神东矿区高氟矿井水分布特征及形成机制
郝春明1
张伟2
何瑞敏3
李庭4
包一翔5
李井峰5
1.华北科技学院化学与环境工程学院,河北三河065201;煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京1000112.华北科技学院化学与环境工程学院,河北三河0652013.神华神东煤炭集团有限责任公司,陕西榆林7193154.中煤(北京)环保工程有限公司,北京1000135.煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京100011
摘要：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+,HCO3-,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,HCO3-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.
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
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(41572344)国家重点实验室开放基金(SHJT-17-42.17)财政部自然资源部山水林田湖草联合修复专项资助项目(LCG2020009)
论文发表日期：2021-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 1966-1977 )
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