煤田地质与勘探

作者：李俊, 桂和荣, 丁鹏飞, 陈永青, 万和勇, 李为琦, 黄大伟, 彭位华, 胡洋, 郭艳,

关键词：矿井水资源化, 老空水水质, 离子来源, 特征污染物, 移动式水处理装备, 大同矿区,

目的山西大同矿区老空水水害威胁严重，疏排老空水又受到环境保护政策的制约，因此老空水资源化利用是解除矿山水害困扰、水环境保护以及缓解矿区缺水现状的有效途径。方法以区内浅部煤层老空水为研究对象，基于饱和指数(SI)、氯碱指数(CAI)、钠离子吸附比(SAR)等水文地球化学指标及水质评价理论，进行老空水常规理化特征、水化学组分和水质污染指标联合测定，分析老空水水质特征及成因，确定不同用水标准下特征污染物类型。结合应用案例，提出大同矿区老空水资源化应用技术路径。结果和结论(1) 大同矿区老空水水化学类型与典型西北煤炭基地矿井水一致，主要为Na-SO4、Ca-SO4。溶解性总固体(TDS)和电导率(EC)均值(分别为2 190 mg/L、2716 μS/cm)指示水体盐度和离子浓度较高的特征。(2) SI、离子比例、CAI和Gibbs半对数图解阐释老空水化学组分受到岩石风化和蒸发−浓缩协同控制，主要化学成分形成作用为阳离子交替吸附和溶解溶滤作用。(3) 基于“源头保护、分类处理、综合利用”基本原则，确定老空水作为景观娱乐用水、工业用水、农田灌溉用水时，属于高矿化度、高悬浮物、高硫酸盐型水，超标指标有TDS、\mathrmSO_4^2- 、硬度(TH)、悬浮物、化学需氧量、总(粪)大肠杆菌等。(4)基于老空水水源地科学定位、储水模式分级、特征(剩余)污染物控制处理、资源化综合用水潜力评估，构建大同矿区老空水资源化综合利用技术路径，并通过工程案例分析，论证移动式水处理站对研究区沟壑纵横地形地貌的适应性，有效地验证了移动式水处理装备推广应用前景，同时对于推动类似缺水煤矿走上节水、绿色发展之路具有重要的战略意义。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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