煤炭学报

作者：赵峰华, 郭元, 孙红福, 朱孟浩,

关键词：自由排水柱淋滤实验, 水化学特征, 水源判别, 水岩相互作用,

辛置煤矿石炭系太原组K2灰岩含水层与奥陶系峰峰组O2f灰岩含水层水质参数相互重叠，利用传统的判别方法无法对这两个水源进行有效判别。为了解决辛置煤矿水源判别的问题，并揭示该矿4个主要含水层的水岩相互作用机理，对辛置煤矿4个主要含水层的岩芯样品进行自由排水柱淋滤实验。研究结果表明:① 岩芯样品含有非矿物相的硫酸盐，4个主要含水层地层同样也含有硫酸盐和石膏矿物，造成淋滤液和灰岩含水层水样均富含硫酸根离子;② K8,K3,K2和O2岩芯淋滤液中SO2-4离子当量百分比均超过74%，Ca离子当量百分比均超过40%，所有淋滤液对应的水化学类型均为SO4-Ca型;③ 所有淋滤液中阴离子含量大小顺序均为:SO2-4>HCO-3>Cl-，K8,K3,K2和O2f岩芯淋滤液中阳离子含量顺序分别为:Ca>Mg>K>Na,Ca>Na>Mg>K, Ca>Mg>Na>K和Ca>Mg>K>Na;④ K2灰岩岩芯样品和淋滤液中Mo,Sb,U和Sr含量均高于奥陶系O2f灰岩岩芯样品及其淋滤液，但Fe离子含量分布规律正好相反，该特征可以作为判别K2和O2f灰岩含水层的参考因素。辛置煤矿含水层的水化学特征受岩性、埋藏条件、地下水补径排及水动力条件的控制，含水层实际水质比淋滤液更为复杂多变。K8砂岩含水层和K3灰岩含水层的水化学类型分别为HCO3-Na型和SO4-Na型，与对应的淋滤液水化学类型差异较大;但K2和O2f灰岩含水层的实际水化学类型与淋滤液基本一致。二叠系K8砂岩含水层中主要的水岩相互作用为溶解斜长石为主，部分区域中可能存在少量的硫酸盐溶解反应。太原组K3灰岩含水层中的水岩相互作用主要为方解石和白云石矿物的溶解，以及部分硫酸盐和钠盐的溶解反应。太原组K2灰岩含水层和奥陶系峰峰组O2f灰岩含水层中主要的水岩相互作用均为方解石、白云石和硫酸盐的溶解，以及局部地段的脱硫酸作用。

来源：2019年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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