矿井水水化学特征及资源化利用研究——以张集煤矿为例

由于煤炭开采活动大量矿井水被抽排至地面,造成严重水资源浪费和环境污染,为发展“绿色矿业”理念,探寻矿井水资源化利用的有效途径。以淮南煤田张集煤矿为研究对象,采集了矿区不同来源矿井水共82个水样,并选取Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)+K^(+)、Cl^(−)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2−)、HCO_(3)^(-)七大离子和pH、TDS、EC、TH共11个指标作为水质检测依据,探讨了张集煤矿矿井水的一般水化学特征、主要离子成分、离子含量动态变化特征,并利用相关性和主成分分析方法深入探究矿区水样的水化学特征,然后依据水化学分析结果对矿井水进行水质评价,并按照“分级分类”标准进行水质等级划分,得到矿井水初步利用途径,最后计算水样钠吸附比(SAR),建立钠吸附比(SAR)和EC关系,划分张集煤矿矿井水盐渍化和钠毒害风险等级,最终判定研究区矿井水资源化利用的途径。得出结论:张集煤矿矿井水TDS含量为255.47~7291.74 mg/L,平均值高达2346.60 mg/L,严重超标,其中离子组成含量贡献度最高的是Na^(+)和K^(+);按照“分级分类”标准划分的水质分级结果为研究区Ⅴ类矿井水占比高达81%;钠吸附比(SAR)和EC关系显示,79.3%的水样点分布在S3-E4区和S4-E4区,说明张集煤矿矿井水存在较高的盐渍化和钠毒害风险,不适宜用做农业用水,矿井水水域只可作为一般工业用水区、人体非直接接触娱乐用水区或者一般景观水域。