基于Piper图的离子库分区和突水水源动态转化及判别

煤矿突水事故发生后,识别突水水源对于制定救援方案意义重大.为快速实现突水水源识别,选取了徐庄矿历史采集的20组水样数据,对其Ca2+、Mg2+和SO42-等常规离子采用聚类分析、浓度差异性分析等方法,将水样划分为A、B、C、D 4组,并确定其分别来源于太原组L4灰岩含水层、下石盒子组底界砂岩含水层和7#煤层顶板砂岩含水层.以各含水层离子浓度范围为数据库,绘制了基于Piper图的离子库分区.为进一步验证离子库分区图的准确性,对该矿7331工作面的突水过程进行了分析.通过分析不同时间点水样在离子库分区图中的位置变化情况,确定了其突水过程存在着突水水源的动态转化,依据离子守恒计算出混合突水水源中7#煤顶板砂岩水占比26.96％,上石盒子砂岩水占比73.04％,与实际观测得突水水源中7#煤层顶板砂岩水占比20％～25％、上石盒子砂岩水占比75％～80％基本一致.