ (3) -C _ (3) C _ (3) C _ (3) -C _ (3) -C _ (3) C _ (3) -C _ (3) -C _ (3) -C _ (3) -C _ (3) C _ (3) ~ The formation mechanism of hydrochemical composition was discussed by ion combination ratio and principal component analysis, and the spatial distribution of principal component load score and hydrochemical type was further studied. The characteristics and controlling factors of hydrochemical evolution of underground water in mining area are analyzed. On the basis of qualitative analysis, the groundwater flow path and mineral facies in mining area are established, a reasonable hydrogeochemical model is established, and a quantitative simulation of groundwater flow path and hydrogeochemical evolution in mining area is carried out. The results show that the cationic content relationships of main water-inrush aquifers in the area are all Na ~ CaDU ~ (2 +) mg ~ (2 +) ~ (2 +), the anion content relationships are so ~ (4) ~ (-) ~ (2) HCO3 ~ (-Cl) -Cl-C ~ (-), and the relation of coal measure anion content is HCO _ 3 ~ + -SO ~ (2 +) -SO ~ (2 +) -C ~ (2 +) -Cl ~ (-). The higher the coefficient of variation is, the larger the coefficient of variation in coal measures is, and the higher the coefficient of variation in coal measures is. The coefficient of variation in coal measures is larger than that in Cajiao 2, MgN, 2 and so 4, and the coefficient of variation in too ash is larger than that in Cajiao 2, Mg2, so 4 and so 4, and the coefficient of variation in too ash is larger than that in Cajiao 2, MGO 2, so 4 and so 4 / 2, and the coefficient of variation in too ash is larger than that in the other two. The difference of water chemical data of main water-inrush aquifer in mining area shows that the formation of chemical composition of groundwater and the flow path of groundwater are closely related to each other. The main water-rock interactions in hydrogeochemical evolution include the oxidation of pyrite, the alternating adsorption of cations, the dissolution and precipitation of sulfate and carbonate, and the poor runoff conditions of underground water in coal measures. The hydrodynamic conditions are better in the middle and eastern part of Taihu ash, the dissolution and precipitation of carbonate is the main hydrogeochemical evolution of water-rock interaction, and the hydraulic relation is small in the western part. Alternate adsorption of cations and oxidation of pyrite are the main water-rock interactions in hydrogeochemical evolution.) qualitative analysis of spatial evolution of hydrochemistry based on ArcGIS and quantitative simulation of hydrogeochemistry based on PHREEQC It shows that geological background conditions and human activities control the groundwater flow field, The scale of water-rock interaction is affected, and the formation of water chemical composition and the spatial distribution of hydrochemical types in the main water-inrush aquifer are also affected. Four of them are mainly controlled by mining activities, coal measures are mainly controlled by faults (layers), and too ash are mainly controlled by mining activities, faults (beds) and folds. This paper enriches the research results of hydrogeochemical methods in coal mines and is expected to provide theoretical support for the prevention and control of water hazards and the development and utilization of groundwater resources in hidden coal mines in North China.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P641.3

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本文編號：2005278