西南地区煤矿酸性矿井水产生机理及低成本处理技术研究
Generation Mechanism and Low-Cost Treatment Technology of Acidic Mine Water in Coal Mines of Southwest China
DOI: 10.12677/aep.2026.168141, PDF,    科研立项经费支持
作者: 杨 飞, 黄晶晶:中煤科工重庆设计研究院(集团)有限公司,重庆
关键词: 煤矿酸性矿井水产生机理处理技术Coal Mines Acidic Mine Water Formation Mechanisms Treatment Technologies
摘要: 西南地区是我国高硫煤矿集中分布区,长期采矿活动产生的酸性矿井水对区域生态环境构成严重威胁。本文系统分析了西南地区酸性矿井水的水质特征与形成机理,梳理评价了各类低成本处理技术的适用性,并结合典型治理案例提出了区域适配的技术方案。结果表明西南地区酸性矿井水呈现“三高一低”的典型特征,其形成是黄铁矿化学氧化与微生物催化耦合作用的结果;石灰石中和法、人工湿地等低成本技术在西南地区具有良好的适用性,“主动治理 + 被动治理”的组合模式可在保证处理效果的同时显著降低运行成本。研究成果可为西南地区废弃煤矿酸性矿井水污染治理提供理论依据和技术参考。
Abstract: The southwestern region of China is home to a high concentration of high-sulfur coal mines, and the acidic mine water generated by long-term mining activities poses a serious threat to the regional ecological environment. This paper systematically analyzes the water quality characteristics and formation mechanisms of acidic mine water in the southwestern region, reviews and evaluates the applicability of various low-cost treatment technologies, and proposes regionally tailored technical solutions based on typical remediation case studies. The results indicate that acidic mine water in the Southwest exhibits the typical characteristics of “three highs and one low,” and its formation results from the coupled effects of the chemical oxidation of pyrite and microbial catalysis. Low-cost technologies such as limestone neutralization and constructed wetlands are well-suited for the Southwest region, and a combined “active treatment + passive treatment” approach can significantly reduce operating costs while ensuring treatment effectiveness. These research findings provide a theoretical basis and technical reference for the remediation of acidic mine water pollution in abandoned coal mines in the Southwest region.
文章引用:杨飞, 黄晶晶. 西南地区煤矿酸性矿井水产生机理及低成本处理技术研究[J]. 环境保护前沿, 2026, 16(8): 1402-1411. https://doi.org/10.12677/aep.2026.168141

参考文献

[1] 田华, 杨嘉懿, 韩强强, 等. 煤炭开采对地下水的影响预测[J]. 煤炭技术, 2021, 40(12): 110-114.
[2] 任佳佳. 酸性矿井水形成及处理研究[J]. 环境保护前沿, 2021, 11(3): 492-496.
[3] 李曦滨. 华南高硫煤分布区酸性矿井水形成的地质环境特征研究[J]. 中国煤炭地质, 2022, 34(S1): 7-11.
[4] 陈宏坪, 韩占涛, 沈仁芳, 等. 废弃矿山酸性矿井水产生过程与生态治理技术[J]. 环境保护科学, 2021, 47(6): 73-80.
[5] 李国东. 煤矿酸性矿井水达地表水准Ⅲ类标准处理工艺设计[J]. 中国给水排水, 2025, 41(16): 90-95.
[6] 廖禄云, 杨在文, 杨放, 等. 西南地区硫铁矿和高硫煤矿AMD的环境问题及其治理对策[J]. 成都理工大学学报(自然科学版), 2021, 48(6): 754-761.
[7] 肖伟. 煤矿矿井水处理技术及资源化利用研究现状[J]. 煤化工, 2024, 52(2): 107-112.
[8] 李青山, 杨广焱, 康小兵, 等. 川东华蓥山废弃矿井水化学特征及影响因素分析[J]. 四川环境, 2023, 42(3): 130-139.
[9] Zhang, R., Wu, P., Ye, H. and Li, X. (2021) Hydrogeochemical Characteristics and Quality Assessment of Mine Water in Coalfield Area, Guizhou Province, Southwest China. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 107, 1087-1094.
https://doi.org/10.1007/s00128-021-03322-4
[10] 王鹤茹, 杨琳琳, 王蕊, 吴怡谦, 宋永伟. 基于不同能源底物和营养水平的酸性矿山废水产生机制研究[J]. 环境科学学报, 2021, 41(10): 4056-4063.
[11] Hao, H., Hao, X., Chen, M., Li, X., Cao, X., Zha, X., et al. (2025) Towards Better Understanding of Intermittent Pollution Mechanism of Seasonal Karst Spring by Combining Hydrogeology, Hydrogeochemistry, and Rees Indication. Journal of Hydrology, 662, Article 133873.
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133873
[12] 吴攀, 黄江浔, 李清光, 等. 废弃矿井水质演化生物地球化学机制及有价元素资源化利用综述[J]. 煤田地质与勘探, 2026, 54(5): 206-220.
[13] 周文龙, 杨胜兴, 李汝红, 等. 喀斯特地区煤矿酸性废水(AMD)综合治理研究[J]. 中国煤炭地质, 2023, 35(2): 33-40+52.
[14] 李博, 杨忠芳, 季文兵, 等. 典型岩溶区硫化物矿床——广西贵港锡基坑铅锌矿开采的生态效应[J]. 现代地质, 2020, 34(5): 957-969.
[15] 李思南, 吴攀, 张翅鹏, 等. 贵州猴子沟煤矿区典型岩溶管道地球化学分析[J]. 地下水, 2017, 39(3): 1-3.
[16] 于春勇, 任虎俊. 贵州省鱼洞河流域桃子冲岩溶泉污染现状及机理[J]. 中国煤炭地质, 2021, 33(11): 51-55+72.
[17] 任虎俊, 陈亚洲, 王锋利. 喀斯特地区闭坑煤矿酸性水污染及治理模式研究[C]//中国环境科学学会环境工程分会. 中国环境科学学会2019年科学技术年会——环境工程技术创新与应用分论坛论文集(一). 北京: 《工业建筑》杂志社有限公司, 2019: 10-14.
[18] 李仁启, 罗康生, 陆治斌, 等. 贵州省凯里市鱼洞岩溶大泉成因与水质污染研究[J]. 四川环境, 2023, 42(5): 118-127.
[19] 胡德勇, 余浪, 牟远望, 等. 贵州龙里猴子沟岩溶山区废弃煤矿矿井水质特征及迁移途径分析[J]. 四川地质学报, 2025, 45(2): 274-278.
[20] 车巧慧, 杜松, 张德高, 等. 煤矿酸性矿井水末端治理方法及应用研究进展[J]. 煤炭科学技术, 2024, 52(12): 339-351.
[21] 康媞, 胡文, 陈守应. 煤矿酸性废水处理技术的应用研究[J]. 环境工程, 2012, 30(4): 46-47+69.
[22] 李向东, 蔡洁莹, 冯启言, 等. 分散碱性基质法处理闭坑煤矿酸性矿井水试验研究[J]. 煤炭科学技术, 2020, 48(9): 160-165.
[23] 吴艾静. 生物强化不同基质潜流人工湿地治理酸性老窑水的机理研究[D]: [博士学位论文]. 太原: 太原理工大学, 2023.
[24] 李萌晓, 赵林, 陈达颖, 等. 硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进展[J]. 应用化工, 2023, 52(12): 3439-3443+3448.
[25] 狄军贞, 董艳荣, 安文博. 矿山酸性废水生物处理技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2024.
[26] 陈鸿申, 赵爽, 田合利, 等. 闭坑煤矿山酸性废水治理方法: 以贵州省道真县平模山闭坑煤矿为例[J]. 中国矿业, 2024, 33(11): 167-174.