高级检索

呼吉尔特矿区矿井水回灌模拟的水化学演化研究

薛美平, 张志军, 赵岳

薛美平,张志军,赵 岳. 呼吉尔特矿区矿井水回灌模拟的水化学演化研究[J]. 煤炭科学技术,2023,51(S1):470−476. DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-1601
引用本文: 薛美平,张志军,赵 岳. 呼吉尔特矿区矿井水回灌模拟的水化学演化研究[J]. 煤炭科学技术,2023,51(S1):470−476. DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-1601
XUE Meiping,ZHANG Zhijun,ZHAO Yue. Hydrochemical evolution of mine water injection in Hojirt Mining Area[J]. Coal Science and Technology,2023,51(S1):470−476. DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-1601
Citation: XUE Meiping,ZHANG Zhijun,ZHAO Yue. Hydrochemical evolution of mine water injection in Hojirt Mining Area[J]. Coal Science and Technology,2023,51(S1):470−476. DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-1601

呼吉尔特矿区矿井水回灌模拟的水化学演化研究

详细信息
    作者简介:

    薛美平: (1993—),女,河北廊坊人,工程师,硕士。E-mail:xuemeiping@foxmail.com

  • 中图分类号: TD745

Hydrochemical evolution of mine water injection in Hojirt Mining Area

  • 摘要:

    近年来我国鄂尔多斯盆地地区开采侏罗系煤层的规模逐渐扩大,煤层开采过程中产生的矿井水一直是煤矿关注的重点问题。煤层顶底板水害是威胁煤矿生产安全的重要问题,但同时矿井水也是珍贵的水资源,所以“煤−水”双资源开发利用是绿色矿山发展的必要手段。矿井水经过处理后可以用于煤矿的生产生活用水,但对于涌水量较大的煤矿,矿井水的处理再利用不能满足生产需要时,矿井水回灌技术既能将水资源存储起来避免浪费,又能达到矿井水零排放的环保目标。矿井水通过回灌存储于其他含水层,在保证煤层开采安全的前提下将水资源保存下来。矿井水在含水层中渗流移动,水化学成分、温度等都随之产生变化,此过程中所发生的水化学作用是影响地下水环境质量的主要因素。因此,回灌过程中的水化学演化研究是保障含水层水质的关键,也是回灌可行性的前提。通过室内试验和建立数值模型等方法对矿井水回灌过程中发生的水化学演化过程进行了分析。研究结果表明:① 地下水的水温越高,回灌过程中生成的沉淀量越大。② 矿井水在回灌过程中会生成硫酸钙和硫酸镁沉淀,并以硫酸钙沉淀为主,在长期水岩作用中会使含水层中石膏和硬石膏含量增加。③ 长期回灌过程中,硫酸钙沉淀冲至流网下游,会对回灌过程产生不利影响。④ 沉淀量以回灌井为起点随着距离的延长呈现近多远少的趋势。

    Abstract:

    Recent years, the mining scale in Ordos Basin has been expanding gradually. And mine water has always been a crucial problem in coal mines. It’s a threaten for coal mine production. But at the same time, mine water is also precious water resource. So the dual utilization of coal and water is necessary for environmental protection. The hydrochemical evolution of mine water injection is the main factor of groundwater quality. So, the study of hydrochemical is the key to ensure groundwater quality, and also the premise of injection feasibility. In this paper, the hydrochemical evolution was analyzed by experiments and simulation. The results show that: ① The high temperature makes more precipitation.② It will generate calcium sulfate and magnesium sulfate, mainly calcium sulfate. Gypsum and anhydrite will increase in aquifer. ③ The precipitation of calcium sulfate would be flushed to the downstream of the flow network. It will adversely affect the injection process. ④ The farther away from the injection well, the less precipitation will stay. The above analysis provided a basis for the mechanism of hydrochemical evolution in mine water injection. And it provided significant reference for the application of mine water injection.

  • 我国从21世纪开始成为世界第一产煤大国[1],煤矿生产的发展不可避免地带来了一系列环保问题。“两山论”、“治水十六字方针”、“水十条”等都体现了国家及社会对生态环境保护的重视[2]。煤炭资源和水资源的协调开发利用是实现绿色矿山理念的重要组成部分[3]

    矿井水回灌是增加地下水补给量、防止和控制地面沉降、储能等问题的有效手段之一[4-5]。随着我国对矿井水回灌技术的重视,其引起地下水水质变化的问题倍受国内外学者的关注[6],因此,研究回灌过程对地下水水质的影响成为亟需解决的科学问题。

    国外较早开展了回灌对地下水环境质量影响的研究。ARTHUR等[7]研究发现回灌水与含水层介质接触的时间、地下水与回灌水的化学特征是回灌过程中影响地下水环境的主要因素。文献[8]报道了回灌过程中水岩相互作用可能会影响地下水水质和含水层渗透能力。文献[9]报道了回灌水本身的反应活性在向矿物溶解与沉淀过程中扮演着重要的角色。也有文献[10-11]提出回灌过程中其变化会导致含水层的化学堵塞。MA等[12]进行了回灌对地下水水质和含水层存储恢复的试验。吴宝杨等[13]以煤矿地下水库工程为背景,探讨了其可能对邻近含水层产生的影响。国内外对回灌工程的应用逐渐广泛,对回灌过程中含水层的物理化学性质影响也作了探讨[14-15],然而,由于地下水环境的复杂性和隐蔽性及回灌技术的多样性,在过去的研究中关于煤矿矿井水回灌对地下水水质影响的研究鲜见报道,矿井水回灌过程中水化学作用机理的研究还较为缺乏。

    笔者以呼吉尔特矿区的矿井水回灌为研究对象,通过室内模拟试验和建立数值模型等方法,对矿井水回灌过程中的水化学作用机理进行分析,重点研究了矿井水回灌对地下水化学组份的影响及反应沉淀量的变化,以期为尽快实施矿井水回灌技术、保障地下水质安全提供必要的理论依据。

    回灌场研究区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市以南80 km处呼吉尔特矿区,大部分面积位于乌审旗东北部和伊金霍洛旗的南部,少部分面积涵盖榆林市辖区和神木县域[16]。在地质构造上位于伊陕斜坡北部,区域整体构造单一、大型断裂不发育,地层平缓,总体为北北向单斜构造,倾角 1~6°,局部具有低幅度隆起和鼻状隆起。根据地震勘探成果和三维地震勘探成果,井田发育有落差小于10 m的正断层7 条,其中落差大于5 m的一条,其余断层落差均小于5 m。

    本次回灌目的含水层埋藏较深,位于下三叠统刘家沟组,在研究区埋深1 800~2 400 m,是一套巨大的红色砂泥岩互层沉积地层。由于地层埋藏深,其温度也相对较高,约为52.74~56.03 ℃。

    深部含水层地下水循环速度慢,补径排条件差,地下水化学成分主要来自于长期的水岩作用,常体现为高盐度、高硬度地下水[17]。地下水的成分比较复杂,其化学组成与地下水的来源及埋藏过程中的演化有关。地下水一般包含盐类离子组分、微量元素、放射性组分及气体组分4种。盐类离子是地下水中的主要化学成分,一般为K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子和 Cl、SO4 2−、HCO3 、CO3 2−等阴离子。由于Na+和K+化学性质形似,一般情况下这2个离子放在一起讨论(表1)。

    表  1  刘家沟组砂岩地下水化学成分
    Table  1.  Chemical composition of groundwater in liujiagou formation
    分析项目质量浓度c/(mg·L−1)分析项目质量浓度
    c/(mg·L−1)
    K+34.15TDS65111.14
    Na+7816可溶SiO21.18
    Ca2+14511.02游离CO210.66
    Mg2+894.06HCO3 25.22
    2.24CO3 2−0
    Fe2+1.4Cl39739.84
    Fe3+0.84SO4 2−2075.01
    NH4+0F1.88
    NO20.002NO3 10
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    该矿区矿井直接充水水源为煤层顶板基岩孔隙裂隙承压含水层,其上覆延安组地层通过煤层开采形成的垮落、冒裂裂隙及岩层中的构造裂隙作为矿井充水通道,充水强度较小[18]。矿井涌水量随着开采阶段、开采范围以及季节等变化而不断变化,矿井水的处置问题也是煤矿的重点问题。

    煤矿在生产过程中将矿井水抽至地面,通过沉降过滤等工艺后存置于蓄水池中。本次试验以蓄水池中的矿井水作为回灌水样开展试验,其水化学成分见表2

    表  2  矿井水化学组份
    Table  2.  Chemical composition of mine water
    分析项目质量浓度c/(mg·L−1)分析项目质量浓度
    c/(mg·L−1)
    pH7.69HCO3 503.24
    K+14.84SO4 2−4936.46
    Na+2443.59Cl222.39
    Ca2+420.33TDS8614.00
    Mg2+90.43
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    针对人工回灌过程可能对地下水造成的环境影响问题,开展室内模拟试验和数值模拟,通过批试验了解人工回灌过程中地下水多组分溶质的迁移转化规律;进而通过建立数值模型验证水中所发生的水化学反应;最后预测野外实际回灌过程中地下水水质变化趋势,分析可能产生的水环境影响。

    矿井水与地下水的混合试验共设置9种不同的体积混合比例,体积比分别为矿井水∶地下水=9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9。通过不同比例的混合,研究2种水溶液混溶过程中的水化学变化。由于研究区地下水含水层埋藏较深,地层温度较高,通过设置2组不同温度的对照组来研究温度对水溶液混合的影响,以达到更接近实际地下水的目的。刘家沟组含水层温度约为52.74~56.03 ℃,而矿井水取自地表蓄水池其温度即室温25 ℃,回灌过程中溶液温度的变化范围即25~56℃之间。试验时选取30和60℃这2个具有代表性的温度进行单一变量对比。

    将2组配制好的反应溶液分别放置不同的恒温摇床中,将温度分别设置为30和60 ℃。反应完成后取出样品瓶将溶液样品进行抽滤分离,并将固体杂质彻底去除,检测反应后溶液的水化学指标。

    PHREEQC是常用的地下水化学模拟软件[19-20],在此次研究中可以根据回灌水的化学组分、地下水的化学组分、含水层矿物组成、渗流速度以及温度等多方面条件模拟出回灌过程中含水层在以回灌井为中心空间上的水化学演化过程。

    含水层中的水岩作用是水化学演化过程中的重要环节,其反应在地下水的渗流过程中缓慢进行[21]。以刘家沟组岩心的平均矿物含量模拟含水层介质,得到矿井水回灌后的水化学场分布情况。以实验室的室内试验和软件模拟相结合,复合解析含水层中的变化过程。

    因为溶液中重碳酸根离子浓度与pH相关性较大,在此将2种指标一起对比讨论。为了更直观地对比分析试验结果和模拟结果,将2种结果置于同一图中,实线表示试验组,虚线代表模拟组。同时,考虑到温度变化带来的影响,用蓝色表示反应温度为30 ℃下的反应结果,红色表示60 ℃的反应结果(图1)。

    图  1  试验组和模拟组的pH值及HCO3 浓度
    Figure  1.  The value of ph and concentration of HCO3 in experimental group and simulation group

    图1a可知,2种温度下反应体系的pH整体都呈下降趋势,且先降低至7以下,后又逐渐升高。实验室结果和模拟结果趋势基本一致,但数值略有差异。

    反应前矿井水和地下水的pH分别为7.85和7.65,但两弱碱性溶液混合后碱性降低,从溶液离子浓度角度分析,重碳酸根在溶液中水解呈弱碱性,其浓度越低pH值也随之降低。从重碳酸根离子浓度的变化趋势(图1b)来看,随混合比例的变化其浓度逐渐下降,与pH的变化趋势相符。60℃的试验组重碳酸根浓度明显低于30℃试验组,可能是由于温度升高溶液中二氧化碳溢出导致,也可能是其与溶液中的钙离子反应产生沉淀。在实际地下含水层中水溶液存在于裂缝和孔隙当中,环境相对较封闭,溶液所受压力较大,碳元素会以离子或分子的形式存在于水溶液中,不会发生溢出现象,可记为试验操作与实际反应的误差。

    地下水中最常见的四大阳离子即Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 4种离子,Na+和K+化学性质稳定,矿化度高的地下水Na+浓度相对较高,而K+通常在地下水中含量较低。反应结果如图2a图2b所示,可以看出,温度对其没有明显影响,30 ℃与60 ℃对应的曲线基本重合。从图2c图2d中可以看出,温度对Ca2+沉淀的影响很小,但对Mg2+沉淀的影响较大,30 ℃条件下的镁沉淀量大于60 ℃时的沉淀量,在试验组和模拟组中都有相同趋势。

    图  2  试验组和模拟组阳离子试验结果
    Figure  2.  The concentration of cation in experimental group and simulation group

    Ca2+和Mg2+的浓度之和常用来表示地下水的硬度指标。水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度2种。碳酸盐硬度主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度,也称为暂时硬度;非碳酸盐硬度主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度,如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等,也称为永久硬度。因此,从硬度的定义中可以得知地下水中最易发生沉淀的离子就是Ca2+和Mg2+,其沉淀过程也是影响地下水回灌效果最关键的影响因素。通过计算得到各试验组每升水中钙的沉淀量。

    表3中的计算结果可以看到在2组不同温度的试验中Ca2+都发生了明显的沉淀,在相对较高的温度下化学性质更活泼,更易发生反应,产生的沉淀量更大。从每组的变化趋势中可以看出,地下水含量越高,钙的沉淀量呈波动式下降,即远离回灌井的位置沉淀量越小,越靠近回灌井位置沉淀量越大。试验中得到的最大沉淀量约为3.05 g/L。

    表  3  钙沉淀量
    Table  3.  Calcium precipitation
    矿井水∶地下水每升溶液中钙沉淀量m/mg
    30 ℃60 ℃
    9∶12742.742861.74
    8∶22948.103045.10
    7∶32779.462872.46
    6∶42502.822431.82
    5∶52149.102292.20
    4∶61911.552181.55
    3∶71785.911693.91
    2∶81392.271272.28
    1∶91233.631161.36
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    用同样的方式计算得到镁的沉淀量见表4。从表4可以看出,在整个反应过程中Mg2+也会产生沉淀,但其沉淀量相比于Ca2+小了2个数量级,所以在整个试验中主要参与反应产生沉淀的阳离子为Ca2+。Mg2+的沉淀趋势和Ca2+几乎相同,都是在靠近回灌井位置沉淀量较高,远离回灌井处沉淀量较小。

    表  4  镁沉淀量
    Table  4.  Magnesium precipitation
    矿井水∶地下水每升溶液中镁沉淀量m/mg
    30℃条件下60℃条件下
    9∶154.4074.16
    8∶252.4476.03
    7∶347.0271.98
    6∶439.9264.88
    5∶531.6255.62
    4∶622.3644.68
    3∶712.1432.54
    2∶81.2018.96
    1∶9−40.94 4.42
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    Ca2+可与地下水中的HCO3 、CO3 2−、SO4 2−等阴离子产生沉淀,与CO3 2−沉淀生成CaCO3即方解石,与SO4 2−反应生成CaSO4沉淀,根据结合水的数量不同可分为石膏或硬石膏,根据反应过程中的pH值基本确定溶液中不会存在CO3 2−,所以在矿井水的长期回灌过程中含水层中的石膏或硬石膏的含量会逐年增大。

    在矿井水的回灌井附近水流量最大,水压也最大,大的水头差会使地下水的流动速度加快,将反应产生的沉淀物冲向水头更低的位置。因此,回灌过程中靠近回灌井附近产生的大量沉淀物大部分不会聚集在回灌井周围,而是被水头差带至地下水流动性差或者比较细小的孔隙裂隙中,有可能在长期回灌的情况下对回灌量和回注压力产生负面影响。

    地下水中常见的无机阴离子有Cl 、HCO3 、 CO3 2− 、NO3 、 SO4 2− 、F 等,在矿井水的检测结果中F 和NO3 含量较低,因此在试验中将这2种阴离子忽略不计。同时,在地下水pH值小于8时溶液中几乎不含CO3 2−,通常以HCO3 的形式存在。所以在本次试验中重点研究Cl 、HCO3 和SO4 2−这3种阴离子的变化情况。

    Cl化学性质非常稳定,不易产生沉淀,也不易发生氧化还原反应,试验结果如图3a所示,无论试验组还是模拟组温度的变化不影响氯离子的浓度,且整个反应过程Cl浓度变化符合线性规律。

    图  3  试验组和模拟组阴离子试验结果
    Figure  3.  The Concentration of anion in experimental group and simulation group

    SO4 2−的变化情况较为复杂,试验组和模拟组的结果相差较大,如图3b所示,试验组的变化曲线类似于反比函数,先快速降低后趋于平缓。模拟组中第一点的离子浓度与试验组相差约1 g/L,整体上模拟值是低于试验值的。为探究试验与模拟结果产生差距的原因,分别计算了试验组和模拟组SO4 2−的沉淀量,结果见表5表6

    表  5  试验组SO4 2−沉淀量
    Table  5.  Sulfate precipitation of experimental group
    体积比(矿井水∶地下水)每升溶液中硫酸根沉淀量m/mg
    30 ℃60 ℃
    9∶1789.85975.07
    8∶21674.381789.63
    7∶31815.961869.47
    6∶41626.211702.36
    5∶51352.081438.52
    4∶61073.841162.33
    3∶7812.05861.45
    2∶8480.3593.49
    1∶9204.11313.19
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    表  6  模拟组SO4 2−沉淀量
    Table  6.  Sulfate precipitation of simulation group
    体积比(矿井水∶地下水)每升溶液中硫酸根沉淀量m/mg
    30℃60℃
    9∶11662.421774.74
    8∶21788.591887.47
    7∶31764.031847.55
    6∶41671.321741.4
    5∶51540.211599.73
    4∶61384.131434.15
    3∶71209.721250.91
    2∶81020.911054.03
    1∶9604.49845.93
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    表5表6数据可知,在2种水溶液混合过程中会有大量的SO4 2−产生沉淀,温度越高产生的沉淀量越多。试验组中沉淀量最大值为1.82 g/L,模拟组中沉淀量最大值为1.89 g/L,两者相差不大,约为矿井水中SO4 2−含量的三分之一,证明CaSO4是本次试验的主要生成物。试验组和模拟组的SO4 2−沉淀量变化趋势基本相同,都是先增加后减小,与Ca2+沉淀量变化相似。

    试验组溶液中SO4 2−浓度高于模拟组,同条件下模拟组有更大的SO4 2−沉淀量。模拟中考虑了压力和水岩作用等因素,这可能是导致2种结果产生差异的原因,深部地层的高压和含水层介质的作用使得更多的SO4 2−与Ca2+产生沉淀。

    结合试验和模拟结果可以得知,回灌过程中会在含水层中产生CaSO4和MgSO4沉淀。在矿井水比例高的位置,即靠近回灌井的位置,其沉淀量最大,如图4所示。随着矿井水的运移,矿物沉淀量逐渐减少。

    图  4  矿井水回灌示意
    Figure  4.  Diagrammatic sketch of minewater injection

    1)矿井水在回灌过程中会生成硫酸钙和硫酸镁沉淀,以硫酸钙沉淀为主,沉淀量较大,最高约为4.7 g/L。在长期水岩作用下,会使含水层中石膏和硬石膏含量增加,实际矿井水回灌过程需特别注意。

    2)在空间分布上,以回灌井为起点,影响半径为终点,反应沉淀量先增大后减小。

    3)由于回灌井附近水头较大,压力以井口为中心向外逐渐消散,快速的水流运动会将在井口附近生成的硫酸钙沉淀冲至流网下游,在长期回灌过程中会影响回灌效果。

    4)温度对混合作用会产生影响,地下水温度越高,混合过程中生成的沉淀量越大。

  • 图  1   试验组和模拟组的pH值及HCO3 浓度

    Figure  1.   The value of ph and concentration of HCO3 in experimental group and simulation group

    图  2   试验组和模拟组阳离子试验结果

    Figure  2.   The concentration of cation in experimental group and simulation group

    图  3   试验组和模拟组阴离子试验结果

    Figure  3.   The Concentration of anion in experimental group and simulation group

    图  4   矿井水回灌示意

    Figure  4.   Diagrammatic sketch of minewater injection

    表  1   刘家沟组砂岩地下水化学成分

    Table  1   Chemical composition of groundwater in liujiagou formation

    分析项目质量浓度c/(mg·L−1)分析项目质量浓度
    c/(mg·L−1)
    K+34.15TDS65111.14
    Na+7816可溶SiO21.18
    Ca2+14511.02游离CO210.66
    Mg2+894.06HCO3 25.22
    2.24CO3 2−0
    Fe2+1.4Cl39739.84
    Fe3+0.84SO4 2−2075.01
    NH4+0F1.88
    NO20.002NO3 10
    下载: 导出CSV

    表  2   矿井水化学组份

    Table  2   Chemical composition of mine water

    分析项目质量浓度c/(mg·L−1)分析项目质量浓度
    c/(mg·L−1)
    pH7.69HCO3 503.24
    K+14.84SO4 2−4936.46
    Na+2443.59Cl222.39
    Ca2+420.33TDS8614.00
    Mg2+90.43
    下载: 导出CSV

    表  3   钙沉淀量

    Table  3   Calcium precipitation

    矿井水∶地下水每升溶液中钙沉淀量m/mg
    30 ℃60 ℃
    9∶12742.742861.74
    8∶22948.103045.10
    7∶32779.462872.46
    6∶42502.822431.82
    5∶52149.102292.20
    4∶61911.552181.55
    3∶71785.911693.91
    2∶81392.271272.28
    1∶91233.631161.36
    下载: 导出CSV

    表  4   镁沉淀量

    Table  4   Magnesium precipitation

    矿井水∶地下水每升溶液中镁沉淀量m/mg
    30℃条件下60℃条件下
    9∶154.4074.16
    8∶252.4476.03
    7∶347.0271.98
    6∶439.9264.88
    5∶531.6255.62
    4∶622.3644.68
    3∶712.1432.54
    2∶81.2018.96
    1∶9−40.94 4.42
    下载: 导出CSV

    表  5   试验组SO4 2−沉淀量

    Table  5   Sulfate precipitation of experimental group

    体积比(矿井水∶地下水)每升溶液中硫酸根沉淀量m/mg
    30 ℃60 ℃
    9∶1789.85975.07
    8∶21674.381789.63
    7∶31815.961869.47
    6∶41626.211702.36
    5∶51352.081438.52
    4∶61073.841162.33
    3∶7812.05861.45
    2∶8480.3593.49
    1∶9204.11313.19
    下载: 导出CSV

    表  6   模拟组SO4 2−沉淀量

    Table  6   Sulfate precipitation of simulation group

    体积比(矿井水∶地下水)每升溶液中硫酸根沉淀量m/mg
    30℃60℃
    9∶11662.421774.74
    8∶21788.591887.47
    7∶31764.031847.55
    6∶41671.321741.4
    5∶51540.211599.73
    4∶61384.131434.15
    3∶71209.721250.91
    2∶81020.911054.03
    1∶9604.49845.93
    下载: 导出CSV
  • [1] 武 强. 我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J]. 煤炭学报,2014,39(5):795−805.

    WU Qiang. Progress, problems and prospects of prevention and control technology of mine water and reutilization in China[J]. Journal of China Coal Society,2014,39(5):795−805.

    [2] 何绪文,张晓航,李福勤,等. 煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新[J]. 煤炭科学技术,2018,46(9):4−11.

    HE Xuwen,ZHANG Xiaohang,LI Fuqin,et al. Comprehensive utilization system and technical innovation of coal mine water resources[J]. Coal Science and Technology,2018,46(9):4−11.

    [3] 顾大钊,李井峰,曹志国,等. 我国煤矿矿井水保护利用发展战略与工程科技[J]. 煤炭学报,2021,46(10):3079−3089.

    GU Dazhao,LI Jingfeng,CAO Zhiguo,et al. Technology and engineering development strategy of water protection and utilization of coal mine in China[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(10):3079−3089.

    [4] 苏小四,谷小溪,孟婧莹,等. 人工回灌条件下多组分溶质的反应迁移模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2012,42(2):485−491.

    SU Xiaosi,GU Xiaoxi,MENG Jingying,et al. Fate and transport simulation of multi-component solute under artificial recharge conditions[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition),2012,42(2):485−491.

    [5] 李 鑫,孙亚军,陈 歌,等. 高矿化度矿井水深部转移存储介质条件及影响机制[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(5):17−28.

    LI Xin,SUN Yajun,CHEN Ge,et al. Medium conditons and influence mechanism of high salinity mine water transfer and storage by deep well recharge[J]. Coal Geology & Exploration,2021,49(5):17−28.

    [6] 张溪彧,杨 建,王 皓,等. 露天矿地下水库人工回灌介质渗透性与水质变化规律研究[J]. 煤炭科学技术,2022,50(7):291−297.

    ZHANG Xiyu,YANG Jian,WANG Hao,et al. Study on the regular pattern of medium permeability and water qualityvariation during artificial recharge of open-pit mine groundwater reservoir[J]. Coal Science and Technology,2022,50(7):291−297.

    [7]

    ARTHUR J D , DABOUS A A , COWART J B . Mobilization of arsenic and other trace elements during aquifer storage and recovery, southwest Florida[C]. U. S. Geological Survey Artificial Recharge Workshop Proceedings, 2002: 20-32.

    [8]

    WARNER D L,DOTY L F. Chemical reaction between recharge water and aquifer water[J]. International Union of Geodesy and Geophysics,1967,1:278−288.

    [9]

    VANDERZALM J L,PAGE D W,BARRY K E,et al. A comparison of the geochemical response to different managed aquifer recharge operations for injection of urban stormwater in a carbonate aquifer[J]. Applied Geochemistry,2010,25(9):1350−1360. doi: 10.1016/j.apgeochem.2010.06.005

    [10]

    PAVELIC P,DILLON P J,BARRY K E,et al. Water quality effects on clogging rates during reclaimed water ASR in a carbonate aquifer[J]. Journal of Hydrology,2007,334(1-2):1−16. doi: 10.1016/j.jhydrol.2006.08.009

    [11] 耿新新,张凤娥,朱谱成,等. 滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟[J]. 重庆大学学报,2022,45(2):81−93.

    GENG Xinxin,ZHANG Feng’e,ZHU Pucheng,et al. Water-rock interaction simulation of artificial recharge in the groundwater over-exploited area of the Hutuo River Basin[J]. Journal of Chongqing University,2022,45(2):81−93.

    [12]

    MA L,SPALDING R F. Effects of artificial recharge on ground water quality and aquifer storage recovery[J]. Journal of the American Water Resources Association,1997,33(3):561−572. doi: 10.1111/j.1752-1688.1997.tb03532.x

    [13] 吴宝杨,李全生,曹志国,等. 煤矿地下水库高盐矿井水封存对地下水的影响[J]. 煤炭学报,2021,46(7):2360−2369.

    WU Baoyang,LI Quansheng,CAO Zhiguo,et al. Influence of high salt mine water storaged in underground reservoir of coal mine on Groundwater[J]. Joumal of China Coal Society,2021,46(7):2360−2369.

    [14] 郑凡东,刘立才,杨牧骑,等. 南水北调水源北京西郊回灌的水岩相互作用模拟[J]. 水文地质工程地质,2012,39(6):22−28.

    ZHENG Fandong,LIU Licai,YANG Muqi,et al. Simulation of water-rock interaction in the injection of water from the South-to-North Diversion Project to the aquifer in the western suburb of Beijing[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2012,39(6):22−28.

    [15] 杜新强,齐素文,廖资生,等. 人工补给对含水层水质的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2007,37(2):293−297. doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.2007.02.016

    DU Xinqiang,QI Suwen,LIAO Zisheng,et al. Influence of artificial recharge on groundwater quality[J]. Journal of Jilin University (earth science edition),2007,37(2):293−297. doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.2007.02.016

    [16] 陈 歌. 鄂尔多斯盆地东缘矿井水深部转移存储机理研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2020.

    CHEN Ge. Study on the deep transportation and storage mechanism of mine water in the eastern margin of Ordos Basin[D]. Xuzhou: China University of Mining and Technology , 2020.

    [17] 陶 怡. CO2/CO2-H2S流体与刘家沟组砂岩相互作用的实验研究[D]. 长春: 吉林大学, 2013.

    TAO Yi. Experimental study on the interaction of CO2/CO2-H2S fluid with sandstone in liujiagou[D]. Changchun: Jilin University, 2013.

    [18] 梁向阳,杨 建,曹志国. 呼吉尔特矿区矿井涌水特征及其沉积控制[J]. 煤田地质与勘探,2020,48(1):138−144. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2020.01.018

    LIANG Xiangyang,YANG Jian,CAO Zhiguo. Characteristics and sedimental control of mine water outflow in Hujirt mining area[J]. Coal Geology & Exploration,2020,48(1):138−144. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2020.01.018

    [19] 毛晓敏,刘 翔,BARRY D A. PHREEQC在地下水溶质反应运移模拟中的应用[J]. 水文地质工程地质,2004,31(2):20−24. doi: 10.3969/j.issn.1000-3665.2004.02.005

    MAO Xiaomin,LIU Xiang,BARRY D A. Application of PHREEQC on solute reactive transport modeling in groundwater[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2004,31(2):20−24. doi: 10.3969/j.issn.1000-3665.2004.02.005

    [20]

    KARMEGAM U,CHIDAMBARAM S,PRASANNA M V,et al. A study on the mixing proportion in groundwater samples by using Piper diagram and Phreeqc model[J]. Chinese Journal of Geochemistry,2011,30(4):490−495. doi: 10.1007/s11631-011-0533-3

    [21]

    YANG Lei,HE Jiangtao,LIU Yumei,et al. Characteristics of change in water quality along reclaimed water intake area of the Chaobai River in Beijing, China[J]. Journal of Environmental Sciences,2016,50(12):93−102.

  • 期刊类型引用(3)

    1. 王旭东,闫祖喻,唐佳伟,张锁,郭强,刘小庆,陈明聪,李井峰. 新街台格庙矿区首采井田矿井水水化学特征及数值模拟预测. 中国煤炭. 2024(07): 154-163 . 百度学术
    2. 李胜涛,施金宇,丁欣明,岳冬冬,路莹. 白洋淀地表水回灌补给深部岩溶地热储层的水化学数值模拟. 中国环境科学. 2024(10): 5830-5838 . 百度学术
    3. 李昂,吕伟,景长生,丁学松,刘军亮,冯碧野,范六一. 平煤西部矿区水-岩共生地下水化学特征. 西安科技大学学报. 2024(06): 1154-1164 . 百度学术

    其他类型引用(0)

图(4)  /  表(6)
计量
  • 文章访问数:  58
  • HTML全文浏览量:  8
  • PDF下载量:  19
  • 被引次数: 3
出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-29
  • 网络出版日期:  2023-08-13
  • 刊出日期:  2023-05-31

目录

/

返回文章
返回