文档摘要：冻土层季节性冻融过程会对地下水的渗流量、渗流方向和速度产生重要影响,进而导致冻土地区具有独特的地下水运移理论和机制.为了研究五九煤田胜利煤矿冻土地区矿井涌水来源及补给特征,采用水化学分析及13C、14C、18O、D4种环境同位素相结合的方法,分析矿井水的水化学特征及同位素分布特征,明确矿井涌水来源.通过对7组水样的试验研究发现:第四系水、第四系永冻层消融水、矿井水、基岩水均起源于大气降水,地表水、第四系水接受大气降水补给较快,基岩裂隙水、第四系永冻层消融水接受浅层第四系水的微量补给;采空区内黄铁矿氧化量较大,存在溶解少量瓦斯中CO2的可能性,导致采空区积水中13C富集;矿井水中地表水和第四系水入渗量较小,表明第四系永冻层隔水性能良好.研究结果与实际情况相符,不仅为胜利矿水害防治提供依据,还为冻土地区类似矿井水源判别提供借鉴.
Abstract：ThispapertakesthefrozensoilareaofShengliCoalMineinWujiuCoalfieldastheresearchobject,andstudiesthesourceandsupplycharacteristicsofminewaterinthefrozensoilarea.Sevengroupsofrepresentativewatersamplesselectedfromthefieldarestudiedutilizinghydrochemicalanalysisandfourenvironmentalisotopesof13C,14C,D,and18O.Thecontentofeachionisdeterminedbyhydrochemicalanalysis,andthetypesofwatersamplesarepreliminarilyclassified.Then,the11indexesofhydrochemistryarereducedbyprincipalcomponentanalysis,andthefirsttworepresentativemainfactorsareselectedforsubsequenthydrochemicalanalysis.Theresultsshowthatsurfacewater,Quaternarywater,bedrockwater,andgoafwatercannotbeclusteredfromtheperspectiveofhydrochemistry.Itisdifficulttoidentifywatersourcesbysimplehydrochemicalindicators,anditisstillnecessarytocombineenvironmentalisotopesforcomprehensiveanalysis.Thedistributioncharacteristicsandcarbonisotopeanomaliesof13C,14C,D,and18Oareanalyzedtoclarifythesourceandrechargecharacteristicsofminewater.Theresultsshowthattheidentificationofgroundwatersourceisnotobviousby13Canalysisalone,andDcanbeusedastheidentificationmarkofroofbedrockfissurewaterandQuaternarywaterandhasgoodconsistencywith18O,butthereliabilityisnotasgoodas14C.SurfacewaterandQuaternarywaterreceiverapidrechargefromatmosphericprecipitation,whilebedrockfissurewaterandQuaternarypermafrostablationwaterreceivetracerechargefromshallowQuaternarywater.Thewatersupplyofthemineisgreatlyaffectedbyseasonality.TheQuaternaryseasonalfrozensoilwithshallowburieddepthinsummeristhawed,andthethawedwater,surfacewater,andQuaternarywaterflowintotheminealongthefissure.Inwinter,thetemperaturedecreases,andtheQuaternarypermafrostfissuresfreezeagain,re-formingastableaquifugeandblockingtheupperwaterintothemine;theaveragemixingratiosofQuaternarywaterinbedrockwater(SLMK-6)andminewater(SLMK-4)are17.14％and11.50％,respectively,andtheaveragemixingratiosofsurfacewaterare9.48％and1.57％,respectively.Theresearchresultsareconsistentwiththeactualsituation,whichprovidesabasisforthepreventionandcontrolofwaterdisastersinShengliMine,andalsoprovidesareferencefortheidentificationofsimilarminewatersourcesinpermafrostregions.
作者：霍丙杰 李涛 陈建平 张勇 靳京爵 张松涛 Author：HUOBingjie LITao CHENJianping ZHANGYong JINJingjue ZHANGSongtao
作者单位：辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000内蒙古牙克石五九煤炭(集团)有限责任公司生产技术部,内蒙古呼伦贝尔022150新疆工程学院安全科学与工程学院,乌鲁木齐830023
刊名：安全与环境学报 ISTICPKU
Journal：JournalofSafetyandEnvironment
年，卷(期)：2024, 24(6)
分类号：X45
关键词：安全工程 环境同位素 水源识别 第四系含水层 冻土地区
Keywords：safetyengineering environmentalisotope headstreamrecognition hydratedlayerofQuaternarysystem frozensoilarea
机标分类号：P641.3P597TD745
在线出版日期：2024年7月4日
基金项目：国家自然科学基金冻土地区矿井水来源的水化学及环境同位素分析[
期刊论文] 安全与环境学报--2024, 24(6)霍丙杰 李涛 陈建平 张勇 靳京爵 张松涛冻土层季节性冻融过程会对地下水的渗流量、渗流方向和速度产生重要影响,进而导致冻土地区具有独特的地下水运移理论和机制.为了研究五九煤田胜利煤矿冻土地区矿井涌水来源及补给特征,采用水化学分析及13C、14C、18O、D4种环...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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关键词：安全工程,环境同位素,水源识别,第四系含水层,冻土地区,
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