[发明专利]西部矿区开采扰动下矿井水来源判别方法

说明书

一种西部矿区开采扰动下矿井水来源判别方法，包括：步骤1：确定煤层及顶板地层结构特征；步骤2：确定研究区各含水层水位和水质特征；步骤3：根据各含水层水位变化确定矿井水来源；步骤4：确定井下矿井水水质特征和来源比例。由此，通过分析研究区煤层及其顶板各层段地层厚度、岩性岩相等特征，掌握含水层分布发育规律、水位和水质特征，确定水质指标标准值，监测煤炭开采过程中各含水层的水位变化情况，确定煤炭开采扰动下导水裂缝带沟通的含水层情况和矿井水来源，取样检测矿井水中常规水化学指标和环境同位素指标，并建立科学的开采扰动下矿井水来源比例计算公式，实现对煤炭开采扰动条件下矿井水来源和比例的准确判断。

技术领域

本发明涉及地质、水文地质、采矿工程和水文地球化学综合应用 的技术领域，尤其涉及一种西部矿区开采扰动下矿井水来源判别方法。

背景技术

西部鄂尔多斯盆地是我国煤炭资源开采的核心区域，多个矿区在 煤炭开采过程中，出现了矿井涌水量大、充水含水层补给好的特点， 但是其来源一直不清楚，特别是煤炭开采过程中是否会导致浅部第四 系松散层水漏失。为了解决上述问题，必须掌握煤层及顶板地层结构 特征，确定研究区各含水层水位和水质特征，查清开采扰动下各含水 层水位变化规律，准确判断井下矿井水水质特征和来源比例，这一方 面可以为西部矿区水资源保护和生态供水保障提供科学依据，另一方 面可以指导煤矿井下防治水工作的开展。因此，在提出并制定科学合 理的矿区水资源保护、生态恢复和水害防治措施之前，必须查清矿区煤炭开采扰动前后含水层水位变化和水质特征，以及矿井水水质特征， 并建立矿井水来源比例计算公式，实现对西部矿区开采扰动下矿井水 来源判别，但是鉴于西部鄂尔多斯盆地陆相沉积地层结构、含水层赋 水、水文地球化学演化的复杂性和高强度开采扰动的破坏性影响，往 往又难以建立科学准确的一种西部矿区开采扰动下矿井水来源判别 方法。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计， 综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种西部矿区 开采扰动下矿井水来源判别方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种西部矿区开采扰动下矿井水来源判 别方法，解决了现有技术难以科学准确判断西部矿区开采扰动下矿井 水来源和比例难以确定的问题，能有效实现对煤炭开采扰动条件下矿 井水来源和比例的准确判断。

为实现上述目的，本发明公开了一种西部矿区开采扰动下矿井水 来源判别方法，其根据研究区煤层顶板地层结构特征，并建立开采扰 动下矿井水来源比例计算公式，实现对煤炭开采扰动条件下矿井水来 源和比例的准确判断；其特征在于包括如下步骤：

步骤1：确定煤层及顶板地层结构特征；

收集整理研究区的地质勘探资料，确定研究区中煤层及其顶板的 各层段的地层厚度、岩性岩相的特征，以明确各层段的含水层的分布 和发育规律；

步骤2：确定研究区各含水层水位和水质特征；

开展各含水层的水位监测和水质取样分析，确定研究区各含水层 在未受到开采扰动条件下的水位和水质特征，从而确定研究区的水质 指标标准值；

步骤3：根据各含水层水位变化确定矿井水来源；

利用研究区的水位自动监测系统，监测整个煤炭开采过程中各含 水层的水位变化情况，并开展工作面顶板覆岩破坏实测，确定煤炭开 采过程中导水裂缝带发育高度，确定煤炭开采扰动下导水裂缝带沟通 的含水层情况，确定井下矿井水的来源；

步骤4：确定井下矿井水水质特征和来源比例；

取样检测矿井水中常规水化学指标和环境同位素指标，综合步骤 2中含水层水质指标标准值，建立矿井水来源比例计算公式(1)，计 算出矿井水中各含水层地下水的比例；