煤田地质与勘探

作者：王甜甜, 靳德武, 薛建坤, 姬红英, 尚宏波, 周振方, 杨建, 曹煜,

关键词：煤矿采空区, 3-1煤矿井水, 氟来源, 溶解释放, 蒙陕接壤区,

采空区是高氟矿井水形成的关键区域，其水−岩系统中氟的来源与溶解释放决定了矿井水中氟的富集或贫化。针对蒙陕接壤区3-1煤采空区矿井水氟来源及释放规律不清晰问题，采用水化学测试、岩石矿物成分分析、矿物扫描电镜与能谱检测，以及室内水−岩作用仿真模拟试验，查明矿井水氟物质来源与赋存载体，揭示岩石中氟释放规律。结果表明：研究区3-1煤矿井水水化学类型主要为HCO3-Na与SO4-Na型，3-1煤采空区矿井水氟浓度高于3-1煤生产工作面的矿井水浓度，且采空区矿井水pH、Na+/Ca2+浓度比均大于工作面矿井水。3-1煤采空区矿井水F−的物质来源为泥岩与粉砂岩，2种岩石中氟平均含量分别为741、610 mg/kg，氟在固相中的主要赋存载体为蒙脱石、高岭石、伊利石及绿泥石。采空区水−岩系统中氟的释放受岩性、粒径、pH、温度及Na+/Ca2+浓度比5个因素影响。其中，泥岩及粉砂岩中的氟比细砂岩中的更容易释放进入水中；无论何种岩性，随着粒径的减小，氟释放F−的浓度增大；此外，碱性、高温及高钠低钙的水化学环境均可促进岩石中氟的溶解释放。

来源：2023年第2期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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