近年来随着煤炭资源整合和能源枯竭,我国关闭煤矿数量与日剧增。煤矿闭坑导致喀斯特地区部分泉水污染,严重危害流域生态环境和周边居民生产生活。考虑到喀斯特地区地质条件和地下水径流方式特殊性,有必要对闭坑煤矿引起的泉水污染问题进行研究,为喀斯特地区闭坑煤矿周边泉水的保护和治理工作提供理论支撑。本文以闭坑煤矿引起的龙洞泉污染问题为例,通过水文地质调查、物探及钻探探查、现场监测等野外工作,结合PHREEQC水文地球化学模拟、水文地质模型构建等室内工作分析研究区泉水成因、泉水污染源、闭坑煤矿酸性水演化、泉水污染过程,预测泉水污染趋势。主要结论如下:1龙洞泉形成主要受构造控制作用,大风洞向斜核部为龙洞泉水源储水区域;F1断层为导水通道,将上部茅口-栖霞地下水导通至下部泥盆系地层,为龙洞泉提供补给水源;区域性F3逆断层切割地层,局部导水,为龙洞泉出露提供平台。龙洞泉补给区为研究区西北部茅口-栖霞出露地层和F1断层右侧河流,径流区为研究中部F1断层和F3断层之间的泥盆系地层。2通过泉水水质及污染程度评价,泉水污染物为铁、锰、硫酸盐超标的弱酸性水。通过污染源探查,确定龙洞泉污染源为飞龙煤矿采空区酸性水,污染范围在飞龙煤矿煤田中部。3煤矿闭坑后丰水季采空区为氧化环境,黄铁矿氧化、阳离子交换,形成高铁、高锰、弱酸性的HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水;枯水季为氧化-还原环境,黄铁矿氧化、膏盐溶解、阳离子交换,形成高铁、高锰、高硫酸盐、强酸性的SO₄-Mg型水。采空区污染因子浓度受地下水补给速度和水量、水岩作用时间、采空区内部水环境共同影响。4闭坑煤矿采空区为酸性水产生和储存提供空间;通过泉水污染动态特征,可初步确定,研究区降雨时,泥盆地下水位升高,部分泥盆地下水沿采空区附近构造薄弱部位或底板破坏带迅速灌入采空区,与采空区酸性水发生水力联系,降雨结束,混合后的酸性水沿泥盆地下水进水通道涌出,迅速补给龙洞泉,泉水发生污染。5利用流域内不同堆积年限煤矸石淋溶水中铁离子的变化速率,预测喀斯特地区泉水污染趋势;龙洞泉在煤矿闭坑17年内污染程度不断增加但增加趋势不同,其中铁离子在煤矿闭坑14年增加速率最快,之后增加速率逐渐下降,但下降速度缓慢。