神府礦區井下綜采設備檢修過程中礦井水水質變化特征

摘要：鄂爾多斯盆地神府礦區生態環境脆弱、水資源短缺,礦井水是重要的非常規水資源,但是井下采掘過程中產生的各種污染組分,又大大限制了礦井水的回用。工作面是污染組分產生的主要來源,特別是綜采設備檢修期間。為查清工作面綜采設備檢修過程中污染組分釋放規律,開展了該階段礦井水水質變化的現場實驗研究,結果表明:研究區煤層頂板基巖含水層長期水巖相互作用形成的高礦化度地下水,導致采空區積水中TDS質量濃度具有基巖含水層水特征(TDS=1348.0 mg/L)。綜采設備檢修和正式回采過程中設備用水TDS質量濃度較低,使綜采工作面礦井水中TDS質量濃度略有降低(1296.0~1316.0 mg/L),其中SO4^2-質量濃度降低了28.0~48.0 mg/L。設備檢修過程中的人類活動,向礦井水中排放NH+4和大腸桿菌等,硝化作用使采空區和檢修前礦井水中NO-3質量濃度較高(1.12~1.97 mg/L)。綜采設備檢修會導致礦井水中耗氧量、TOC含量,UV 254等有機物指標質量濃度顯著增加,利用三維熒光指紋發現,采空區和設備檢修前的礦井水中主要存在人類活動廢水和煤溶出有機質,設備檢修期間礦井水中主要存在多環芳烴和石油類污染物,且熒光強度非常高;正式回采期間礦井水中則存在人類活動排出有機物、設備用油、煤溶出有機物等。綜采工作面(尤其是設備檢修階段)礦井水中油類污染物質量濃度相對較高。因此,有必要做好綜采工作面有機污染的控制,以降低礦井水中污染物質量濃度和礦井水處理成本,擴大礦井水回用途徑。