基于水化学特征组分测试的陷落柱突水水源判别

周 强

(1.中煤科工开采研究院有限公司，北京 100013； 2.煤炭科学研究总院 开采研究分院，北京 100013)

矿井生产作业过程中常遇到涌水现象，煤矿水害事故往往具有不确定性、准确预测困难、危害大等特点，是煤炭企业重点预防的灾害之一。矿井发现突水征兆或出现涌(突)水点后，快速、准确地判断突水水源是首要任务，是矿井探放水、水害治理以及后续救援等工作的前提。突水水源的判别主要分为定性和定量两类，而水化学分析判别法是突水水源定性判别的主要方法之一[1-5]。目前主要分析常规的无机组分，来判别各含水层的水化学特征，但是无机组分受到地质沉积构造[6-8]、地下水运移和长期水岩作用[9-10]的控制，往往相邻含水层的水化学特征相似，突水事故发生时，难以判别其水源[11-12]；实际上，地下水中存在非常多的水质组分，有代表性的还包括特征微量元素、有机组分等[12-13]，其中有机组分与无机组分在地下运移演化规律正好相反；另外，对有机组分的检测分析手段相对先进，包括荧光光谱、红外光谱、气相/液相—质谱等，三维荧光光谱是表征地下水中天然溶解性有机物的有效手段[14-16]。这些有机物结构中的官能团具有不同的荧光特性，当这些官能团受到特定波长的紫外光激发照射时，会发射不同波长的荧光，通过对激发和发射波长的同步快速扫描，地下水中不同类型的有机物形成特征荧光光谱。地下水中有机物成分复杂，利用3DEEM可以获得激发波长和发射波长同时扫描的荧光峰，是一种非常灵敏的光谱指纹技术。……