煤矿地下水库是西部矿区水资源保护的重要技术途径,其不仅能利用采空区垮裂煤岩体自由空隙进行水体储存,还能通过煤岩的水岩作用实现水质净化。因此,研究揭示采空区垮裂煤岩对地下水库储水的水质净化机理和影响规律,对于高效实施储水的分质利用、合理地选取有利于水质净化的水库位置等都具有重要的指导意义。论文以万利一矿地下水库为研究对象,利用煤、砂质泥岩、铝质泥岩和砂岩四种岩样与矿井水开展了长期的水岩相互作用实验,研究了水岩相互作用对储水水质的影响规律及净化机理,并基于此开展了地下水库选址和储水复用的调度优化。研究发现,四种岩性岩石对矿井污水均有明显的水质改善作用,多数水质特征值呈波动降低趋势,仍有少数参数（如总硬度、大肠杆菌）呈波动增加趋势,且当初始水质特征值越高或岩石黏土矿物含量越大,则水质特征的变化幅度越明显。四种岩性岩石中,煤对矿井污水的净化效果最好;实验80天发现,煤对矿井水的浊度、BOD₅、余氯和石油类等参数的削减率可达80%以上,对总碱度、总硬度的降低率为30%以上。受水岩相互作用时间的影响,某些水质特征（如溶解性总固体、COD）会出现先降低而后又逐步升高的现象,表现出水库储水时间过长而导致的水质劣化现象。根据煤岩扫描电镜和X衍射分析结果,分析了煤岩对关键水质特征的影响机理,得出当矿井水初始离子浓度较高时,在水岩作用初期,由于岩石中黏土矿物表面和可溶性有机质的吸附、沉淀作用较强,水体溶解性总固体、总硬度等一般呈降低趋势,而后随着水对岩石的溶蚀作用的相对增强,又会呈增加趋势;煤和砂岩中的活性有机质可电离出较多的H⁺与水中碱性物质反应,使得水体总碱度明显降低;铝质泥岩表面富含形态致密的黏土矿物,有利于大肠杆菌黏附、繁殖,易导致水体大肠杆菌指标增加。根据不同岩性岩石对水质净化效果的差异,进行了地下水库的选址优化。即优先选择遗煤较多,铝质泥岩较少的采空区作为地下水库建设地址;充分考虑水岩相互作用时间过长对水质的劣化效应,进行了水库储水时间及其复用调度的优化。即矿井水在水库中的存储时间达到5周时,则可将其复用作某些生产用途用水,另外存储时间不得超过6周,否则会导致水体某些关键水质特征值超标,水体水质劣化。论文共有图45幅,表14个,参考文献90篇。