论文以神东矿区保德煤矿8号煤层为研究区,以矿区二盘区地下水库及工作面取得的煤矸石为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、低温液氮吸附法等技术对煤矸石的理化特征进行分析,通过批实验分析了煤矸石对氨氮的吸附动力学和等温吸附研究,并通过为期2016 h的柱模拟实验,进一步研究了在研究区地下水库的水文地质条件下煤矸石对氨氮的吸附机理和处理效果,研究结果如下:（1）保德矿煤矸石的矿物组成为高岭石、勃姆石和石英,其中含有64.5%的黏土矿物高岭石。煤矸石表面呈现板片状岩体和碎屑颗粒,其间的小孔和微孔孔隙较为丰富,矸石中孔隙的平均孔径为13.57 nm,比表面积为9.25 m~2/g,较大的比表面积以及含量很高的黏土矿物使得煤矸石具有很好的吸附性能。矿区地下水库进水中氨氮浓度20.97 mg/L,氯离子浓度415.69 mg/L,矿井水在地下水库中得到净化后TDS和氨氮的去除率分别为49.17%和62.47%,出水分别为124.51 mg/L和7.87 mg/L。（2）准二级动力学模型和班厄姆孔道扩散模型能较好地模拟煤矸石对氨氮的吸附动力学过程,相关系数R~2分别达到了1和0.994,氨氮在煤矸石孔道内扩散吸附现象明显,并且煤矸石对氨氮的吸附过程中有化学键作用,因此氨氮的吸附主要受化学吸附机制控制。煤矸石对氨氮的等温吸附过程可用Langmuir模型较好地表征（R~2=0.99）,这说明煤矸石对氨氮的吸附主要为单分子层吸附,吸附表面同时存在物理和化学作用。在一定时间内,氨氮初始浓度的增加可以提高煤矸石对氨氮的吸附量。（3）在达西流速为0.32–0.40 cm/h、25℃的柱模拟实验中,氨氮在煤矸石中运移的阻滞系数（Rd）为13.90,水动力弥散系数（RL）为1.33 cm~2/h,达到完全穿透的时间为1945 h。在278 h内,淋滤用液中氨氮可被完全吸附,煤矸石对氨氮的吸附量达到34.04 mg/kg,在1945 h矸石对氨氮的吸附能力达到饱和,对应最大吸附量为113.05 mg/kg,略低于震荡吸附实验中得到的饱和吸附量126 mg/kg。淋出液p H在7.52-8.10之间呈下降、升高的交替变化,这可能与模拟的水-岩系统的阳离子交换作用、微生物的滋生等因素有关。论文研究对实现地下水库技术的推广应用、矿井水高效综合利用、煤矸石的资源化利用以及生态环境的保护等具有重要的意义,并可对矸石水处理剂的研发提供重要理论依据。