煤矿酸性矿井水除铁研究

煤矿酸性矿井水除铁研究煤矿酸性矿井水（下称酸性水）主要来自于高流煤层的开采．煤层的开采，提供了氧化过程中所必须的氧，地下水渗人并与残留煤的接触，使煤层和顶底板中的硫铁矿、有机流在氧存在的条件下，经过化学的、生物的作用形成游离的硫酸，使矿井水呈酸性。其...     

煤矿酸性废水污染综合治理技术与展望——以贵州省鱼洞河流域综合治理技术应用研究为例

煤矿酸性废水污染是煤炭行业的主要污染问题之一。自20世纪80年代初期贵州省凯里市鱼洞河流域内小煤矿大规模无序开采,矿井遍布河流两侧,煤矸石随意堆放,煤矿开采导致上部岩溶水进入矿坑,与煤层及煤矸石等发生物理化学反应,产生高含铁、锰离子的煤矿酸性废水肆意流淌,造成鱼洞河流域生态环境严重污染。针对鱼洞河流域地质环境背景、煤矿开采及酸性废水形成条件,采用源头控制+末端治理的综合治理技术,将煤矿区域治理防治水技术应用到治理上,打破传统的治理模式,是一种标本兼治理的新模式。通过鱼洞河流域煤矿酸性废水综合治理新技术的研究应用,为今后贵州省及南方煤矿酸性废水综合治理起到重要示范和借鉴作用。     

山底河流域煤矿酸性矿井水野外监测

酸性矿井水在我国鲁西南、山西、内蒙、云南和贵州等煤矿区普遍存在,酸性矿井水其pH往往在2~5之间,高SO₄2?、HB、TDS、Fe、Mn。这些物质进入地下水、地表水或土壤后,会对其造成严重危害。文章选择山西阳泉市典型废弃煤矿区山底河流域为研究区,通过水文地质调查,水文地质钻探,水文地质剖面等方法阐述山底流域地层岩性,水文地质条件概况,得出受煤矿开采影响,与天然条件下相比山底河流域的地表水和地下水的补给、径流、排泄条件均发生了根本变化。补给通过破坏产生的导水裂隙带运移,以垂向运动为主;径流通过坑道,导水裂隙带运移,以横向运动为主;排泄以矿坑排水和泉水溢出方式为主。并简述山底河流域煤矿酸性矿井水试验站观测站分布情况与水化学特征。      

煤矿酸性矿井水成因及其处理方法

煤矿酸性矿井水是煤矿开采中由于硫铁矿与空气、水接触,在微生物作用下经过一系列地球化学反应产生的一种危害矿井生产、破坏生态环境的有害矿井排水.本文结合酸性矿井水的危害、形成原因,阐述了酸性矿井水的处理方法.     

煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg成因机制

山西省阳泉市山底河煤矿“老窑水”循环系统多年水质监测数据计算结果显示,煤矿酸性“老窑水”的Ca/Mg值普遍偏低,且存在Ca/Mg值随酸化程度的增强（SO₄2?含量增加或pH减小）而减小的规律。针对这一问题,结合研究区的地球化学物源条件,通过室内试验以及野外监测水样的石膏、方解石、白云石矿物饱和指数与pH变化关系,分析煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg值的成因机制。研究表明:区内石炭系－二叠系的煤系地层中碳酸盐岩夹层、分散状态分布的菱镁矿、黄铁矿是“老窑水”中Ca2+、Mg2+、SO₄2?的物质来源;在黄铁矿氧化水解形成的以硫酸根为主导的酸性溶液中（pH为2.0~4.5）,代表硫酸对石膏、方解石、白云石可溶解性的饱和指数排序为石膏>方解石>白云石,受石膏在高浓度硫酸活性降低并发生沉淀、方解石溶解受Ca2+同离子效应抑制和饱和状态的平衡调节的综合影响,使Ca2+相对含量减少,由于MgSO₄溶度积大于CaSO₄,故Mg2+含量未受上述约束（或较低）,脱白云岩化反应可因Ca2+含量随石膏沉淀而继续进行,加之区内有菱镁矿的溶解,使得Mg2+相对含量增加,最终出现了镁矿酸性“老窑水” Ca/Mg值低的结果。Ca/Mg值可作为煤矿酸性“老窑水”的污染特征指标,应用于环境影响评价。      

煤矿酸性矿井水主动式生物修复中铁的行为与归宿

酸性条件下Fe(II)的生物氧化过程可以被有效应用于煤矿酸性矿井水修复中,但是Fe行为与归宿的不确定性增加了应用难度。本研究通过对某煤矿酸性矿井水场地发生的生物地球化学过程进行监测,富集培养场地沉积物嗜酸微生物群落,进行室内恒化生物反应器连续流实验,探究微生物作用下Fe及其他金属离子的行为与归宿。研究表明,Fe的形态转化是场地和反应器中最主要的生物地球化学过程。当pH<2.7时,反应更倾向于产生溶解性Fe(III);当2.7相似文献   

浅埋煤层开采对地下水资源影响分析

为研究煤层开采对地下水资源循环的影响,本文采用实测值拟合了导水裂隙带发育高度计算公式,并以此为基础分析研究了红柳林煤矿开采对水资源影响分区。结果表明本次研究提出的公式更好地拟合了榆神矿区实测导水裂隙带发育高度;红柳林煤矿开采影响地下水资源的因素包括导水裂隙带、基岩厚度和隔水层厚度,据此煤层开采对红柳林煤矿地下水资源的影响可以分为4个区,失水区主要集中在矿区南部。红柳林煤矿开采南部资源时必须重视对地下水资源的保护,实行保水采煤。     

凉水井煤矿酸性水的形成及排放处理

凉水井煤矿利用矿区山地沟谷地形,采用平峒配斜井多井口开采生产。矿井涌水量不大,但受季节降水量控制,水质酸性较高,特别在开采中、下煤组区及小井时,矿坑酸性水浓度更高,pH值在2—4之间。经过数年来开采及排放矿井水,对矿坑酸性水的成因、变化规律有了初步认识,并采取了相应的有效处理及排放措施,保证了矿井的正常生产。      

华南高硫煤分布区酸性矿井水形成的地质环境特征研究

我国能源结构中,煤炭是最重要的能源之一,而西南喀斯特地区煤炭储量约占全国总量的7.88%,主要集中在云贵川重庆等省市,由于早期地方无序和不合理的开采,引发一系列矿山地质环境问题,其中,煤矿酸性矿井水已成为华南煤矿区开采最主要的污染源。酸性矿井水因中高硫煤层开采氧化形成,而我国高硫煤多分布在华南地区,煤炭资源量约占全国煤炭资源总量的5%。针对华南高硫煤分布区矿井在开采及开采关闭后,产生大量的酸性矿井水,对水环境造成严重的影响和危害的水污染问题,从区域地质环境背景条件的角度,对华南高硫煤分布的地质环境特征、成煤时期的沉积环境、含煤地层条件、中高硫煤区域分布、含硫量特征以及区域水文地质条件等多项影响因素进行全面分析研究,明确了华南高硫煤开采区易产生酸性矿井水污染水环境的地质环境条件,为高硫煤矿区酸性矿井水的防治技术提供地质环境基础条件依据。     

废弃煤矿山酸水地学防治的实验室模拟研究

为了从地学的角度探索一种从源头变被动为主动的废弃煤矿山矿井酸水防治的途径,指导矿山环境恢复和治理,研究工作通过建立废弃煤矿山地下水系统物理模型,模拟了不同环境条件下矿井酸水形成和演化特征、探索了不同水动力条件下的矿山酸性水pH值、电导率等指标的变化趋势.实验结果表明:通过人为工程干预,促使"采空区"氧化环境向还原环境转...     

我国煤矿的主要地质灾害及防治对策

文章综合分析了煤矿区地震、滑坡、地面沉陷与塌陷、煤与瓦斯突出及突水等主要地质灾害。通过对各类灾害特征、成生机理及危害的研究，认为(1)煤矿地质灾害严重地危害着矿山正常生产和人民生活；(2)煤矿矿震生成主要是脆硬-软地层结构、褶皱构造、构造活化区及地下水突变、采煤卸载等内外环境因子综合作用的结果；(3)煤矿滑坡、地面沉陷及塌陷、煤与瓦斯突出和突水等地质灾害是矿区工程活动破坏了地质构造和生态环境、山体原始平衡所致。在此基础上，提出了煤矿地质灾害链和防御措施。     

国内外矿井水处理及资源化利用研究进展

煤矿区矿井水处理及资源化利用是实现煤炭工业高质量发展与矿区生态文明建设双重目标的重要推力。在全球水资源短缺与生态环境保护的约束下,矿井水作为一种非常规水资源,其大规模处理与高效利用是未来发展的必然选择。文中从煤矿区矿井水水质特征出发,全面论述了矿井水水质形成机制与水质评价方法,并将矿井水水质形成划分为含水层水–岩作用和采空区水–岩作用2个阶段。系统分析了国内外含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水及含特殊组分矿井水处理技术优缺点,重点阐述了含悬浮物矿井水高效旋流净化、高矿化度矿井水双极膜和膜蒸馏处理、酸性矿井水人工湿地处理的新技术。在总结国内外矿井水资源化利用现状的基础上,阐明了矿井水资源化利用的途径主要包括工业生产用水、生态用水、生活用水及热能利用4种。最后,提出了目前我国煤矿区矿井水处理及资源化利用存在的问题及科学思考,建立了矿井水处理及资源化利用概念模型,通过不断推进矿井水处理及资源化利用技术研发,提高矿井水资源综合利用率,解决煤矿区水资源供需矛盾,促进社会经济增长、煤炭资源开发与矿区生态文明建设三者之间的协同发展。     

煤矿酸性水水化学特征及其环境地球化学信息研究

以水化学数据为依据,应用相关分析,结合地质、水文勘探资料,对煤矿酸性矿排水 (AMD)的水化学特点及其成因进行了研究。煤矿AMD在一定的物质条件和环境条件下形成,只要条件适宜,不管是高硫煤还是低硫煤均可产生酸性水;低pH、高Eh、高TDS及高硬度是煤矿AMD的重要特征,水中的SO₃2-与其EC之间以及Fe3+/Fe2+比值与其Eh值走势具有良好的一致性,水中微量元素及重金属来源较复杂,如Ni、Cu、Co、Zn等来源于黄铁矿的氧化溶解,但Pb、Sr等主要来自AMD对煤系地层中煤及岩石中矿物的淋滤作用。      

太原西峪煤矿9号煤层带压开采危安区的划分

西峪煤矿位于太原西山岩水系统的晋祠岩溶水亚系统内的非主径流带上，由于本矿区9号煤层除最南端有小部分9号煤层底板高于水头外，其余全部处于水头之下，因此，奥陶系灰岩水已严重地威胁着9号煤层的安全开采，特别是在底板隔水岩柱薄弱地带或断裂陷落柱构造破碎带，已存在着岩溶水突破隔水岩柱溃入矿坑的危险性，本文着重研究并划分了矿区9号煤层带压开采的安全区与危险区，目的是为煤矿带压开采提矿坑的危险性，本文着重研究并划分了矿区的9号煤层带压开采的安全区与危险区，目的是为煤矿带压开采提供宝贵的资料。     

淄博市淄川区矿坑水对水资源的影响与应用研究

淄川区煤炭资源丰富，是淄博市主要的产煤区之一，经过长期的开采，部分煤矿闭境。本文调查研究了闭坑煤矿矿坑水的特征和演化规律及其对区域水资源的影响，根据其水质特点，提出了具体的综合利用措施。     

煤矿酸性水中亚稳态矿物Schwertmannite的形成与转变

斯沃特曼矿是一种形成于煤矿酸性水环境中的铁的含水硫酸盐矿物,具有很高的比表面积和不稳定性,对煤矿酸性水中有害微量元素的吸附和迁移活性具有重要影响。运用扫描电镜(SEM/EDX)和粉末X射线衍射等手段,通过测定和对比,鉴别了中国的煤矿酸性矿排水渠中存在斯沃特曼矿物,在实验室中模拟酸性水环境对煤中非均质黄铁矿进行氧化反应试验,结果显示,反应产物中存在斯沃特曼矿物,并且认为随着反应时间的延长,斯沃特曼矿物逐渐向针铁矿转变。     

山西潞安煤矿区兼及辛安村泉域岩溶水同位素研究

根据同位素水文地质研究，对潞安煤矿供水勘探区中奥陶统岩溶水划分为４个水动力条件分区，对其所在辛安村泉域划分了３个岩溶水系统。论述了各区岩溶水的补、径、排特征，计算了岩溶水的年龄及流速、天然补给量等水文地质参数。     

隧道围岩中黄铁矿的氧化对隧道混凝土衬砌耐久性的影响研究

当隧道工程施工遇到含黄铁矿的地层时，黄铁矿氧化形成的酸性环境以及其引发的一系列化学反应会对隧道混凝土衬砌的耐久性带来不利的影响。利用黄铁矿氧化形成酸性环境水的一系列化学反应和机理，并对隧道混凝土衬砌在酸性环境水条件下的侵蚀过程进行了实验室浸泡试验和理论分析，运用化学热力学对酸性环境下混凝土中不同硅酸盐矿物和铝酸盐矿物侵蚀反应的吉布斯自由能的变化△Gγ^φ和反应的平衡常数lgKT。计算结果表明铝酸盐抗H^ 离子侵蚀的能力比硅酸盐差；在酸性水中，高钙硅比、高碱性的是水化矿物一般比低钙硅比、低碱性的水化矿物稳定性差。研究结果结合具体的隧道工点调查，可以为穿越含黄铁矿地层的隧道混凝土病害整治和预防提出了针对性很强的工程措施。     

矿坑地下水的污染与防治

多金属硫化矿、硫铁矿和煤矿为我国矿产资源中的绝大多数。其中金属硫化矿的矿种最多。这些矿山由于矿石中含有一定数量的硫,矿床一经开采会加剧氧化。硫经氧化作用后极易形成酸性矿坑水。这种酸性水在井下腐蚀管道与设备,危害矿工健康;排出井巷,污染环境和水源,破坏水生与陆生生态系统,危害工农业和鱼业生产,直至人群健康。     

湖南镇水电站左坝肩地下水质酸性化的成因机理分析

文章在论述地下水主要水化学特片的基础上，分析了地下水质酸性化的形成机理。认为研究区地下水质的酸性化主要发生于地下位季节变化带内，与岩体中黄铁矿的氧化作用密切相关；不同部位岩体中硫化含量的高低造成了产酸作用的差异，而后者则导致不同部位间地下水质的差异。所建的化学热力学模型模拟结果表明，在地下水质呈强酸化的部位，水-岩系间的相互作用具有较大的反应动力。对如何防治酸性水提出了建议。