煤炭学报

作者：王甜甜, 薛建坤, 尚宏波, 周振方, 杨 建, 刘 基, 曹 煜,

关键词：矿井水, 氟, 污染特征, 水化学特征, 蒙陕接壤区,

自然成因高氟地下水诱发的环境及饮用水安全问题受到国内外广泛关注，前人对其分布特 征及形成机制开展了大量研究，但高氟矿井水形成与地下水不同，受自然成因与人类活动双重控 制。 针对目前矿井水中氟的污染特征及成因机制尚不清晰的问题，以蒙陕接壤区某矿井为研究对 象，采集地表水、地下水、矿井水水样 71 组，地下含水层岩样 34 组，通过水岩样检测分析，研究矿井 水中氟的主要污染特征，并借助 piper 三线图、Gibbs 图、岩石 SEM-EDS，离子关系图等探究高氟矿 井水的形成机制。 研究结果表明:研究区 2-2 煤矿井水与 3-1 煤矿井水氟离子质量浓度相差较 大，2-2 煤及 3-1 煤矿井水氟的平均质量浓度分别为 0.29，6.36 mg / L，2-2 煤顶板及 3-1 煤顶板地 下水中氟的质量浓度分别 0.30，4.32 mg / L，3-1 煤高氟矿井水的形成与其顶板地下水中氟富集密 切相关。 3-1 煤顶板地下水氟富集的主要原因是岩石中氟质量分数较高，平均值为 609 mg / kg，氟 磷灰石、角闪石及云母等含氟矿物的溶解是地下水中氟离子的主要来源。 此外，3-1 煤顶板地下水 中氟富集还受绿泥石、伊利石及蒙脱石互层等黏土矿物表面的氟解吸作用及地下水 Na+ 与岩石 Ca2+、Mg2+阳离子交换吸附作用的影响。 较高质量浓度的OH-及HCO-3竞争吸附黏土表面的电位， 促进 F- 的解吸;且高 Na、低 Ca 的环境抑制了 CaF2 沉淀的生成，促进了氟的富集。 最终 3-1 煤顶板 地下水在采煤扰动作用下经导水裂隙涌入采煤巷道或工作面形成高氟矿井水，随后与采空区岩石 发生二次充分水-岩作用，进一步导致矿井水氟质量浓度升高。

来源：2022年第11期

《煤炭学报》期刊编辑部

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