采煤过程对地下水的影响与防治.docx

1、采煤过程对地下水的影响与防治采煤过程对地下水的影响与防治前言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，使其原来的还原环境变成了氧化环境。煤炭中一般都含有约 0.35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、水解等反应，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 值低于 6的矿井水称酸性矿井水。酸性矿井水在我国部分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。pH 值低的原因与煤中

2、含硫量高有密切关系。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 1 酸性矿井水的危害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，对安全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

3、分相互作用生成含水硫酸盐结晶。这些盐类在生成时体积膨胀。经测定，当 SO42-生成CaSO42H2O 时，体积增大一倍；形成 MgSO47H2O 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 2 酸性矿井水形成的原因酸性矿井水形成的原因煤系地层大多形成于还原环境，含黄铁矿（FeS2）的煤层形成于强还

4、原环境。煤炭中一般都含有约 0.35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、水解等反应，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应如下：1 黄铁矿氧化生成游离硫酸和硫酸亚铁：2FeS27O2+2H2O2H2SO4+2FeSO42 硫酸亚铁在游离氧的作用下转化为硫酸铁：4FeSO42H2SO4O22Fe2（SO4）32H2O3 在矿井水中，硫酸亚铁的氧化作用，有时也不一定需要硫酸：12FeS23O2+6H2O4Fe2（SO4）34Fe（OH）34 矿井水中硫酸

5、铁，具有进一步溶解各种硫化矿物的作用：Fe2（SO4）3MSH2O3/2 O2M SO4+2FeSO4H2SO45 硫酸铁在弱酸性水中发生水解而产生游离硫酸：Fe2（SO4）3+6H2O2 Fe（OH）33H2SO46 在矿井深部硫化氢含量高时，在还原条件下，富含硫酸亚铁的矿井水也可产生游离硫酸：2FeSO45H2S2 FeS23SH2SO44 H2O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，则水的酸性稳定；密闭差、空气流通良好，则水的酸性较强，Fe3+离子含量较多；反之，则酸性较弱，Fe2+离子较多；开采越深，煤的含硫量越高；开采面积越大，水的流经途径越长，则氧化、水解等反应进行得越充分，水的酸性越强，反之则弱。