基于水位及水化学分析孟津煤矿开采对小浪底水库的影响.pdf
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1、第46 卷第7 期2023年7 月地测与水害防治基于水位及水化学分析孟津煤矿开采对小浪底水库的影响煤炭与化工Coal and Chemical IndustryVol.46 No.7Jul.2023赵相朋,王迪,张鑫,王海斌,肖光岐(义煤集团孟津煤矿有限责任公司,河南洛阳47 10 0 0)摘要:本文利用小浪底水库蓄水前后地下水位长期观测资料,分析水位变化趋势,并对水库及各含水层分别取样进行水质分析,分析小浪底水库水体与孟津煤矿奥陶系灰岩地下水之间是否存在水力联系,小浪底水库水与其他含水层地下水和矿井水属于不同的水质类型,孟津煤矿开采扰动不会对小浪底水库水质及水量造成不良影响。关键词:小浪底水
2、库;水位分析;水质分析;奥灰水中图分类号:TD263.4文献标识码:B文章编号:2 0 9 5-5 9 7 9(2 0 2 3)0 7-0 0 7 1-0 4Study on influence of Mengjin coal mining on XiaolangdiReservoir based on water level and hydrochemical analysisZhao Xiangpeng,Wang Di,Zhang Xin,Wang Haibin,Xiao Guangqi(Mengjin Coal Mine Co.,Ltd.,Yima Coal Industry Group
3、,Luoyang 471000,China)Abstract:Based on the long-term observation data of groundwater level before and after the impoundment of XiaolangdiReservoir,this paper analyzed the change trend of water level,analyzed the water quality of the reservoir and each aquiferrespectively,and analyzed whether there
4、was a hydraulic connection between the water body of Xiaolangdi Reservoir andthe Ordovician limestone groundwater of Mengjin Mine.It was demonstrated that the mining disturbance of Mengjin Minewould not adversely affect the water quality and quantity of Xiaolangdi Reservoir.Key words:Xiaolangdi Rese
5、rvoir;water level analysis;water quality analysis;ordovician limestone water分析法进行分析判断。利用小浪底水库蓄水前后地1 概况下水位长期观测资料,分析水位变化趋势,并对水孟津煤矿位于河南省洛阳市北,地跨孟津区和库及各含水层分别取样进行水质分析,论证小浪底新安县,属新安煤田东部普查区,于2 0 0 5 年3 月水库水体与煤矿奥陶系灰岩地下水之间是否存在水开工建设,2 0 12 年8 月基本完成,2 0 13 年10 月联力联系。合试运转,2 0 16 年4月矿井投产竣工验收。小浪2水位动态分析底水库淹没区和孟津井田存在
6、部分重叠,孟津煤矿和小浪水库存在重叠区域主要位于矿区西北部小浪底水库支流库区,最高水位于2 0 2 1年10 月9 日达273.5m。蓄水后水位标高2 7 5 m,造成井田北侧淹没3.5 km。考虑到小浪底水库和孟津煤矿之间的位置关系及小浪底水库的重要战略意义,开展了孟津煤矿开采对小浪底水库影响专题研究。为了研究小浪底水库与各含水层和矿井水的水力联系情况,本文采用了水位动态分析法和水化学责任编辑:高小青D0I:10.19286/ki.cci.2023.07.019作者简介:赵相朋(198 2 一),男,河南新安人,工程师。引用格式:赵相朋,王迪,张鑫,等.基于水位及水化学分析孟津煤矿开采对小浪
7、底水库的影响 J煤炭与化工,2 0 2 3,46(7):7 1-7 4.71大气降水是地下水的主要补给来源。奥陶系岩溶裂隙含水层为孟津煤矿的主要含水层,与小浪底水库不直接接触。根据资料分析,小浪底水库的水位变化与奥陶系灰岩地下水水位变化存在一致性。在小浪底水库未蓄水前,奥陶系灰岩地下水的补给主要来源于地表补给、大气降水等。本文收集统计长期观测资料,做了小浪底水库水位和奥陶系灰岩含水层的水位与孟津煤矿涌水量2023年第7 期的变化历时曲线,分析水位变化的趋势,以及矿井涌水量与小浪底水库水位和奥陶系灰岩地下水位的关系。从孟津煤矿奥陶系灰岩地下水位与小浪底水库水位对比关系(图1)可以看出,小浪底水库
8、水位每年会有周期性的变化。每年2 4月达到水位+270m,从2 个地下水位观测孔(SWD1和SWJ4)的数据可以看出,奥陶系灰岩地下水会随着小浪底水库的水位变化而发生相应的周期性水位变化,与小浪底水库的水位变化趋势一致。小浪底水库会在每年7 月排沙泄洪,此时小浪底水库水位开始下降,而奥陶系灰岩水水位会随着小浪底水库水位的煤炭与化工会造成奥陶系灰岩地下水水位升高;在调沙排水过程中,水库水位明显降低,原始排泄端又恢复排泄功能,造成奥陶系灰岩地下水水位明显下降。新义井田井田达元过界第46 卷流流区下降而下降,但晚于小浪底水库水位下降时间,约有1个月的滞后时间。45040035030025020015
9、02图2 新安水文地质单元划分及补径排分区示意Fig.2 Xinan hydrogeologicalunit division andfilling-runoff-drainage zone diagramO2m小浪底水库水位SWD1钻孔奥灰水水位SWJ4钻孔奥灰水水自8 88100P28PuQETP2siP2shP29PIxP1sC2+302m图第四系古近系三叠系一门段平顺山段石盆子例2煤矿边界恭采线采煤边界小辣底水岸上统中缆下统P25香组下石盒子组山西组鲜组+275水位港设区副南线叠系石炭系马家沟姐奥阳系出露区城地日期图1孟津煤矿奥陶系灰岩地下水位与小浪底水库水位关系Fig.1 Relat
10、ionship between groundwater level of Ordovicianlimestone in Mengjin Mine and water level of Xiaolangdi Reservoir造成上述情况的原因可能有2 个,一与孟津煤矿处于新安水文地质单元的滞留区(图2)有关,孟津煤矿以西地区属于补给区和径流区,上游黄河河道作为补给源,小浪底水库水位升高到+2 7 0 m图3小浪底水库蓄水到+2 7 5 m水位线时奥陶系灰岩露头位置Fig.3 Ordovician limestone outcrop position whenXiaolangdi Reservo
11、ir impounded to+275 m water level line(a)调沙前(b)调沙后护时,孟津煤矿西北方向出露的奥陶纪灰岩被小浪底水库淹没(图3),该侧的水头压力变大,使得水库水向奥陶系灰岩地下水方向径流补给,从而造成图4小浪底水库与奥陶系灰岩地下水调沙处于滞留区的孟津煤矿奥陶系灰岩地下水的水位升高(图4a);当小浪底水库水位下降到+2 3 0 m时,水头压力降低,孟津煤矿西北部出露的奥陶纪地层未被淹没,小浪底水库向奥陶系灰岩地下水补给减弱或没有补给,处于滞留区的孟津煤矿区的奥陶系灰岩地下水位也随之降低,此时大气降水是奥陶系灰岩地下水主要的补给来源(图4b)。小浪底水库与奥陶系
12、灰岩地下水无水质水量的交换。二是在岩溶地下水原始排泄端,小浪底水库水位上升时,地表水对岩溶地下水进行间歇性反向补给,也72前后补给关系模型示意Fig.4 The model of recharge relationship betweenXiaolangdi Reservoir and Ordovician limestone groundwaterbefore and after sediment regulation以上说明煤矿奥陶系灰岩地下水和小浪底水库之间有水力联系,但奥陶系灰岩地下水水位降低相较于小浪底水库水位降低有明显约1个月的滞后时间,只能说明小浪底水库调水调沙降低水位会引起煤矿
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