煤炭学报

作者：郝春明, 张伟, 何瑞敏, 李庭, 包一翔, 李井峰,

关键词：氟化物, 矿井水, 源解析, 水岩作用, 氢氧同位素, 神东矿区,

神东矿区煤炭资源丰富，但淡水资源匮乏，高氟矿井水已成为制约矿井水循环利用的关键因素，然而高氟矿井水的来源和形成机制尚未进行过系统研究。系统采集了神东矿区62组不同水体样品，利用数理统计、离子比及因子分析等手段，在矿物溶解与沉淀，蒸发浓缩，阳离子交换，竞争吸附和人为污染作用等方面探讨了神东矿区高氟矿井水的F-质量浓度特征和空间分布规律，并分析了其来源和形成机制。结果显示:神东矿区矿井水中F-质量浓度为0.16~12.75 mg/L，平均值为5.01 mg/L，有77.78%的样品超过了《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)。从空间分布看，神东矿区矿井水中F-质量浓度呈现西北高，东南低的态势，高氟矿井水主要分布在布尔台矿和乌兰木伦矿等矿区。垂向上看，高氟地下水主要集中分布在埋深150~300 m，主要为3-1煤和5-2煤开采后产生的矿井水的埋深范围。偏碱性，高TDS，Na+，HCO-3，和低Ca2+是形成高氟矿井水的主要水化学环境。延安组是高氟矿井水最主要的补给来源。高氟矿井水的形成主要受含氟矿物的溶解控制，方解石和白云岩的溶解饱和影响了萤石等含氟矿物的溶解平衡，造成矿井水中F-质量浓度的升高;阳离子交换作用提升了矿井水中Na+的质量浓度，HCO-3的竞争吸附置换出了黏土矿物表面吸附态的F-，均促进了F-在矿井水中富集，而蒸发浓缩和人类活动对高氟矿井水形成贡献较小。

来源：2021年第6期

《煤炭学报》期刊编辑部

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