利用煤矿采空区碎裂岩体空隙储存矿井水的地下水库技术是实现西部矿区煤水共采的关键技术之一。然而,水资源转移过程中因与将含硫煤层发生相互作用而改变了矿井水酸碱度,使得其更加易于溶入含Mn(Ⅱ)等重金属矿物,改变了矿井水中的矿物组分。在处理Mn(Ⅱ)的众多方法中,吸附法是最简便、最廉价的水净化方法之一。煤矿采空区矸石中富含黏土矿物成分,黏土矿物质因其具有两性羟基基团、负电荷结构和较大的比表面积,对Mn(Ⅱ)有良好的吸附效果。本文以梅花井煤矿和乌兰木伦煤矿采空区顶底板泥岩和砂岩为研究对象,采用Batch法静态吸附实验研究了岩样对Mn(Ⅱ)的等温吸附特性,结果显示岩样对Mn(Ⅱ)有较强的吸附能力;通过Langmuir方程拟合预测吸附能力较强的含炭屑砂质泥岩和细砂岩的吸附量分别为3.311 mg/g和2.750 mg/g;探讨了吸附动力学特性,发现岩样对Mn(Ⅱ)的吸附速度非常快,5 min内即可达到吸附平衡态;探究了吸附热动力学特性,得知随着温度升高岩样对Mn(Ⅱ)的吸附量增加,可以判断吸附反应为吸热反应;根据热动力学方程拟合参数可知,岩样对Mn(Ⅱ)离子的吸附可自发进行,对Mn(Ⅱ)具有较强的亲和力;研究了p H值对吸附的影响,发现当p H值小于4时,岩样对Mn(Ⅱ)的吸附能力显著降低;选取含炭屑砂质泥岩和细砂岩进行解吸附实验,结果表明细砂岩解析量极低,对Mn(Ⅱ)的吸附为不可逆吸附;对含炭屑砂质泥岩进行了多步解吸附实验,发现其对Mn(Ⅱ)的解吸存在明显的滞回现象,这与含炭屑砂质泥岩对Mn(Ⅱ)释放缓慢密切相关。进一步探讨了细砂岩圆柱块体的吸附特性,结合颗粒吸附实验研究成果,得出岩样块体单位面积的吸附量和颗粒样品单位吸附量的对应关系;根据梅花井煤矿地质条件,建立了地下水库矿井水净化模型,计算了水库对Mn(Ⅱ)的净化能力。