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通过对宁东煤田金家渠煤矿地质及水文地质条件、煤层的调查与研究。应用Cgis、Mapgis、Suffer等制图软件绘制了地层综合柱状图、构造纲要图、含水层系统划分图、侏罗系地下水系统划分图、含水层厚度等值线图、可采煤层全硫平均含量图等。利用office等办公软件对井下疏放水钻孔涌水量、煤层元素特征、微量元素、水化学作用对pH值、硫酸根离子的变化进行了详细的统计。采用地下水同位素示踪技术、KZDL系列全自动定硫仪对煤硫分进行了化验测试,采用原子荧光光谱仪等仪器对地下水水样进行测试分析。最后利用综合指数评价法,地下水单一组分评价方法对宁东煤田煤炭开采前、煤炭开采初期和煤炭开采中后期的水质资料进行详细分析研究。得出煤炭开采对区域地下水环境的影响及特征比较明显。(1)通过对金家渠煤矿风巷中、机巷中和切眼处疏放水钻孔涌水量的统计,进一步证实了工作面内主要充水含水层为古近系底部砾岩含水层和基岩风化带含水层,由于各个钻孔均出现不同程度涌水,说明18煤上部含水层普遍充水,但充水强度为小中等程度。同时根据风巷和机巷两个不同位置的钻孔疏放水实际情况可知:风巷附近由于靠近尖儿庄背斜,18煤层埋深较机巷浅,导致18煤层与基岩风化带含水层间距变小,受背斜轴部控制,使煤层顶板接受上部含水层补给作用较强于机巷,整个疏放水过程中也体现出风巷钻孔水量普遍大于机巷钻孔。同时风巷中具有初始涌水量的钻孔数量远远大于机巷,这说明靠近背斜轴部的风巷附近基岩风化带含水层下部充水性明显强于机巷附近。煤矿疏放水钻孔使得矿井涌水量已经大大减小,对煤矿的生产活动解除了水患影响。除此之外,根据地面调查,不仅矿井涌水量减小,地面泉水流量减小,宁东煤田积家井矿区共有泉点12个,由于受到采煤影响,出水量日趋减小,目前已有90%的泉点水量下降达50%以上。(2)根据对地下水中同位素δD(‰)和δ18O(‰)的分析,δ18O(‰)值低于-8.5‰,δD(‰)值低于-70‰的地下水,水中同位素含量低,根据测点在中国雨水线上的位置,说明这些水可以归为渗入补给型。且该组水样δD(‰)和δ18O(‰)值与夏季降水(雨)δD(‰)和δ18O(‰)相差甚远,与冬季降水(雪)δD(‰)和δ18O(‰)值接近,分布在同一区域,这说明该组地下水是由经过蒸发作用的地表水补给的。δD(‰)值分布在-76.1‰到-32.9‰范围,δ18O(‰)值为-5.0‰到-4.9‰,样品来源分别为Z6金家渠断层破碎带及Z8-1直罗组含水层地下水。在中国雨水线上,这些点的数值趋向于SMOW值,表明这些水为残留水和渗入水的混合补给。通过对金家渠煤矿首采区地下水氚特征的研究,金家渠煤矿地下水水样的氚含量在<1.0TU5.4±0.4TU之间,按这个标准,金家渠煤矿所有地下水均属于40年以前的“古水”,受现代水影响比较微弱。(3)通过对金家渠煤矿地下水化学成分的研究,金家渠煤矿地下水主要表现在岩石矿物的水解作用、溶滤作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用和阳离子交替吸附作用等。围岩中的矿物在地下水流经过程中,根据矿物在地下水中的溶解饱和程度,部分矿物溶解在水中,部分沉淀。研究表明:地下水中pH值总体变化趋势增大。Ⅲ含水层在煤田勘探阶段pH值为7.648.55,平均值为8.16,煤矿建设生产后,水文地质补充勘探阶段pH值为8.25,说明该含水层地下水pH值也在增大。同样,Ⅳ含水层和Ⅴ含水层在煤矿建设前和煤矿建设后均出现pH值增大现象。同样得出金家渠煤矿地下水中硫酸根离子、重碳酸根离子和氯离子等质量浓度逐渐减小。(4)利用综合指数评价模型对宁东煤田煤炭开采初期、煤矿开采中后期不同阶段对地下水环境可能造成的影响,经评价得出宁东煤矿开采前后的地下水水质均为V级水,表现出由于长期的开采活动,该区域地下水受到了持续的污染,导致其地下水水质较差。通过地下水中单一组分统计分析评价,含水层中硫酸根离子和氯离子质量浓度开采初期是开采中后期的数倍,变化非常明显;含水层硫酸根离子和氯离子质量浓度开采初期较开采中后期减小,但是没有出现数倍的变化,均出现减小的趋势。(5)研究表明宁东煤田煤炭开采引起地下水环境发生了明显的变化,矿井在建设阶段导通上下含水层,地下水在流经过程中发生一系列水化学相互作用,使得水中pH值增大,包括煤矿开采中后期水中pH值都在增大,无论是正在开采初期的金家渠煤矿,还是已经大规模生产的灵新煤矿和冯记沟煤矿水质资料均已表明。因此,宁东煤田各煤矿矿坑水直接排放会危害地表生物的生长,污染地表土壤,污染地表水及浅层地下水等。所以,矿坑水在排放之前应加以处理,达到相应标准后加以利用。但是,煤矿矿坑水能都完全利用起来,不是一件简单易行的事情,地下水污染本身具有不可逆的特征,而且治理起来费用昂贵。因此,从以下几方面考虑,已防范为主,建立长期机制,产生一定的经济效益才能良好可持续的发展。