酸性矿井水对K2灰岩抛光面形貌侵蚀深度研究

本文主要探讨了酸性矿井水对山西省晋城地区15#煤层直接顶板K2灰岩表面形貌的影响。K2灰岩是一种常见的地表岩层，在煤矿开采过程中，由于地下矿井的酸性废水（酸性矿井水）的渗透，可能会对地表岩石造成腐蚀。研究者选择了K2灰岩抛光面作为实验对象，通过表面形貌仪对其在酸性矿井水作用前后进行了细致的粒度和粗糙度分析。 研究发现，酸性矿井水对K2灰岩抛光面的表面形态产生了显著影响。首先，随着酸性矿井水的作用，抛光面的颗粒粒径颗粒数呈现出明显的减小趋势，表明酸性物质的侵蚀导致了颗粒尺寸的变化。其次，对于抛光面的表面粗糙度参数，如轮廓均方根偏差Rq和轮廓平均高度Rc，酸性矿井水的影响相对较小，但对峰高度Rp、谷深度Rv以及轮廓最大高度Rz的影响则更为显著。这说明酸性环境下的化学反应，特别是生成的CaSO4和CO2气体，对表面峰谷起伏等微观特征的塑造起着关键作用。 此外，酸性矿井水的酸碱反应不仅侵蚀了岩石表面，还可能引发矿物成分的改变，进一步影响其力学性能和稳定性。该研究不仅对理解矿井开采对地质环境的影响具有重要意义，也为矿产资源的保护和环境保护提供了科学依据。 研究者韩文梅、杨文博和李建军，分别来自中北大学理学院，他们的工作受到山西省煤层气联合研究基金、山西省自然科学基金和中北大学科学研究基金的资助。韩文梅教授作为主要作者，她的研究领域集中在岩石断裂力学与工程力学，对这项研究的理论和实践意义有深入的理解。 这篇论文通过对K2灰岩抛光面表面形貌变化的细致观察和分析，揭示了酸性矿井水侵蚀作用的机理，为矿业工程中的环境影响评估和技术改进提供了有价值的数据支持。