【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山水文地质，具体涉及一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法。
技术介绍
1、充填开采是一种矿山开采方法，通过将填充材料，如尾砂、废石、水等混合物注入采空区，以支撑地表和地下空间，减少地面沉降和环境影响，保障井下工作面的安全回采。充填体在维持矿山岩体强度和井下工作面稳定性的同时，其自身固有的导水和渗透特性会对井下工作面带来潜在水害风险。现有充填体渗透性研究通常依赖实验室测试或数值模拟技术，但这些方法研究过程通常需要进行简化或假设，使得研究结果与实际条件存在差距。
2、在天然条件下开展现场试验，不仅能验证理论分析结果的可靠性，还能够充分地反映出充填体的实际渗透能力，提供相对客观的地质和水文地质信息。氯化钠作为矿山水文地质研究中的常用示踪剂，在地下水流运动监测中应用广泛。同时配合带有颜色的示踪剂使用较为常见，但通常需要结合使用专用仪器监测示踪剂在地下水中的浓度变化来分析。
3、大气降水作为一种天然的示踪剂，在地质调查等各种野外条件下的应用也非常广泛。专利技术专利申请公布号cn111624679a（基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析）、cn115683478a（基于水化学和氢氧同位素示踪的库水渗漏）均借助于大气降水中的同位素或水化学特征进行对比分析，但同位素和水化学特征分析成本相对较高。
4、在矿井充填体渗透性现场测试中，如按照上述的示踪剂选择，往往需要购置专门仪器，或委托专业机构检测，代价高昂且费时费力。另外，充填体的渗透性具有非均一特征，现有测
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，能够研究充填体不同部位渗透性差异，该测试方法简便有效，能够降低测试成本，为研究充填体渗透能力的非均一性提供数据支撑。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试方法，该方法将氯化钠与大气降水联合使用作为示踪剂，利用氯化钠溶于地下水后电导率显著上升，而大气降水天然具有相对较低的电导率背景值，利用两种示踪剂截然不同的电导率差异对比，根据地下水在不同位置充填体中的渗流距离和时间地下水电导率变化特征，可对矿井充填体不同部位渗透性差异进行分析研究。
4、具体步骤如下：
5、s1、充填体充水条件分析；
6、s2、现场测试范围确定；确定受充填体导水影响的井下工作面和地面的相对位置，明确试验场地的长度、宽度、深度；
7、s3、大气降水与充填体井下充水点背景值监测；
8、s4、氯化钠投放时机选择：选择降雨接近结束阶段，通过地面钻孔投放氯化钠；
9、s5、数据采集与充填体渗透性分析。
10、进一步地，步骤s1中，分析充填体的充水水源、充水通道和充水强度，确定充填体与大气降水之间的水力联系，采取充填体样本，分析其内部空隙发育情况、主要材料组成和结构特征。
11、进一步地，步骤s2中，现场测试范围确定后，根据现场施工条件、井下工作面和氯化钠投放点的距离、井下监测点布置的位置和密度、充填体内部空隙发育情况，确定钻孔数量和氯化钠的投放量。
12、进一步地，步骤s3中，背景值监测，在井下工作面充填体附近，测试前3天开始监测充填体的井下充水强度变化特征，在试验场地出现中到大雨开始前3天，开始监测井下充填体充水位置的电导率，井下监测点位置选取在充填体充水强度较大的位置以便于观测，每日相同时间段和时间间隔测量监测点位置电导率值，分别绘制电导率监测曲线。降水开始至降水结束过程，每日相同时间、相同地点采取雨水样，测量电导率变化。
13、进一步地，步骤s4中，氯化钠投放利用洒水车朝钻孔内灌水以充分溶解氯化钠，使其溶解进入充填体内，氯化钠溶液通过充填体内空隙，由浅向深部渗流进入井下监测点位置。
14、进一步地，步骤s5中，利用大气降水开始时间，与井下监测点充水强度明显增大的时间间隔，以及氯化钠投放点与监测点间的直线距离，可计算不同监测点渗透途径的充填体渗透系数。所述数据采集与分析，氯化钠投放当日开始测量井下监测点位置的电导率，每日相同时间段和时间间隔监测，结合氯化钠投放前所监测的监测点背景值，绘制各个监测点的电导率变化曲线，大气降水先于氯化钠溶液进入充填体，在井下各监测点电导率值初期表现为持续下降趋势，随着雨水的消退，氯化钠溶液逐渐进入充填体，随后在井下各监测点的电导率出现转折，表现为持续上升趋势，表明氯化钠溶液经钻孔注入充填体在井下被接收到。利用电导率出现转折的先后时间，可分析不同部位充填体渗透速度相对快慢。
15、本专利技术的有益效果如下：
16、本专利技术所使用的氯化钠与大气降水联合示踪方法，氯化钠价格低廉，易于获取；大气降水具有普适性，有持续稳定时间段降水的矿区均能进行测试；两种示踪剂对环境友好，无毒无害；测试成本低廉，简便有效，无需购置高昂仪器，只需简易的电导率测试装置即可完成数据采集工作。
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1.一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：该方法将氯化钠与大气降水联合使用作为示踪剂，利用氯化钠溶于地下水后电导率显著上升，而大气降水天然具有相对较低的电导率背景值，利用两种示踪剂截然不同的电导率差异对比，根据地下水在不同位置充填体中的渗流距离和时间、地下水电导率变化特征，对矿井充填体不同部位渗透性差异进行分析研究。
2.根据权利要求1所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤S1中，分析充填体的充水水源、充水通道和充水强度，确定充填体与大气降水之间的水力联系，采取充填体样本，分析其内部空隙发育情况、主要材料组成和结构特征。
4.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤S2中，现场测试范围确定后，根据现场施工条件、井下工作面和氯化钠投放点的距离
5.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤S3中，背景值监测，在井下工作面充填体附近，测试前3天开始监测充填体的井下充水强度变化特征，在试验场地出现中到大雨开始前3天，开始监测井下充填体充水位置的电导率，井下监测点位置选取在充填体充水强度较大的位置以便于观测，每日相同时间段和时间间隔测量监测点位置电导率值，分别绘制电导率监测曲线；降水开始至降水结束过程，每日相同时间、相同地点采取雨水样，测量电导率变化。
6.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤S4中，氯化钠投放利用洒水车朝钻孔内灌水以充分溶解氯化钠，使其溶解进入充填体内，氯化钠溶液通过充填体内空隙，由浅向深部渗流进入井下不同监测点位置。
7.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤S5的方法如下：，利用大气降水开始时间，与井下监测点充水强度明显增大的时间间隔，以及氯化钠投放点与监测点间的直线距离，计算不同监测点渗透途径的充填体渗透系数；所述数据采集与分析，氯化钠投放当日开始测量井下监测点位置的电导率，每日相同时间段和时间间隔监测，结合氯化钠投放前所监测的监测点背景值，绘制各个监测点的电导率变化曲线，大气降水先于氯化钠溶液进入充填体，在井下各监测点电导率值初期表现为持续下降趋势，随着雨水的消退，氯化钠溶液逐渐进入充填体，随后在井下各监测点的电导率出现转折，表现为持续上升趋势，表明氯化钠溶液经钻孔注入充填体在井下被接收到。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：该方法将氯化钠与大气降水联合使用作为示踪剂，利用氯化钠溶于地下水后电导率显著上升，而大气降水天然具有相对较低的电导率背景值，利用两种示踪剂截然不同的电导率差异对比，根据地下水在不同位置充填体中的渗流距离和时间、地下水电导率变化特征，对矿井充填体不同部位渗透性差异进行分析研究。
2.根据权利要求1所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤s1中，分析充填体的充水水源、充水通道和充水强度，确定充填体与大气降水之间的水力联系，采取充填体样本，分析其内部空隙发育情况、主要材料组成和结构特征。
4.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤s2中，现场测试范围确定后，根据现场施工条件、井下工作面和氯化钠投放点的距离、井下监测点布置的位置和密度、充填体内部空隙发育情况，确定钻孔数量和氯化钠的投放量。
5.根据权利要求2所述的一种基于氯化钠和大气降水联合示踪的矿井充填体非均一渗透性现场测试与分析方法，其特征在于：步骤s3中，背景值监测，在井下工作面充填体附近，测试前3天开...
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