Способ определения степени смешения инфильтрационных и сбросных шахтных вод Советский патент 1984 года по МПК G01V9/00 G01V9/02 

со

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СМЕШЕНИЯ ИНФИЛЬТРАЦИОННЫХ И СБРОСНЫХ ШАХТНЕЛХ ВОД, включающий отбор проб поверхностных и шахтных вод и определение их химического состава, в том числе хлора, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определения доли смешивающихся вод в смеси, дополнительно определяют изотопный состав хлора, строят эталонную зависимость величины отношения содержания хлора и по данным совпадения точек смешанной воды с эталонной зависимостью судят о доле смешивающихся вод в смеси.

.Ог.о3.0

CodfpM otft/e г/„

г.% J /

О f.

Изобретение относится к гидрогеохимии и может быть использовано при изучении водоносных горизонтов,подверженных влиянию чуждых им подземных вод например вод шахтного водоотлива.

Известен способ исследования подземных вод, предполагающий отбор проб подземных вод, их дегазацию и определение в составе вьаделенных газов радиогенных (гелий, ксенон) и радиоактивных (радон) газов и по величине их соотношения судят о характере гидрогеологической обстановки (застойности подземных вод, направлении их движения и возрасте

Однако известный способ не позволяет с необходимой точностью анализировать процессы смешения генетически различных подземных вод.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является способ определения степени смешения инфильтрационных и сбросных шахтных вод, включающий отбор проб поверхностных и шахтных вод и определение их химического состава, в том числе в составе воды иона хлора и использовании формулы С1 т- С1,

1)

v-

С1,

С1.

где С1 f концентрация хлора-иона соответственно в смеси, в 1-й воде и во 2-й составляющей;

V - объем первой воды, доли единиц.

С помощью формулы (1) задача решается следующим образом.

Зная химический состав смеси и составы вод, смешение которых предполагается, рассчитывают величину V, С помощью величины V на основе данных по составу выбранных смешивающихся вод вычисляют состав смеси. Фактический состав смеси сравнивают с рассчитанным. Сравнение проводят с помощью коэффициента К., равного отношению фактического содержания какого-либо иона к расчетному. Коэффициент сравнения вычисляют для нескольких ионов. Если этот коэффициент для всех ионов равен или блийоК единице, то выбранные воды действительно смешиваются, Если для большинства- ионов он сильно отличается от единицы и эти отлиЧия не могут быть объяснены выпадением солей из раствора или обменными реакциями, то можно утверждать, что рассматриваемая смесь является продуктом какихто иных вод. Таким образом, с помощью подбора составляющих можно установить какие воды участвуют в смешении 2 .

Однако способ-прототип не учитывает взаимодействий, протекающих в системе вода - порода, хотя смешение подземных вод, как правило, происходит в порово-трещинном пространстве пород, где все эти взаимодействия должны быть существенными. Как следствие этого - недостаточно высо5 кая точность определения степени смешения подземных вод.

Цель изобретения - повьт ение точности определения доли смешивающихся вод в смеси.

0 Поставленнная цель достигается тем, что согласно способу определения степени смешения инфильтрационных и сбросных шахтных вод, включающему отбор проб поверхностных и 5 шахтных вод и определение их хими1ческого состава, включая хлор, дополнительно определяют изотопный состав хлора, строят эталонную зависимость величины отношения ClV С1 от содержания хлора и по данным совпадения точек смешанной воды с эталонной зависимостью судят о доле смешивающихся вод в смеси.

Хлор в природе представлен двумя стабильными изотопами . Их распространенность в природе соответственно равна 75, 53 и 24,47%, Различие по массе для этих изотопов составляет 5,4%.

Предлагаемый способ предусматри0 вает отбор проб подземной воды. Величина пробы при этом зависит от содержания хлора в воде.

При содержании хлора порядка О,5 г/л можно ограничиться пробой 5 0,5 л, С целью проведения масс-спетрометрического анализа из воды выделяют хлор. Для этого пробу обрабатывают азотнокислым серебром. Выпавший в осадок AgCl восстанавливают или Q разлагают с получением газообразного хлора, поступающего на анализ. О процентном содержании изотопов хлора судят по характерным пикам с массами 35 и 37.

5

Изотопные отношения хлора ClVci для подземных вод находятся в интервале 3,06-3,13.

По данным экспериментального смешивания различных генетических типов природных вод строят эталонную зависимость величины отношения от содержания хлора, которая изображена на чертеже. При этом наносят точки 1, характеризующие смеси вод 5 в соотношениях 0:10,-2:8; 4:6; 6:4; 8:2; 10:1. Точки с одинаковыми соотношениями соединяют изолиниями 2, на которых показана доля первой воды в смеси.

Затем на эту зависимость наносят точки смешанных вод. По положению этой точки в поле эталонной зависимости судят о доле смешивающихся 5 вод в смеси,v .

Пример. Рассмотрим смешанную воду со следующими парг1метрами: содержание хлора 2250 мг/л, величина отношения 3,099. Положение этой точки на чертеже показано условным знаком 3. Эта точка находится примерно на равном расстоянии как от изолинии с долевым значением

первой воды 0,2, так и от изолинии 0,4. Следовательно, данная точка соответствует воде, в которой поверхностная и глубинная компонента находятся в соотношении 0,3:0,7,

Предлагаемый способ в 20-40 раз повышает точность определения доли смешивающихся вод в смеси.