Способ определения степени смешения инфильтрационных и сбросных шахтных вод

Затем на эту зависимость наносят точки смешанных вод. По положению этой точки в поле эталонной зависимости судят о доле смешивающихся вод в смеси. Изобретение относится к гидрогео"химии и может быть использовано приизучении водоносных горизонтов,подверженных влиянию чуждых им подземных вод например вод шахтного водоотлива. 5Известен способ исследования подземных вод, предполагающий отборпроб подземных вод, их дегазацию иопределение в составе выделенныхгазов радиогенных (гелий, ксенон) 10и радиоактивных (радон) газов и повеличине их соотношения судят о характере гидрогеологической обстановки (застойности подземных вод, направлении их движения и возрасте(1) .15Однако известный способ не позволяет с необходимой точностью анализировать процессы смешения генетически различных подземных вод.Наиболее близким к предлагаемомупо техническому решению являетсяспособ определения степени смешенияинфильтрационных и сбросных шахтных вод, включающий отбор проб поверхностных и шахтных вод и определение их химического состава, в томчисле в составе воды иона хлора ииспользовании ФормулыС 1 - . С 1г30где С 1 , С 1 и С 1 г- концентрация хлора-иона соответственно в смеси, в1-й воде и во 2-й составляющей;Ч - объем первой воды, доли еди 35ниц,С помощью формулы (1) задача решается следующим образом.Зная химический состав смеси исоставы вод, смешение которых предполагается,рассчитывают величину Ч. 40С помощью величины Ч на основе данных по составу выбранных смешивающихся вод вычисляют состав смеси,Фактический состав смеси сравниваютс рассчитанным. Сравнение проводят 45с помощью коэФфициента К, равногоотношению Фактического содержаниякакого-либо иона к расчетному, Коэффициент сравнения вычисляют для нес"кольких ионовф если этот КОэффици 50ент для всех ионов равен или близокединице, то выбранные воды действительно смешиваются. Если для большинства ионов он сильно отличается отединицы и эти отличия не могут бытьобъяснены выпадением солей из раствора или обменными реакциями, томожно утверждать, что рассматриваемая смесь является продуктом какихто иных вод, Таким образом, с помощью подбора составляющих можно уста- бОновить какие воды участвуют в смешении Г 21Однако способ-прототип не учитывает взаимодействий, протекающих всистеме вода - порода, хотя смеше ние подземных вод, как правило, происходит в порово-трещинном простран"стве пород, где все эти взаимодействия должны быть существенными. Какследствие этого - недостаточно высокая точность определения степенисмешения подземных вод.Цель изобретения - повышение точности определения доли смешивающихсявод в смеси.Поставленнная цель достигаетсятем, что согласно способу определения степени смешения инфильтрационных и сбросных шахтных вод, включающему отбор проб поверхностных ишахтных вод и определение их химического состава, включая хлор, дополнительно определяют изотопныйсостав хлора, строят эталонную зависимость величины отношения С 1 З 5/ С 1 З"от содержания хлора и по данным совпадения точек смешанной воды с эталонной зависимостью судят о долесмешивающихся вод в смеси,Хлор в природе представлен двумястабильными изотопами С 1" и С 1 ЗИх распространенность в природе соответственно равна 75, 53 и 24,47 Ъ,Различие по массе для этих изотоповсоставляет 5,4.Предлагаемый способ предусматривает отбор проб подземной воды. Величина пробы при этом зависит от содержания хлора в воде.При содержании хлора порядка0,5 г/л можно ограничиться пробой0,5 л. С целью проведения масс-спетрометрического анализа из воды выделяют хлор. Для этого пробу обрабатывают азотнокислым серебром. Выпавшийв осадок АуС 1 восстанавливают илиразлагают с получением газообразногохлора, поступающего на анализ. О процентном содержании изотопов хлорасудят по характерным пикам с массами35 и 37Изотопные отношения хлора С 1"5/С 15для подземных вод находятся в интервале 3,06-3,13.По данным экспериментального смеШивания различных генетических типовприродных вод строят эталонную зависимость величины отношения С 1 /С 1 г35от содержания хлора, которая изображена на чертеже. При этом наносятточки 1, характеризующие смеси водв соотношениях 0:10;.2:8; 4:б; б:4;8:2; 10:1. Точки с одинаковыми соотношениями соединяют изолиниями 2,на которых показана доля первой воды в смеси,Тираж 711 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Заказ 4973/34 филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 П р и м е р. Рассмотрим смешанную воду со следующими параметрами: содержание хлора 2250 мг/л, величина отношения С 1/С 1" 3,099. Положение этой точки на чертеже показано условным знаком 3. Эта точка находит ся примерно на равном расстоянии как от изолинин с долевым значением первой воды 0,2, так и от иэолиийй 0,4, Следовательно, данная точка соответствует воде, в которой поверхностная и глубинная компонента находятся в соотношении 0,30,7Предлагаемый способ в 20-40 раэ повышает точность определения доли смешивающихся вод в смеси.