注浆工程扰动下煤系砂岩含水层水岩作用机理——以桃园煤矿为例

郭艳^1,2，桂和荣¹，魏久传²，倪建明³，成荣发³，庞迎春³，张治³，洪荒⁴，胡满聪³，崔亚利⁴，梁展⁴，李俊⁵，陈家玉⁶，李晨⁶

1. 宿州学院资源与土木工程学院国家煤矿水害防治工程技术研究中心2. 山东科技大学地球科学与工程学院3. 淮北矿业股份有限公司4. 安徽恒源煤电股份有限公司煤矿5. 合肥工业大学资源与环境工程学院6. 安徽理工大学地球与环境学院

摘 要：煤系砂岩裂隙水是煤矿重要的充水水源之一,以淮北煤田桃园煤矿二叠纪煤系为研究对象,在分析该矿水害注浆治理以来煤系水水化学特征的基础上,阐明了地下水水文地球化学作用机理及其控制因素。结果表明:注浆治理期间,煤系水中主要阳离子为Na⁺,主要阴离子为SO₄^2–;阳离子质量浓度由大到小为Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,阴离子质量浓度由大到小为SO₄^2–、HCO₃^–、Cl^–;通过Durov水化学图分析,注浆治理期间煤系水化学类型以Na-SO₄和Na-HCO₃为主;煤系水中存在黄铁矿氧化或碳酸盐、硫酸盐溶解作用,并伴随着一定程度的阳离子交换作用与脱硫酸作用,特别是在注浆治理工程实施期间,阳离子交换作用增强;大型突水、注浆治理防治水工程、地质构造背景及采矿活动等均不同程度地影响了煤系水水岩作用,且随注浆治理范围增大,影响程度增大。该研究成果对于煤矿涌（突）水水源识别及水害防治具有重要意义,为类似条件下的其他煤矿（区）在突水或注浆治理扰动下的地下水水文地球化学研究及应用提供参考。

关键词：煤系水;水化学类型;水化学演化;水岩作用与控制因素;淮北桃园煤矿;