煤矸石中無機和有機氮的溶出規律研究

作者：趙麗,張攀群,劉婷,孫艷芳,張慶,孟珣珣,李俊杰

摘要：在我國生態脆弱煤礦區,地下采空區多以煤矸石為填充材料用于礦井水的臨時儲存和凈化,然而,煤矸石中溶出的氮素對礦井水水質的影響研究報道卻很少。文中以保德礦區采集的煤矸石為研究對象,在溫度為25℃,達西流量0.25mL/min條件下通過柱模擬試驗研究了地下采空區充填煤矸石無機和有機氮的溶出規律,這對于評價地下采空區預處理礦井水效果具有重要意義。研究結果表明:煤矸石溶出的氮素主要為氨氮,其次為有機氮。在整個實驗過程中,煤矸石中氨氮、總氮(TN)及有機氮的溶出具有間歇性特點,這與所研究煤矸石的巖石成分、礦物成分和化學成分有關,且氨氮的間歇性溶出對淋出液中pH值的變化也有一定影響。淋出液中氨氮(NH+4-N)、硝態氮(NO-3-N)、亞硝態氮(NO-2-N)、總氮(TN)和溶解性總固體(TDS)濃度的最大值均出現在實驗初始取樣點18h;其中硝態氮、亞硝態氮和TDS均經過了快速下降、緩慢下降至穩定三個階段。實驗開始時淋出液中硝態氮濃度約為實驗結束時的42倍左右,亞硝態氮濃度約為結束時的600倍左右。總體上,煤矸石中各類氮素在前期溶出速度較快,但溶出量隨時間的推移而減小并趨于穩定。

發文機構：河南理工大學資源環境學院 礦山地質災害成災機理與防控重點實驗室 中原經濟區煤層（頁巖）氣河南省協同創新中心

關鍵詞：煤礦地下采空區煤矸石氨氮柱模擬實驗coal mine underground goafcoal gangueammonia nitrogencolumn experiment

分類號： TD849.5[礦業工程—煤礦開采]