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煤矿地下水库水岩作用时间规律模拟试验研究 被引量：8
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作者 张凯 刘舒予 +3 位作者 曹志国 高举 陈湘宇 严嘉宇 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期54-64,共11页
矿井水在煤矿地下水库的停留时间会影响出水中离子浓度水平,而煤矿地下水库运行期间的水岩作用时间规律尚不明晰。为揭示煤矿地下水库不同运行阶段水岩作用的发生类型及强度,结合现场采样测试分析,设计细砂岩–矿井水(S-K)和泥岩–矿井... 矿井水在煤矿地下水库的停留时间会影响出水中离子浓度水平,而煤矿地下水库运行期间的水岩作用时间规律尚不明晰。为揭示煤矿地下水库不同运行阶段水岩作用的发生类型及强度,结合现场采样测试分析,设计细砂岩–矿井水(S-K)和泥岩–矿井水(N-K)2组水岩相互作用静态模拟试验,从试验前后岩石成分变化及水中主要离子变化2个方面解析水岩作用类型,并结合Q型聚类分析探讨水岩相互作用的时间规律。岩石矿物成分变化表明,水岩作用过程中发生了钠长石、正长石等矿物的溶解以及高岭石、石英等矿物的沉淀;离子比值分析与统计学分析表明,水岩作用过程中还发生了阳离子交换反应以及硅酸盐、蒸发岩等矿物的溶解和碳酸钙矿物的沉淀;Q型聚类分析表明,静态模拟试验水样样本按时间序列可划分为3类,分别代表水岩作用前期(0~0.5 d),中期(1~10 d或1~8 d)以及后期(12~47 d或10~47 d)。结合离子来源解析综合判定:在本试验中,水岩作用前期以阳离子交换反应为主,离子变化主要表现为Na^(+)浓度激增,而Ca^(2+)浓度锐减;中期以阳离子交换反应与矿物溶解-沉淀为主,离子变化主要表现为Na^(+)、K^(+)、Cl^(−)浓度增高,Ca^(2+)、HCO_(3)^(−)、Mg^(2+)浓度降低,S-K组中SO_(4)^(2−)浓度增高,而N-K组中SO_(4)^(2−)浓度降低;后期水岩作用微弱,处于动态平衡状态,各离子浓度没有明显变化;岩石性质对离子变化有一定影响。研究结果为煤矿地下水库不同运行时期的矿井水水质净化机理提供理论参考。 展开更多
关键词 煤矿地下水库 水岩作用时间规律 静态模拟试验 离子来源解析 Q型聚类分析
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煤炭开采下神东矿区土壤含水率的空间变异特征及其与土质和植被的响应关系 被引量：3
2
作者 张凯 王顺洁 +3 位作者 高霞 刘舒予 杜坤 严嘉宇 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期53-61,共9页
为了探究煤炭开采下土壤含水率的变化及其对土壤质地和植被的响应,以内蒙古自治区神东布尔台煤矿为研究区域,采集煤炭开采前和开采后0~10 m深度的土壤样品,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析土壤含水率的分层和空间变异特征,... 为了探究煤炭开采下土壤含水率的变化及其对土壤质地和植被的响应,以内蒙古自治区神东布尔台煤矿为研究区域,采集煤炭开采前和开采后0~10 m深度的土壤样品,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析土壤含水率的分层和空间变异特征,利用二维克里金和三维克里金拟合模型对各层土壤含水率的空间相关性进行拟合分析,同时对土壤含水率、土壤质地和植被进行皮尔逊相关性分析.结果表明:(1)依据土壤含水率的变异系数可将土壤分为3层,即浅层强变异层(0~4 m)、中间稳定层(4~8 m)和深层强变异层(8~10 m),0~10 m的土壤含水率均具有较强变异性.(2)土壤含水率具有强烈的空间相关性,比较模型拟合结果发现,三维模型的预测精度明显高于二维模型,因此采用三维克里金法绘制土壤含水率的空间分布图.(3)煤炭开采会造成土壤含水率下降,这可能是因为地裂缝的产生引起了水分蒸发.(4)土壤含水率与砂粒含量呈显著负相关,与黏粒含量、粉粒含量和植被地上生物量均呈显著正相关. 展开更多
关键词 煤炭开采 土壤含水率 经典统计学 地统计学 空间变异特征 响应关系
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