NB∕T 10381-2019 煤矿充水水源氢氧稳定同位素示踪技术规范(能源).pdf
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1、ICS 13. 060. 30 D 00/09中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准NB/T 103812019煤矿充水水源氢氧稳定同位素示踪技术规范Technical Specification for Hydrogen and Oxygen Stable Isotope TracingWater-inrush Sources of Coal Mines2019-12-30 发布2020-07-01 实施国家能源局 发布 NB/T 103812019目 次i f 刖胃 .i m m.2规范性引用文件.3术语和定义.4 一M财.5取样与测试.5 . 1 取 样 地 点 .5 . 2
2、 取样与送样方法.5. 3测定内容与方法.5 . 4 测 定 精 度 .6氢氧稳定同位素示踪分析.6 . 1 示踪原理与示踪技术.6 . 2 示踪过程及水源识别.6 . 3 示踪成果提交.附录A (资料性附录) 氢氧稳定同位素示踪机理及影响因素.7附录B (资料性附录) 我国部分城市大气降水线统计.8NB/T 103812019- A . f 钃刖 目本标准依据GB/T 1. 12009给出的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由中国煤炭工业协会归口。本标准主要起草单位:安徽晟北辰地质勘测设计有限公司、 安
3、徽兴皖能源交通安全工程有限公司、 安徽省皖北煤电集团有限责任公司、 广州市邦富软件有限公司、 福州华虹智能科技股份有限公司、 华北 科技学院、 合肥工业大学、 合肥兴皖煤炭化工科技有限公司、 合肥迈托机电设备科技有限公司、 安徽国科 检测科技有限公司等。本标准参与起草单位: 中国科学技术大学、 中国矿业大学、 安徽双盈标准技术服务有限公司、 安徽理 工大学、 淮南矿业(集团) 有限责任公司等。本标准主要起草人:计承富、 吴玉华、 陈陆望、 段中稳、 张杰、 牛彦、 计恩良、 王瑞丽、 邵栋梁、 殷晓犧、 翟福勤、 凌标灿、 顾涛、 周官群、 李培根、 许能清、 鲁小春、 陈玉桂、 邓川、 刘公
4、君、 冯中胜、 吴小平、 贾腾、 程健维、 岳明鑫、 杨晓东、 胡雄武、 吴昭、 徐浩、 胡代明、 陈博文、 张翼高飞、 高兰等。NB/T 103812019煤矿充水水源氢氧稳定同位素示踪 技术规范1范围本标准规定了我国煤矿充水水 氢氧稳定同位素示踪分析。本标准适用于我国煤C2规范性引用文件下列文件对于 文件。凡是不注曰 GB/T 12719 HJ/T 164- MT/T 1093术语和定义下列术语和31同 位 素isot具有相同原 质几乎相同, 但原 表示是在该元素符萼 3. 2稳 定 同 位 素stable核素中不具有放射性3 3环境同位素 environmental已存在于自然环境中的同
5、位素, 5期的版本适用于本同一化学种原子之一, 在 元 素 周 期 占 # 同一位置, 化学性 量数+ N .从而H.m沾性质、 政和 物 质 / 所差异。同位素的 注明EM数( 如氧-般 用 来J示) 。为产生, 但现在它们在环境中的变化只受天然过程的制约, 而不再受任何人为控制。 3. 4大气降水线 meteoric water line全球或特定区域大气降水氢-氧同位素组成之间的线性相关线。蒸发线 evaporation line大气降水在入渗过程中受蒸发作用的影响, 孤)、 俨 0 值表现出特定的线性相关性。NB/T 1038120193. 6大气降水年平均值 annual mean
6、value of meteoric water在 5I318 关系图中, 大气降水线与蒸发线交点的S值。3. 7主要充水含水层 main water*inrush aquifer我国煤矿采掘过程中可能导致水害事故的含水层, 华北隐伏型煤田主要充水含水层一般包括第四 系松散层底部含水层, 煤系砂岩裂隙含水层与岩溶含水层等。3. 8充水水源 wateMnrush source煤矿采掘过程中所揭露空间的涌水来自某一或多个含水层的地下水。3. 9地下水补给端元 groundwater recharge endmember地下水在发生混合前不同类型充水水源氢氧稳定同位素组成的初始背景值。4 一般要求4.
7、 1目标矿井为生产或在建矿井。4 . 2 通过获取充水期或水害预兆期氢氧稳定同位素水文地球化学信息的变化, 示踪充水水源, 必须就 整个矿区而不是单一目标矿井开展水文地球化学场特征分析。4. 3 应符合 GB/T 127191991、HJ/T 1642004 和 M T/T 10912008 相关要求。5取样与测试5. 1取样地点5- 1 . 1目标矿井及其所在矿区其他矿井(具有统一的水文地质单元)井下涌水点、 出水孔、 地质与水文 地质勘探孔, 地下水位地面长期观测孔以及矿区地表水体(湖、 河、 塘以及采煤塌陷区) 。5. 1.2 应符合 HJ/T 1642004 第 3 章。5 . 2 取
8、样与送样方法5 . 2 . 1 取样方案取样方案应包括:取样目的、 取样时间和路线、 取样地点、 取样数量、 取样人员及分工、 取样器材、 需 要现场监测项目、 室内监测项目、 取样质量保证等。5 . 2 . 2 取样原则依据不同的水文地质条件和现场取样条件, 结合矿井生产实际情况, 力求以最低的取样频次取得最 有代表性的样品, 达到全面反映矿区地下水质状况和同位素组成特征的目的。5 . 2 . 3 取样方法要求如下:a )取样前, 先用待取水样点水冲洗聚乙烯或硬质玻璃取样瓶(250 mL容量)3次以上。b) 取样时应在水流中心处取样, 水样必须注满取样瓶, 上部不留空隙。c) 在水样装入容器
9、后不加任何保护试剂。d)采集水样后, 立即将水样容器瓶盖紧、 密封, 贴好标签, 标签设计可以根据各矿井具体情况而 定 , 一般包括取样地点、 取样日期和时间、 水样所属含水层、 取样人等。 e )取样结束前, 应核对取样方案、 取样记录及水样, 如有错误或漏取, 应立即重取或补取。5. 2. 4地下水取样质量保证NB/T 103812019要求如下:a )取样人员必须切实掌握地下水取样技术, 熟知取样器具的使用和样品保存、 运输条件。样容贡玻璃瓶硬户应避免日光照射, 气温异常应采取适 送样单, 标明送样单位. : :数n丨:、 样品编号、 分b)取样过程中取样人员不应有影响 品密封现场吸烟等
10、。 c )每次测试结束后, 除必P nr d)各矿井应配置样品.存放, 不得混淆 e )同一取样点应, 如使用化妆品与在取样、 样品分装时及样緊应及时界品应按取样 地 肩 水 测定项目, 分类编号与分架 以上进, 取样护、安全 止发生意外事故。5 . 2 . 5 送样方法聚Y烯薄膜覆盖瓶口否$ 全部装人箱中。 议1 勿倒置” 等明显令、Ik的人M进行看管, 防止样品损坏和受污染与分析要求:中 二 同位素要求如下: ,a) 水样装水样容器 并用细塞与瓶颈系b) 同一c) 装箱曰 标志。d) 运输e) 样品尨f) 送样时5. 3测定内容与 5.3.1 6 值应按以下公式计r标样的同位素比值, 如(
11、 bn(i8o/i6)心 s样以千分偏差( 。 )表示样品的 7 ! 准比_偏离度。5. 3.2 5D的测定用质谱仪测定, 采用锌或铬反应法, 测定结果以相对于V-SMOW标准的千分差表示; 应符合HJ/T 1642004第 5 章相关规定。5. 3. 3 5180的测定用质谱仪测定, 采用水-二氧化碳平衡法, 测定结果以相对于V-SMOW标准的千分差表示;应符合 HJ/T 1642004第 5 章相关规定。NB/T 103812019-14 -12 -10 -8 -6 -4 -251 8 0/(% , SMOW)5 . 4 测定精度 5.4. 1 5D测置精度-满 足 ( 0.2% 2.0%
12、。 ) 范围。5.4.2 & 80测量精度满足( 0. 1%。 士 0 2%。 ) 范围。6氢氧稳定同位素示踪分析6. 1示踪原理与示踪技术6. 1 . 1示踪机理与5 值的影响因素见附录A。6- 1 . 1 . 1补给来源类型基于矿区氢氧稳定同位素示踪机理与S值的影响因素, 矿井充水补给来源类型可概化为大气降水 直接人渗补给、 大气降水滞留入渗补给与含水层遗留的古地下水。6. 1 . 1 . 2 补给程度分析分析如下:a) 直接入渗补给:含水层水线( 红线)斜率接近地区大气降水线(A B线)斜率(如图1 所示) 。b) 滞留入渗补给:含水层水线(蓝线)斜率接近区域地表水蒸发线(CD线)斜率(
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