采煤过程对地下水的影响与防治

1、采煤过程对地下水的影响与防治、八 、前言 煤炭是我国的主要能源，在我国一次性能源中占76以上，必定要进行大量的采煤。采煤过程中破坏了煤层所处的环境，使其原来的复原 环境变成了氧化环境。煤炭中一般都含有约0.3 %5%的硫，主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的 2/3 。煤层开采后处于氧化环境，流铁矿 与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反响，生成硫酸和 氢氧化铁，使水呈现酸性，即生产了酸性矿井水。PH直低于6的矿井水称酸性矿井水。酸性矿井水在我国局部煤矿特别使南方煤矿分别较为广泛。我国南方煤矿的矿井水 pH值一般在2.55.8，有时达2.0 o pH值低的原 因与煤中含硫量高有密切关

2、系。酸性矿井水的形成对地下水造成了严重 的污染，同时还会腐蚀管道、水泵、钢轨等井下设备和混凝土井壁，也 严重污染地表水和土壤，使河水中鱼虾绝代，土壤板结，农作物枯萎， 影响人体健康。1 酸性矿井水的危害矿井水的pH值低于6即具有酸性，对金属设备有一定的腐蚀性；pH值低于4即具有较强的腐蚀性，对平安生产和矿区生态环境产生严重危害。 具体有以下几个方面：1腐蚀井下钢轨、钢丝绳等煤矿运输设备。如钢轨、钢丝绳受pH值2探放pH值低的老空水，铁质控水管道和闸门在水流冲刷下腐蚀很快，使放水失去控制而带来灾害；3酸性矿井水中SO42-含量很高，与水泥中某些成分相互作用生成含水硫酸盐结晶。这些盐类在生成时体积

3、膨胀。经测定，当SO42-生成CaSO42H2时，体积增大一倍；形成 MgSO47H2时，体积增大430% ;体 积增大使混凝土构筑物结构疏松、强度降低而受到毁坏。4酸性矿井水还是环境污染源。酸性矿井水排入河流，pH质小于4时,会使鱼类死亡；酸性矿井水排入土壤，破坏土壤的团粒结构，使土壤板 结，农作物枯黄，产量降低，影响工农关系；酸性矿井水人类无法饮用， 长期接触，可使人们手脚破裂，眼睛痛痒，通过食物链进入人体，影响 人体健康。2 酸性矿井水形成的原因煤系地层大多形成于复原环境，含黄铁矿FeS2的煤层形成于强还 原环境。煤炭中一般都含有约0.3 %5%的硫，主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的

4、 2/3 。煤层开采后处于氧化环境，流铁矿与矿井水和空气 接触后，经过一系列的氧化、水解等反响，生成硫酸和氢氧化铁，使水 呈现酸性，即生产了酸性矿井水。酸性矿井水形成的主要原因即发生的 主要化学反响如下：1 黄铁矿氧化生成游离硫酸和硫酸亚铁：2FeS2+ 7O2+2H2&2H2SO4+2FeSO42 硫酸亚铁在游离氧的作用下转化为硫酸铁：4FeSO乌 2H2SO4P OP2Fe2 SO4 3 + 2H2O3 在矿井水中，硫酸亚铁的氧化作用，有时也不一定需要硫酸：12FeS2+ 3O2+6H2&4Fe2 ( SO4 3+ 4Fe (OH 34 矿井水中硫酸铁，具有进一步溶解各种硫化矿物的作用：Fe2 (S04 3 + MS H23 3/2 02 f M SO4+2FeSO4 H2SO45 硫酸铁在弱酸性水中发生水解而产生游离硫酸：Fe2( S04)3+6H20f2 Fe( 0H)33H2S046 在矿井深部硫化氢含量高时，在复原条件下，富含硫酸亚铁的矿 井水也可产生游离硫酸：2FeS045H2Sf2 FeS2 3SH2S044 H20酸性矿井水的性质除与煤中含硫量有关外，还与矿井水涌水量、密 闭状态、空气流通状况、煤层倾角、开采深度及面积、水的流动途径等 地质条件和开采方法有关。矿井涌水量稳定，那么水的酸性稳定；密闭差、 空气流通良好，那么水的酸性较强，Fe3+离子含量较多；反