矿区充水水源分析判别

矿井防治水规定》中明确提出了“物探先行、化探跟进、钻探验证”的综合测探验证制度。建立水质分析成果台账，井下水文地质勘探应采用井下物探、钻探、监测、测试等手段。建立矿区突水水源快速识别系统及水化学分析实验室，对矿井内淋水、滴水等的可能的突水水源进行快速检测和识别，是矿井防治水工作中非常重要的依据。

一、简 介

在我国矿井重特大事故中，矿井突水事故已经成为超过矿井瓦斯事故，造成的经济损失一直居各类矿井灾害。随着矿井开采深度的增加，矿井突水事故居高不下，在过去的20年内，有250多对矿井被水淹没，经济损失高达350多亿元人民币，同时，对矿区水资源与环境也造成巨大的破坏。《矿井防治水规定》中明确提出了“物探先行、化探跟进、钻探验证”的综合测探验证制度。建立水质分析成果台账，井下水文地质勘探应采用井下物探、钻探、监测、测试等手段。建立矿区突水水源快速识别系统及水化学分析实验室，对矿井内淋水、滴水等的可能的突水水源进行快速检测和识别，是矿井防治水工作中非常重要的依据。

外部检测机构送检时间较长，不能有效的起到“化探跟进”的效果。选择的地方检测机构缺乏煤矿水检测经验，测试指标不齐全。外部检测机构均不能给出水化学类型并识别突水水源。而已有的水源快速识别仪，测试时间较短，但是精度并不是很高，且数据的好坏与操作者素质紧密相关，不能很好的控制数据的质量。另外，部分水源识别仪厂家建立的水源数据库的数据量存在问题。目前逐步建立起来的水化学实验室硬件设施以水源识别仪为主，大型实验室设备配备较少。因此，建立起矿区水化学专业实验室，配

备以水源识别仪为快速检测设备，以大型实验室设备为检测设备，并配备专业技术人才，煤矿突水水源快速识别系统将能够有效为煤矿防治水提供专业的水化学服务。

二、技术原理

水化学方法是研究各含水层地下水质的主要方法之一，水化学数据是地下水zui本质的特征，是判别矿井突水水源的重要依据。通过分析水化学数据，能够迅速、准确地查明地下水的补给来源和径流条件，确定含水层间的水力、分析突水水源、预测突水危险区段等等。

三、矿井突水水源快速识别系统

赋存于岩石圈中的地下水不断与岩石发生化学反应，在与大气圈、水圈和生物圈进行水量交换的同时，交换化学成分。地下水中含有各种气体、离子、胶体、有机质以及微生物。    不同含水层的水化学特征存在显著差异， 根据各含水层地下水化学的特征，建立一个水源数据库，利用多元统计的方法建立水源识别的数学模型。获得水样水化学指标后与水源数据库进行比对，进而快速判别出水源类型。

矿井水在补给、径流、排泄的过程中，很可能在不同的含水层之间发生了混合，不再是单一的涌水来源。 基于水化学离子成分守恒原理，多种水源经过混合后形成了矿井水，元素成分与含量是不变的，但是混合的过程中离子之间会发生一系列的化学反应，如HCO3-和CO32-受pH值影响，Ca2+、Mg2+可能与CO32-形成难溶的物质沉淀下来。 K + +Na + 、Cl-、SO42-的溶解度较大，在混合前后的含量近似保持不变，可以用来作为混合比例计算的变量。利用矩阵分析，可计算出混合的矿井中各种水源所占的比例。

四、基础设施

五、工程案例