考虑采动效应的闭坑矿井水硫酸盐污染规律

作     者：齐跃明 周沛 周来 蒋丹 杨雨晴 刘延卓 QI Yueming;ZHOU Pei;ZHOU Lai;JIANG Dan;YANG Yuqing;LIU Yanzhuo

作者机构：中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 

出 版 物：《煤田地质与勘探》 (Coal Geology & Exploration)

年 卷 期：2024年第52卷第4期

页      面：89-100页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家重点研发计划课题(2022YFC3702203) 国家自然科学基金项目(52274243) 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX23_2765) 中国矿业大学研究生创新计划项目(2023WLJCRCZL004) 

主　　题：闭坑煤矿 酸性矿井水 硫酸盐 导水裂隙带 采动效应 综合防控 

摘      要：高硫煤矿闭坑后成为埋藏在地表以下深部的产酸污染场,对相邻含水层和周边环境造成了潜在危害,且因采动效应影响和矿井空间分布复杂导致相邻含水层的污染过程与污染程度评价困难。以某闭坑矿区为研究对象,选取SO_(4)^(2-)作为特征污染物,考虑多煤层采动裂隙对含水层结构的破坏影响,运用数值模拟技术对闭坑矿区酸性矿井水中SO_(4)^(2-)污染迁移特征进行研究,并分析流体扩散系数对含水层污染物运移的影响。结果表明:SO_(4)^(2-)在二叠系童子岩组砂岩含水层中水平迁移面积随时间增大而增大,增大速率逐渐减小,垂向渗透系数扩大10倍,空间变异性增强;闭坑5、10、15a后,最大水平迁移距离分别为215、414、612m,最大垂向迁移距离分别达到50、65、70m;而扩散系数越大,产酸时间越长,SO_(4)^(2-)迁移距离和污染范围将随之增大,相较于水平方向,垂向上SO_(4)^(2-)浓度变化对扩散系数的敏感度更高。基于模拟结果,结合闭坑矿区实际条件,针对性提出了“源头减量-过程阻断-末端治理的综合防控与治理方案。研究结果将为该闭坑煤矿酸性矿井水污染治理与防控提供理论基础,也为其他同类矿井提供科学借鉴。