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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
大柳塔煤矿地下水库水岩作用机理分析
  • 作者

    房满义李雪妍张根刘骞脱凯用刘淑琴

  • 单位

    中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院

  • 摘要

    煤矿地下水库运行中发现顶板垮落岩石对矿井水具有净化作用,而水岩作用机理尚不明确。为揭示大柳塔煤矿地下水库水岩作用机理,选取水库顶板岩样和矿井水为研究对象,采用XRD、XRF、SEM、FT-IR对顶板岩样进行了化学组成分析以及结构分析表征,开展了岩样中5种典型矿物与矿井水的静态作用实验研究,基于矿井水电导率以及其中K+、Na+、Mg2+、Ca2+四种阳离子的浓度变化,探讨了可能的水岩作用机理,并研究了Ca2+在绿泥石上的吸附等温线行为及其影响因素。研究结果表明,该水库中的水岩作用包括顶板岩样中可溶矿物的溶解作用,钠长石、钾长石、高岭石、伊利石、绿泥石的水解作用;其中矿井水中增加的K+主要来自钾长石、伊利石的水解作用。顶板岩样对矿井水中的金属离子具有吸附作用,顶板岩样对Mg2+的吸附作用大于顶板岩样中绿泥石的水解作用所释放的Mg2+,而矿井水中Ca2+的减少主要是顶板岩样中绿泥石的吸附作用所致,矿井水中生成CaCO3的沉淀作用也能引起Ca2+的减少。此外,水岩作用可能包括Ca-Mg、K-Mg的阳离子交换。绿泥石对Ca2+的吸附过程存在多分子层的非均匀吸附,且绿泥石表面的吸附位点是不规则的,吸附位点之间的吸附并非相互独立。

  • 关键词

    煤矿地下水库水岩作用吸附水解

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