導(dǎo)語：如何才能寫好一篇礦井水，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：礦井水;綜合利用；反滲透技術(shù)；水源熱泵

中圖分類號：TD214文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

我國是一個淡水資源并不豐富的國家，據(jù)統(tǒng)計人均占有水資源為2300m³，僅為世界人均占有量的1/4，排在世界第121位；處于嚴重缺水的邊緣。聯(lián)合國規(guī)定人均1700m³為嚴重缺水線，人均1000m³為起碼生存線，我國的北京、天津、上海、山東等10個省市區(qū)人均水量均低于生存線。而隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，水資源污染嚴重，水環(huán)境日益惡化，水質(zhì)型缺水突出，再加上水資源的多度開發(fā)，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和有效管理，造成供水量嚴重短缺，供需矛盾日益突出，而解決水資源危機的一個重要措施為推廣中水的利用，而礦井水的綜合利用前景尤為廣闊。

礦井水的現(xiàn)狀

礦井水是開采過程中產(chǎn)生的地下涌水，為了保障礦井生產(chǎn)的安全，我國每年要投入大量的人力、物力將礦井水排出地面，礦井水在排放過程中，由于受到煤粉、巖粉、有害物質(zhì) 、及其他雜物的污染而成為污水。據(jù)統(tǒng)計，目前全國每年的涌水量為42億m³左右，利用率僅為26%，多年的實測數(shù)據(jù)表明，礦井水在開采過程中，排放量相對穩(wěn)定，作為水資源其水量是有保證的，礦井水水質(zhì)情況隨礦山開采的幾種類型、方式及礦山所處的區(qū)域和地質(zhì)構(gòu)造的不同而有較大差異，按水質(zhì)礦井水主要分為5種基本類型，即潔凈礦井水、高懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和含特殊污染物礦井水。不同水質(zhì)的礦井水經(jīng)過相應(yīng)工藝的處理，都可達到飲用水、生活用水和工業(yè)用水的要求。礦井水不加利用直接排放，既污染水源又破壞生態(tài)環(huán)境，同時又浪費了水資源。協(xié)莊煤礦在礦井水資源利用上本著全面規(guī)劃，合理開發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，有效利用的原則，認識到礦井水綜合利用的重要性，利用先進的水處理工藝，將礦井水充分進行了利用。

礦井水的綜合利用途徑

協(xié)莊煤礦地處魯中地區(qū)，緊鄰大汶河的主要支流柴汶河，協(xié)莊煤礦是一個以煤炭工業(yè)為主，其他非煤產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的煤礦，年產(chǎn)煤200萬噸，分別建有2*30MW發(fā)電廠、年產(chǎn)180萬噸的洗煤廠、百川紙業(yè)等用水量較大的非煤產(chǎn)業(yè)。協(xié)莊煤礦目前井下共三個水平排水，-50水平、-300水平。-50水平近三年平均流量為132m³/h，-300水平平均流量為218m³/h，-50及-300水平從管子井排出。三個水平每天排水量達8400m³。原來所有的礦井水全部排入柴汶河，礦里用水全部由自備水源井供水，礦井水既污染了環(huán)境又浪費了水資源。最近幾年，隨著水資源的及排污費用的大幅度征收，該礦認識到綜合利用礦井水的重要性，根據(jù)不同用途分別進行了水質(zhì)處理，投資興建了水處理設(shè)施和安裝了新設(shè)備、敷設(shè)供水管網(wǎng)，徹底解決了礦里的生產(chǎn)用水、生活用水，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，具體做法如下：

2.1礦井水作為電廠用水

協(xié)莊煤礦電廠裝機容量為2*30MW，需水量較大。電廠用水主要由兩部分組成，一部分是鍋爐汽水系統(tǒng)用水，一部分是循環(huán)冷卻水，每天用水量達到5000m³，而冷卻水對水質(zhì)要求不高，協(xié)莊煤礦-50和-300的礦井水中，-50的水較為潔凈，-300的水較為混濁，為了將-50的水引入地面，從井下水倉敷設(shè)了一根φ273管道經(jīng)2#副井引入工業(yè)廣場進入電廠，而-300的水則從水倉敷設(shè)φ325的管道經(jīng)管子井至電廠，經(jīng)水質(zhì)處理層供給電廠使用，自電廠運行以來，井下水滿足了其用水需求。電廠礦井水水處理工藝流程如下：

礦井水處理工藝流程圖

通過上述處理，水質(zhì)能較好地滿足電廠的需求。

2.2.洗煤廠生產(chǎn)用水

該礦建有一座洗煤廠，年入洗能力為180萬噸，洗煤廠由于采用了很好的節(jié)水措施和工藝流程，每天需補充水量為1000m³，作為生產(chǎn)用水和清理衛(wèi)生等用水。由于洗煤廠對水質(zhì)要求不高，具體方法是從-300水倉到電廠的水管上到電廠后分接出一路φ219支管，直接到洗煤廠濃縮池，不需要進行水處理，滿足了洗煤廠生產(chǎn)用水的需要。

2.3.廠區(qū)生活用水、綠化用水及沖洗道路和消防用水

該礦工業(yè)區(qū)總建筑面積41051m²,每天在礦區(qū)內(nèi)（含井下）上班人員達10000余人，建有多個水沖式公廁，辦公樓及生產(chǎn)車間內(nèi)均有用水設(shè)施，每天廠區(qū)用于生活、綠化及沖洗道路等用水量達1000m³，并且還要儲備一定的消防用水。為了滿足礦區(qū)用水量，具體做法是由于-50的水較為潔凈，將-50水通過敷設(shè)一根DN150的管子從電廠至消防泵房，在消防泵房內(nèi)建一個1000m³蓄水池，然后由消防泵房通過水泵向廠區(qū)各需水處供水。

2.4.廠區(qū)職工的飲用水

由于廠區(qū)每天有10000余人從事生產(chǎn)和辦公，并且建有兩個食堂供職工就餐，每天消耗飲用水量約100噸。怎么樣將礦井水轉(zhuǎn)變?yōu)楹细竦娘嬘盟?？由?50的礦井水渾濁度、色等感官指標(biāo)和細菌學(xué)指標(biāo)基本符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，決定采用反滲透技術(shù)（RO)制備飲用純凈水。反滲透技術(shù)目前已成為膜分離法技術(shù)的一個主要組成部分，是現(xiàn)代生活首選的水處理技術(shù)，該礦選擇了一套淄博菲普特水處理設(shè)備廠生產(chǎn)的PFT型反滲透水處理設(shè)備，日生產(chǎn)純凈水150m³，滿足了礦區(qū)職工的生活飲用水需求。

反滲透水處理工藝流程圖

2.5.用于淋浴用水

該礦區(qū)每天有接近10000人從井下和地面工作，每天淋浴用水量及清洗澡堂用水量達800m³。淋浴用水是利用的較為潔凈的-50水平的水，原來都是用電廠蒸汽進行加熱。由于-50水平的井下水常年溫度都在18℃，為了節(jié)約能源，該礦2010年安裝了一套WPS420.2B型單螺桿水源熱泵機組，由麥克維爾中央空調(diào)有限公司濟南分公司生產(chǎn)，夏季為廠區(qū)供冷，冬季為廠區(qū)供熱，而夏季的冷源及冬季的熱源就是-50水平較為潔凈的井下水。從井下到電廠的-50管道上敷設(shè)一根管道將-50水引入水源熱泵機組，經(jīng)過水源熱泵18℃的礦井水可升至32.5℃，然后這部分水進入澡堂淋浴水池，經(jīng)少量蒸汽加熱至40℃即可滿足淋浴要求，大大節(jié)約了蒸汽用量，同時也保證了淋浴用水。

結(jié)論

綜上所述，該礦有大量的水資源得到了利用，每年綜合利用水資源量近300萬m³，每年節(jié)約排污費、水資源費近500萬元。由此可見，對礦井水進行處理并加以利用，不但可以避免對水環(huán)境的污染，還可以解決礦區(qū)水資源短缺的問題，并且節(jié)約了大量的費用，具有明顯的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益，值得在煤炭行業(yè)大力推廣。

參考文獻：

給水排水設(shè)計手冊中國建筑工業(yè)出版社 2008年

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【關(guān)鍵詞】礦井水害；防治；對策

煤礦水害是煤礦中常見的主要災(zāi)害之一。礦井一旦發(fā)生突水事故，不但增加礦井排水費用，影響礦井正常生產(chǎn)，而目還會造成人員傷亡，礦井淹沒，經(jīng)濟損失巨大。后果相當(dāng)嚴重。近年來，每年我國都會有因煤礦水害造成的大量人員傷亡事故。因此，如何有效地減少或消除水害事故，是廣大防治水工作者需要研究的重要課題。

1.煤礦發(fā)生水害的原因

煤礦水害發(fā)生的原因是多方面的：礦井水文地質(zhì)情況不清；下組煤開采對底板承壓水認識不足；井巷接近老空水、含水層等水源時，未執(zhí)行探放水制度或采取的措施不當(dāng)；現(xiàn)場作業(yè)人員缺乏對透水預(yù)兆的認識，沒有采取措施等都會造成水害。根據(jù)近十幾年的水害事故統(tǒng)計：有20%的突水事故是由于對礦井水文地質(zhì)條件不清引起的，有80%的突水事故是由于探放水措施不落實、在有透水征兆的情況下仍違規(guī)作業(yè)造成的。具體來看主要有以下幾種誘因：

1.1小煤窯積水造成的水害

小煤窯開采歷史悠入，多數(shù)礦井老窯密布，受當(dāng)時技術(shù)和歷史條件的限制，絕大部分老窯都是沿煤層露頭下山開采，有的老窯沿斜長可達幾百米，采空面積大。20世紀80年代中期以來，受經(jīng)濟利益的驅(qū)使，在國有煤礦的井田范圍內(nèi)，也出現(xiàn)了許多小煤窯，掠奪式地非法超層越界開采，不僅破壞了國有煤礦資源的完整性和防隔水煤（巖）柱，同時也留下了許多采空區(qū)。這些新、老小煤窯不僅可能積水成為地下水庫，而且破壞了國有煤礦防水煤（巖）柱，部分小煤窯直接與地表水體有水力聯(lián)系或成為大氣降水的入滲通道，給國有煤礦的安全生產(chǎn)帶來了極大的水患威脅。

1.2采空區(qū)積水造成的水害

采空區(qū)積水有兩種情況：一種是本煤層上部采空區(qū)積水，造成水害事故的原因主要是前期下山開采，且沒有進行地質(zhì)填圖，造成地質(zhì)資料不明，下水平或區(qū)段煤上山掘進或采煤時，掘（采）通道上部積水的空區(qū)。另一種是不同層位，煤層間距小，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生變化，采下層時，由于兩層間的巖石冒落而溝通上煤層積水的采空區(qū)或巷道，造成突水事故。

1.3導(dǎo)水?dāng)鄬釉斐傻乃?/p>

一些煤礦斷層發(fā)育，有些斷層直接與強含水層對口接觸，造成開采斷層附近煤層時，破壞圍巖完整性，形成了導(dǎo)水通道，就可能會造成奧灰水突水，而使得礦井涌水量大無法生產(chǎn)，直至淹沒礦井。

1.4礦井雨季汛期的水害

根據(jù)礦井水文地質(zhì)觀測資料，礦井涌水量受季節(jié)性影響較明顯，雨季涌水量增大。如果井口標(biāo)高較低且布置于河流、低洼地、塌陷地等附近的礦井，就可能造成地表水潰水淹井事故。

2.煤礦水害防治的技術(shù)現(xiàn)狀

根據(jù)查閱有關(guān)資料，我國煤礦防治水技術(shù)工作早在50年代就己引起人們的重視，但由于受歷史條件的限制，整體技術(shù)水平一直處于初期的探索階段。后來雖經(jīng)60～70年代的發(fā)展，仍然滿足不了生產(chǎn)的需要，扼制不住水害肆虐的勢頭。2000年以來，國內(nèi)重特大水害事故頻繁發(fā)生，嚴酷的現(xiàn)實使人們清醒地認識到，加強對煤礦防治水工作研究并盡快拿出行之有效的技術(shù)方法已是迫在眉睫的任務(wù)。在這種共識下，隨著人力、物力、財力的投入，許多新思想、新理論、新技術(shù)方法應(yīng)運而生，這一時期人們實踐和認識的增強大大提高了我國防治水整體技術(shù)水平，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。但是由于水患問題的隱伏性、突發(fā)性、隨機性及復(fù)雜性，決定了它的“老大難”性質(zhì)，也決定了人們對于水患特征、類型及其規(guī)律的認識，必然只能是不斷積累、不斷深化的過程，雖然2009年國家煤礦安全監(jiān)察局出臺了《煤礦防治水規(guī)定》等防治水專門性的規(guī)定，但離徹底消除礦井水害威脅，實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)，仍然有相當(dāng)長的路程。

2.1水害預(yù)防技術(shù)

礦井防治水技術(shù)泛指對包括底、頂板水在內(nèi)的一切可能或已經(jīng)造成水害的水體水的賦存介質(zhì)、補、徑、排規(guī)律的探查、預(yù)測預(yù)報及治理技術(shù)，以及在高水頭壓力下水上采煤技術(shù)及對礦井排（涌）水的處理和應(yīng)用技術(shù)。目前煤礦防治水技術(shù)大致劃分為：水文地質(zhì)條件探查技術(shù)；頂、底板突、潰水預(yù)測預(yù)報技術(shù)；水患治理技術(shù)；地下水供排結(jié)合及水處理技術(shù)；以及由于礦井水害及排水引起的多種環(huán)境負效應(yīng)，例如地面沉降、水環(huán)境污染的預(yù)測及治理技術(shù)等。當(dāng)然這種劃分是相對的，各階段的工作和各種類型技術(shù)和方法并不是獨立的，它們具有極強的互補性。

當(dāng)今，計算機軟、硬件技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于防治水技術(shù)的各個環(huán)節(jié)中。其應(yīng)用包括信息采集、信息存貯、信息處理及解譯等。一方面計算機技術(shù)可以單獨用來解決某些水害類型的問題；另一方面，它們成為許多室內(nèi)、外儀器系統(tǒng)，技術(shù)方法不可缺少的組成部分。該領(lǐng)域的研究與實踐將會得到加強與提高。目前已開發(fā)成功并投人使用的計算機信息化技術(shù)主要有：“水文地質(zhì)信息集成化處理系統(tǒng)”、“礦區(qū)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)庫與圖庫系統(tǒng)”、“水患診斷專家系統(tǒng)”、“突水災(zāi)害預(yù)測預(yù)報專家系統(tǒng)”、“礦坑突水預(yù)測信息分析系統(tǒng)”等等，預(yù)計在不太長的時間內(nèi)，各礦區(qū)將相繼建立自己的防治水綜合信息庫及診斷系統(tǒng)，并將最終形成區(qū)域和全國聯(lián)網(wǎng)，從而形成全國規(guī)模的水患災(zāi)害數(shù)據(jù)庫及處理系統(tǒng)，達到信息互通、資料共享，為防治水工作帶來極大的方便。在具體儀器、設(shè)備及方法上，也必須繼續(xù)增強信息輸人、信息變換、信息輸出受控于計算機技術(shù)的自動化的開發(fā)與改進，提高工作的準(zhǔn)確性、精度與時效性。

近年來，除了用傳統(tǒng)礦井水文地質(zhì)學(xué)進行研究水文地質(zhì)條件外，也積極引進了應(yīng)用先進的方法和手段，使其為安全生產(chǎn)，預(yù)防水害服務(wù)。如在井下物探新技術(shù)應(yīng)用方面，針對礦井特殊的水文地質(zhì)條件，在物探技術(shù)應(yīng)用實踐中，我們篩選了各種技術(shù)手段，依據(jù)應(yīng)用效果，選擇直流電探測、瞬變電磁法在井下進行應(yīng)用，規(guī)定回采工作面在投產(chǎn)前必須用直流電法、瞬變電磁法對煤層底板含水層進行探測，以確定底板含水層的富水性及地下水潛伏標(biāo)高，圈定容易突水區(qū)段，并以此制定相應(yīng)的防治水措施。

2.2.水害治理技術(shù)

水害治理技術(shù)方法的選擇依賴于對水文地質(zhì)條件的認識，也可應(yīng)用突水預(yù)測預(yù)報給出的信息。在長期的防治水工作實踐及理論認識的基礎(chǔ)上，防治水工作者探索出了一些適合于不同類型水害治理的途徑和方法?！笆杷祲骸焙汀白{堵水”是煤礦水害防治的兩大系統(tǒng)工程措施。對于一些災(zāi)害性突水事故，為了搶險救災(zāi)，大都采用注漿堵水的方法。

突水水源與徑流通道的探測以及突水類型的確定，是注漿堵水具體方式、方法選擇及工程設(shè)計、實施的重要基礎(chǔ)與依據(jù)。此外，在突水水源識別與判別中，多元（變量）統(tǒng)計分析方法、模糊聚類分析方法、灰色系統(tǒng)理論等已經(jīng)投人使用，并取得良好效果。在對突水水源及通道探測中，鉆孔雷達也已開始應(yīng)用，其可實施單孔或兩孔孔間測量，確定斷層、裂隙、溶洞的大小、形態(tài)、空間展布以及探測地下水害水區(qū)（帶）等，即可獲取直接應(yīng)用于工程設(shè)計和實施的信息。

在注漿堵水實施過程中，為了提高注入量和注漿效果，幾種人工造縫技術(shù)得到了應(yīng)用。人工受控定向?qū)便@進技術(shù)解決了以往在某些特殊情況下施工（如通過陷落柱、破碎帶、采空冒落帶）時不能滿足工程要求的難題，為在復(fù)雜地層及對某些特殊地質(zhì)體的注漿堵水提供了堅實的前提和基礎(chǔ)，是目前其它有關(guān)技術(shù)無法替代的。

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關(guān)鍵詞：煤礦礦井水 ，混凝， 沉淀 ，過濾， RO膜

Abstract: a coal mine in Shanxi Province mine water processing design processing 4000 m3 / d water, drinking water production 3000 m3 / d, USES the coagulation precipitate + + RO membrane filtration give priority to process, the project investment estimate for 10 million yuan temporary, tons of water direct operation cost 7.81 yuan.

Keywords: coal mine water, coagulation, precipitation, filtering, RO membrane

中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

山西某煤礦礦井水處理水源為廢棄礦井匯集水，礦化度及懸浮物含量高，高硬高鐵錳，呈弱酸性；對此種水源主要采用物化法去除懸浮物，并通過RO膜處理達到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計礦井水處理水量為4000m3/d，生產(chǎn)飲用水3000m3/d，生產(chǎn)飲用水以外的水量供給井下洗煤等。經(jīng)連續(xù)多次取樣監(jiān)測及現(xiàn)場調(diào)研，確定礦井水處理相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)如下所示（其中飲用水指標(biāo)執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 GB5749-2006）：礦井水水質(zhì)pH=5.0～6.0，SS=200mg/L，CODMn=77.9mg/L，總硬度=2000 mg/L（以CaCO3計），總?cè)芙庑怨腆w=5500mg/L，鐵=130mg/L，錳=8mg/L，硫酸鹽=3500mg/L；生產(chǎn)飲用水水質(zhì)pH=6.5～8.5，濁度≤1.0NTU，CODMn＜3mg/L，總硬度＜450 mg/L（以CaCO3計），總?cè)芙庑怨腆w=1000mg/L，鐵=0.3mg/L，錳=0.1mg/L，硫酸鹽=250mg/L；礦井回用水水質(zhì)濁度≤2.0NTU，總硬度＜1700 mg/L（以CaCO3計），總?cè)芙庑怨腆w=4700mg/L，其余指標(biāo)同飲用水指標(biāo)。

本設(shè)計礦井水經(jīng)提升泵提升進入原水調(diào)節(jié)池進行預(yù)曝氣，將部分的2價鐵離子氧化為3價鐵離子，提高水的pH及溶解氧，之后提升進入混凝反應(yīng)池，投加Na2CO3藥劑降低硬度，再通過NaOH調(diào)整pH，保障鐵、錳離子在混凝反應(yīng)過程大部分沉淀去除。然后再進入斜管沉淀池進行沉淀澄清，上清液進入1#中間水池，再經(jīng)過水泵加壓通過后續(xù)的錳砂、活性炭過濾器串聯(lián)系統(tǒng)去除錳、鐵后進入2#中間水池，再通過高壓泵加壓經(jīng)過RO系統(tǒng)脫鹽并消毒后供給用戶。

主要設(shè)計參數(shù)：調(diào)節(jié)池：池體尺寸：16X16X4（h）m；HRT：6h；結(jié)構(gòu)：地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；數(shù)量：1座；盤式曝氣頭：250個；羅茨鼓風(fēng)機：2臺，一用一備；參數(shù)：Q=4～8m3/min,H=5m，N=7.5kW；潛污泵：3臺，兩用一備；參數(shù)：Q=100m3/h,H=15m，N=7.5kW。前混凝反應(yīng)池：池體尺寸：3.5X3.5X4（h)m；結(jié)構(gòu)：碳鋼防腐；HRT：15min；快速攪拌機：1臺；參數(shù)：145r/min，N=1.1kW；羅茨鼓風(fēng)機：2臺；參數(shù)：Q=1.67m3/min，H=5m，N=2.2kW。后混凝反應(yīng)池：池體尺寸：3.5X3.5X4m；結(jié)構(gòu)：碳鋼防腐；HRT：15min；慢速攪拌機：1臺；參數(shù)：45r/min，N=0.75kW。斜管沉淀池：池體尺寸：8X8X5.5m；結(jié)構(gòu)：半地上碳鋼防腐；HRT：1.5h；表面負荷：2.6m3/m2*h；斜管規(guī)格：ф100mm；單螺桿排泥泵：3臺；參數(shù)：Q=8m3/h，H=1.2bar,N=2.2kW；刮泥機：1套；參數(shù)： N=1.1kW。1#中間水池：池體尺寸:4.5X2.7X2.5m；結(jié)構(gòu)：半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；HRT：6min；過濾器進水泵：3臺，兩用一備；參數(shù)：Q=100m3/h，H=32m，N=15kW。錳砂過濾器：數(shù)量：4臺；規(guī)格尺寸：ф2.8X3.5m；濾速：7m/h；強制濾速：9.33m/h；反洗強度:18L/m2*S；結(jié)構(gòu)：PE內(nèi)襯+碳鋼防腐；錳砂粒徑：1.0～2.0mm；濾料高度：1.2m?；钚蕴窟^濾器：數(shù)量：3臺；規(guī)格尺寸：ф2.8X3.5m；結(jié)構(gòu)：PE內(nèi)襯+碳鋼防腐；濾速：10m/h；強制濾速：15m/h；反洗強度：18L/m2*S；活性炭濾料：ф3mm柱狀；濾料高度：1.2m。2#中間水池：池體尺寸：6X10X3.5m；結(jié)構(gòu)：半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；有效容積：200m3；反沖洗泵：1臺；參數(shù)：Q=400m3/h,H=20m,N=30kW；反滲透升壓泵：3臺，兩用一備；參數(shù)：Q=84m3/h,H=35m,N=15kW；單螺桿空壓機：1臺；參數(shù)：3.5m3/min,P=0.8MPa,N=22kW；容氣罐：1臺；容積：5m3；過濾器氣洗反洗強度：13L/m2*S；工業(yè)用水回用泵；2臺；參數(shù)：Q=35m3/h,H=37m,N=7.5kW。反滲透裝置：保安過濾器：2臺；高壓泵：2臺；參數(shù)：Q=84m3/h,H=160m,N=75kW；RO裝置：1套；RO膜：156支；產(chǎn)水率：75%；脫鹽率：95%；RO清洗裝置：1套；清洗泵：2臺，一用一備；參數(shù)：Q=56m3/h,H=33m,N=11kW；阻垢劑投藥裝置：1套；還原劑投藥裝置：1套。清水池：池體尺寸：9X18X3.5m；結(jié)構(gòu)：半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；有效容積：500m3；HRT:4h；飲用水供水泵：2臺，一用一備；參數(shù)：Q=140m3/h,H=15m,N=11kW；CLO2發(fā)生器：1臺；參數(shù)：200g/h。污泥池：池體尺寸：6X3.5X3.5m；結(jié)構(gòu)：半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；渣漿泵：2臺；參數(shù)：Q=22m3/h,H=61m,N=15kW；板框壓濾機：2臺；參數(shù)：濾面30m2，N=0.75kW；攪拌機：1臺；參數(shù)：N=7.5kW。藥劑投配器：Na2CO3、NaOH、PAM一體投加器各1套。

結(jié)論：1．工程總投資約1000萬元（暫估），核算噸水處理直接成本為7.81元/t（含藥劑費、電費、設(shè)備折舊費、污泥處置費及人工費）。2．該工藝流程相對較復(fù)雜、但造價適中、運行成本低于煤礦集團統(tǒng)一供水價格，可操作性強，適合該煤礦地下礦井水的治理。

參考文獻：

[1]《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013-2006.

[2]《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB50014-2006.

[3]《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006.

[4]混凝沉淀燒杯試驗方法》CECS130：2001.

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關(guān)鍵詞：礦井水、回用

我國煤炭資源豐富，年產(chǎn)量居世界之首，一般情況下，每挖1噸煤，礦坑排水量約0.88m3，但大多數(shù)煤礦，每挖1噸煤可排放2-3m3的水，目前，棗莊市煤炭年產(chǎn)量2000多萬噸，礦井年總排水量在1000多萬噸以上，其再利用率目前還不到20%，水資源浪費驚人。而在煤炭開采大量破壞和排放水資源的同時，為了維持礦區(qū)的正常生產(chǎn)和生活，又必須打深井大量抽取地下水。隨著礦區(qū)生產(chǎn)的發(fā)展和人口的增加，用水量越來越大，井越打越深，抽取地下水越來越困難，費用也越來越高，礦區(qū)工農(nóng)業(yè)用水日益緊張。因此，加速礦井水資源的開發(fā)和利用，尋求先進而又經(jīng)濟可行的工藝和技術(shù)處理礦井水作為生產(chǎn)和生活用水，已成為保證煤礦正常生產(chǎn)經(jīng)營，提高企業(yè)綜合效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

一、礦井廢水的產(chǎn)生及特點煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。

二、礦井廢水主要處理技術(shù)我國煤礦礦井水處理技術(shù)起始于上世紀70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。煤礦礦井水主要含有極其細小的煤粉和巖塵，靠自然沉降很難去除，通常采用混凝沉淀的方法去除礦井水中的懸浮物，現(xiàn)國內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)；處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾處理技術(shù)；處理后作為生活用水，過濾后必須再經(jīng)過除酚等對人體有害物質(zhì)及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。

􀁺三、再生水回用技術(shù)

礦井水處理后達標(biāo)排放是目前礦井主要的運行方式，造成地表塌下，礦區(qū)地下水位下降，水資源匱乏。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢，將防治污染和回用結(jié)合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染。對礦井水深度處理，回用于生產(chǎn)、生活，減少了地下水的開采。目前，棗莊市煤炭年產(chǎn)量2000多萬噸，礦井年總排水量在1000多萬噸以上，各個煤礦適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的要求，積極探索礦井水回用的新路子。

1、采用混凝（絮凝）、沉淀（澄清）、過濾將礦井水凈化處理后作為工業(yè)用水。棗莊金莊煤礦日處理礦井水13000m3/d,回用于井下防塵，地表綠化、道路灑水、煤場防塵、電廠冷卻循環(huán)用水，剩余部分達標(biāo)排放，采用的工藝如下⑴：礦井水從井下提升至污水處理站經(jīng)過管道加藥，進入混凝反應(yīng)池，進斜板沉淀池，出水進無閥濾池，過濾后清水然后經(jīng)清水池，清水部分回用，剩余達標(biāo)排放。

2、根據(jù)礦井自身所在的位置和生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建礦井水生態(tài)化利用體系，礦井水回用于生態(tài)、景觀用水。山東省棗莊礦業(yè)集團濱湖煤礦根據(jù)濱臨微山湖的地理優(yōu)勢，充分利用周圍現(xiàn)有的澇洼地、塌陷地，用礦井水用于濕地用水。將礦井水處理與景觀結(jié)合在一起的方式， ，將其分為沉淀區(qū)、水生植物凈化區(qū)、水生植物種植區(qū)、水生動物養(yǎng)殖區(qū)等五部分，集礦井水處理、凈化、養(yǎng)殖、種植、景觀，又集經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益于一體的處理方式。原則上可以將礦井水進入沉淀坑塘，直接沉淀，然后進入生態(tài)處理系統(tǒng)，但是為了確保地表水水質(zhì)安全起見，首先將礦井水初步混凝沉淀，出水再進入生態(tài)凈化系統(tǒng)。水生植物凈化區(qū)有蘆葦、蒲草、菱角等水生植物，發(fā)達的根系吸收部分有機物和無機鹽，寬闊的水面使水流變緩，植物分泌的膠體促進懸浮物進一步沉淀，出水達到功能區(qū)地表水質(zhì)要求。隨后進入水生植物種植區(qū)，人工養(yǎng)殖的蓮藕、菱角，爭奇斗艷成為社區(qū)的休閑景觀，下游可以養(yǎng)殖魚、蟹，人工養(yǎng)殖的蓮藕、魚類均能帶來一定的經(jīng)濟收入。

3、將廢棄礦井水經(jīng)過生化深度處理，用作生活飲用水。原棗莊煤礦北大井開采于1878年，1999年因煤炭資源枯竭而關(guān)井。但在百米井下縱橫交錯的2萬多米巷道中，幾年來涌出地下水達4億立方米，礦井水處理廠將廢棄礦井水經(jīng)過生化深度處理，提高到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；又經(jīng)過對部分生活用水的再處理，變成了桶裝純凈水。經(jīng)棗莊市衛(wèi)生防疫部門檢測，廢棄礦井水凈化后生成的生活用水和純凈水的各項指標(biāo)均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。日處理礦井水1萬噸，其中90%用于市級供水管網(wǎng)的生活飲用水，10%用于制備桶裝純凈水。生活飲用水處理工藝流程如下：

(1) 礦井水的除硬處理

礦井水用提升泵提升至地面后送入石灰混合池，將含水率80%的膏狀石灰制成石灰乳由水泵輸送漿液至石灰混合池。石灰法除硬技術(shù)是通過投加石灰來增加水的堿度，使溶解在水中的暫時硬度轉(zhuǎn)變成溶解度很低的碳酸鈣和碳酸鎂，從水中析出。其化學(xué)反應(yīng)如下：

Ca(HCO3)2+Ca(OH)22 CaCO3+2H2O

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)22 CaCO3+ MgCO3+2H2O

(2) 礦井水的除濁處理

除硬后水溢流進入混凝劑混合池、絮凝劑混合池，投配器將配置好的混凝劑、絮凝劑投入池中，加入混凝劑、絮凝劑后的水依次進入反應(yīng)池、沉淀池。該法不僅可以去除直徑1um以上的懸浮形態(tài)的雜質(zhì)，同時還可去除直徑10nm～300nm之間的膠體形態(tài)的雜質(zhì)，處理后的出水濁度在3度以下。

(3) 礦井水的除鐵處理

通常水中鐵離子是以Fe2+的形式存在，欲除去水中二價鐵，首先采用空氣氧化將其轉(zhuǎn)化為三價鐵，以降低其溶解度使其從水中析出。由于反應(yīng)過程有氫離子產(chǎn)生，必須使水保持適當(dāng)?shù)膲A度方可。其化學(xué)反應(yīng)如下：

4Fe2++ O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+

工程采用曝氣法氧化除鐵后，泵入石英砂過濾器過濾進一步除去其中的細小雜質(zhì)。

(4) 礦井水的除鹽處理

工程采用反滲透法除鹽處理技術(shù)，該法不僅能去除水中的無機鹽類，還能去除水中的有機物質(zhì)。

(5) 礦井水的消毒處理

使用二氧化氯作為消毒劑進行消毒處理，然后作為生活飲用水進入市級供水管網(wǎng)。

純凈水制備工藝流程：

將中間水箱儲存的生活飲用水經(jīng)增壓泵打入二級反滲透裝置，然后經(jīng)滅菌處理后進入純凈水箱，最后進入純凈水罐裝線。

純凈水制備工藝流程見圖4。

礦井水經(jīng)上述工藝處理后，出水的水質(zhì)可達到生活飲用水和桶裝純凈水標(biāo)準(zhǔn)。

四、總結(jié)

礦井水處理后達標(biāo)排放是目前礦井主要的運行方式，造成地表塌下，礦區(qū)地下水位下降，水資源匱乏。棗莊礦區(qū)因地制宜，探索適合各自情況礦井水深度處理處理工藝，回用于井下防塵、地面灑水、地表綠化，電廠冷卻等生產(chǎn)方面；利用濕地凈化功能，又提供生態(tài)景觀用水，達到經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益的高度統(tǒng)一；通過膜滲透深度凈化封閉期礦井水，用于生活飲用水解決了礦區(qū)地下水位下降，吃水難的問題，減少了地下水的開采，節(jié)約水資源，達到節(jié)能減排的目的。

參考文獻：⑴中煤國際工程集團南京設(shè)計研究院《棗莊金莊煤礦礦井水、生活污水處理工程初步設(shè)計》2004.3

⑵張安興《濱湖煤礦礦井水生態(tài)化利用》環(huán)境保護2010.09期

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本文主要闡述了礦井水綜合利用的問題。包括了礦井水利用的意義、利用原則，并分類介紹了各類礦井水綜合利用的途徑。通過理論和實例結(jié)合重點介紹了礦井水利用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并提出了當(dāng)前煤礦礦井水處理利用所存在的問題，對礦井水利用的前景提出了展望。

關(guān)鍵詞：礦井水綜合利用處理技術(shù)

引言

我國是個煤炭生產(chǎn)大國，煤炭丌采方式以井工開采為主，約占煤炭總產(chǎn)最的94％。井工采煤的同時，為了確保煤礦井下安全生產(chǎn)，必須排放大量礦井涌水。礦井水一方而是地質(zhì)災(zāi)害，嚴重威脅著礦井安全生產(chǎn)；另一方面，大量的礦井水外排，會對周邊環(huán)境造成污染，也是對水資源的巨大浪費。根據(jù)國家發(fā)展改革委員會2006年編制的《礦井水利用專項規(guī)劃》，目前全國噸煤礦井水涌水量為2.15m3，每年涌水量約42×108m3，利用率僅為26％，遠低于發(fā)達國家礦井水利用率80％左右的指標(biāo)。實際上我國許多礦區(qū)水資源匱乏，據(jù)資料顯不，全國有70％的礦區(qū)而臨缺水．其中40％礦區(qū)嚴重缺水。因此，對數(shù)量可觀的礦井水進行綜合利用成為解決礦區(qū)缺水問題的一條捷徑，同時還可以實現(xiàn)環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

1.礦井水綜合利用的意義

1.1 礦井水直接排放的危害

我國礦井水種類多，成分復(fù)雜，排放量大，直接排放危害很大。部分礦井水含有很多容易被生物吸收和積累，如含重金屬礦井水。礦井水中含有大量的無機鹽、鹽類和無機懸浮物，這些污染物不但破壞水體的自然緩沖作用，抑制水生生物和農(nóng)作物的生長，而且也腐蝕水工設(shè)施等，大量的懸浮物還會淤塞河道和湖泊，阻礙魚的呼吸，甚至使魚類窒息死亡。

1.2 礦井水利用的意義

礦井水資源化開辟了新水源，減少了淡水資源開采量；實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)水優(yōu)用，差質(zhì)水差用”的原則，減輕或避免了長距離輸水問題；可緩解或解決礦區(qū)嚴重的缺水問題，改善職工的生活條件，提高職工的工作熱情，同時也保證煤炭工業(yè)持續(xù)發(fā)展對水資源的需求，其社會效益是顯而易見的；礦井水實現(xiàn)資源化后，可大大減輕由于礦區(qū)地下水資源的過度開采所造成的環(huán)境損害和資源破壞，同時由于礦井水進行了處理，不再直接外排污染周圍環(huán)境，有限的水資源得到了充分利用，對礦區(qū)環(huán)境是十分有益的；礦井水實現(xiàn)資源化后，本身具有很大的經(jīng)濟價值，我國現(xiàn)有5000多臺套排水設(shè)備，年耗電30億kw?h，有些煤礦噸煤排水費高達5元，礦井水實現(xiàn)資源化可降低排水費用，免繳排污費和水資源損失費，經(jīng)濟效益明顯。

2.礦井水利用現(xiàn)狀

2.1礦井水利用原則

礦井水提取原則：清濁分流，優(yōu)先在井下水倉沉淀。

礦井水利用原則：先生產(chǎn)后生活、先井下后井上。①優(yōu)先用于井下降塵灑水及消防用水、煤層注水、矸石山滅火用水，②其次用于洗煤廠生產(chǎn)用水、熱電車間循環(huán)冷卻補充用水，③再次是用于施工用水，農(nóng)田灌溉用水，④最后是井口浴室用水、生活中的沖洗用水及雜用水，消防用水、游泳用水、鍋爐房補充用水等。

2.2礦井水處理和利用現(xiàn)狀

我國煤礦的礦井水中普遍含有以巖粉和煤粉的懸浮物，以及可溶的無機鹽類，有機污染物很少，一般不含有毒物質(zhì)，多數(shù)礦井水是中性水，堿性水不多見，有一定數(shù)量的酸性水?？梢?，我國礦井水水質(zhì)較好，但利用率不高。全國范圍內(nèi)，只有田陳煤礦、平頂山煤礦集團、兗礦集團、大同煤礦集團、等礦井水處理工藝比較成熟，一般都采用混凝、沉淀、過濾、消毒工藝，礦井水利用率比較高，但處理成本也較高，而且都未能達到飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。這些礦區(qū)對礦井水進行綜合利用之所以成本高以及未能達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，主要是由于所用藥劑、投加藥量不合理，處理設(shè)施落后，工藝不盡合理（沒有深度處理單元）以及科學(xué)化管理水平低。

2.3煤礦礦井水處理及利用所存在的問題

煤礦水污染問題是煤礦環(huán)境保護的一個突出問題。長期以來煤礦礦井水處理利用技術(shù)及處理利用率維持在一個較低水平，主要有以下原因：

（1）資金緊缺。水處理是一項耗資巨大的工程。一般要建一座礦井水處理站，少則二三十萬，多則幾百萬甚至上千萬，這對于經(jīng)濟條件并不十分好的煤礦來說，是很難投資興建水處理站的。

（2）依靠科技進步不夠。環(huán)保工作是專業(yè)性、綜合性、科學(xué)性很強的工作。目前從事煤礦環(huán)保工作的管理人員有相當(dāng)部分是從與環(huán)保沒有關(guān)系的其他行業(yè)轉(zhuǎn)行的，受工作時間限制，這些人員很難進行系統(tǒng)的培訓(xùn)，再加上許多煤礦礦井水處理工程由非煤炭系統(tǒng)設(shè)計單位承擔(dān)，缺乏對煤礦目前生產(chǎn)情況的深入了解，導(dǎo)致一些煤礦礦井水處理站建成后難以達到處理目標(biāo)。

（3）歷史欠帳多。過去在計劃經(jīng)濟體制下一些煤礦走先生產(chǎn)-后生活-再環(huán)保的發(fā)展路子，采用勞動密集型生產(chǎn)經(jīng)營方式，國營煤礦多數(shù)簡易投產(chǎn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦土法上馬、手工生產(chǎn)，造成用效率低、虧損大、污染嚴重，近年來，雖然加大環(huán)保投資，但由于歷史欠帳太多、先天不足，所以收效甚微。

3礦井水利用前景展望

3.1農(nóng)業(yè)灌溉用水

――以淮南煤礦區(qū)為例

淮南屬于亞熱帶與溫暖帶的過渡地帶，是溫暖帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，其特點是：四季分明，季風(fēng)顯著，光照充足，降雨量適中，無霜期較長。很適合農(nóng)作物生長，是我國重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)。農(nóng)作物主要有小麥、大豆、薯類、水稻、棉花、花生、芝麻和蔬菜等。耕地面積118,042.2公頃。

礦井水作為農(nóng)業(yè)灌溉用水的水質(zhì)狀況見表1，可見礦井水作為農(nóng)業(yè)灌溉用水水質(zhì)完全可以得到保證。而且淮南礦井分布面廣，與農(nóng)田交錯相間，作為灌溉用水不需修建太長的運送水渠，能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。

但礦井水作為灌溉用水，其含有的易富集重金屬元素的累積作用，還沒有弄清楚。在作為灌溉用水時要特別謹慎。

3.2生活飲用水（桶裝供應(yīng)）

礦井水從根本上來說其水質(zhì)與當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)基本相同，除含有大量的懸浮物外，基本上沒有有毒有害的污染物。經(jīng)處理后可作為生活飲用水使用。

據(jù)調(diào)查和分析，煤礦區(qū)供水管網(wǎng)中用于直接飲用的水僅占1%左右，而其他生活如洗滌、衛(wèi)生等用水占大部分，針對這種情況我們可以采用分質(zhì)供水的方法來保證礦區(qū)居民飲用水的質(zhì)量以及提高礦井水處理的經(jīng)濟效益。分質(zhì)供水是解決原水水質(zhì)較差（受到不同程度污染）、保障和提高居民用水質(zhì)量的有效辦法。在煤礦目前經(jīng)濟條件下，對于礦井水要求全部處理到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，既不現(xiàn)實，也無必要。我們可以將礦井水常規(guī)處理后，只把1%左右的礦井水進行深度處理，生產(chǎn)出更高質(zhì)量的飲用水，進行分質(zhì)供水。其基建設(shè)備投資和運行費用都是很低的，由于處理量較少，可選用優(yōu)質(zhì)先進的小型設(shè)備，使管理方便，維修減少。

礦區(qū)飲用水供水方式可以采用桶裝供應(yīng)的方式分質(zhì)供水，這樣可節(jié)約新建管網(wǎng)的資金，同時增加就業(yè)機會，創(chuàng)造社會效益。

3.3礦井水利用并入城市供水系統(tǒng)

――以新河煤礦為例

新河煤礦屬徐州礦務(wù)局，于1961年投產(chǎn)，1985年開始開采水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜的石炭系太原組煤層，礦井水涌水量大且長期穩(wěn)定，至1989年全礦涌水量達16.58Mm3。如此大量的水外排，嚴重浪費了水資源，而徐州是一座缺水城市，由于地下水資源多年過量開采，地下水位以2.0-2.5m/a的速度下降，市區(qū)抽水降落漏斗范圍正在逐年擴大，市區(qū)急需補充新的水源。

新河煤礦距徐州市最近，且水源可靠，水量充沛，水質(zhì)優(yōu)良，是向徐州市供水極為理想的水源地。

總體思路：在查清煤礦地質(zhì)構(gòu)造、地下水的分別規(guī)律、富水區(qū)域及水源補給通道、補給量和水質(zhì)狀況的基礎(chǔ)上，采用“清濁分流”、“封閉引流、匯集”等技術(shù)措施，重復(fù)利用井下涌（突）水點的自壓或余壓將優(yōu)質(zhì)礦井水直接輸入市區(qū)供水網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)礦井水資源“排供結(jié)合”的城市供水新模式。

此項目的研究實施，不但為煤礦安全開采強含水層下煤層開辟了一條新途徑，也實現(xiàn)了礦井水資源化供水模式，是礦井水利用的新途徑。

3.4回充地表水系

――以淮南煤礦區(qū)為例

淮南的主要地表水系為淮河、泥河、及廣大的塌陷塘。

淮河是淮南地區(qū)的主要水源之一，但近年來淮河污染嚴重，號稱中國污染最嚴重的河流，特別是夏季暴雨季節(jié)，常常會形成黑色的污染帶；而礦區(qū)塌陷塘積水往往是一個封閉的區(qū)域，沒有河流補給，缺乏流動性，水質(zhì)較差。

淮南礦務(wù)局礦井水年涌水量達1787.10萬噸，利用率為43.77% 外排1004.80萬噸/年。而礦井水經(jīng)簡單處理后水質(zhì)比淮河及礦區(qū)塌陷塘的水質(zhì)要好的多，可通過排入處理后的礦井水，有組織、有規(guī)模的稀釋淮河水及塌陷塘積水。近期目標(biāo)可先稀釋塌陷塘積水。遠期可于國家治理淮河相結(jié)合，借鑒盧村污水處理廠稀釋太湖水的經(jīng)驗逐步稀釋治理淮河。雖然對于淮河的徑流量來說，淮南礦井水涌水量很小，但在目前礦井水利用率較低的狀況，為大量外排的礦井水找到一個合理的、對環(huán)境有益的出路是必要的。

但此方案需要大量的投資，經(jīng)濟效益不明顯，現(xiàn)在還在論證階段。

3.5休閑娛樂用水

煤炭行業(yè)被稱為夕陽產(chǎn)業(yè)，煤礦在人們頭腦中一直是臟、亂、工作條件差、生活單調(diào)。為此各個煤礦都在不同的程度上進行礦區(qū)環(huán)境建設(shè)，大搞綠化，種植花草，使礦區(qū)有一個宜人的環(huán)境。

礦井水經(jīng)處理后，完全能夠滿足綠化要求。由于礦區(qū)揚塵較多，礦井水還可以用于澆灑道路、矸石山降塵等。

篇6

關(guān)鍵詞 煤礦；防塵水；循環(huán)利用；水泵選型

中圖分類號TD8 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）56-0166-01

1 改造前井下防塵水系統(tǒng)

三河尖煤礦井下使用的防塵水來源于地下水，通過深井泵將深100m的水抽到地面蓄水池，根據(jù)井下防塵水需要，自動通過管路輸送到-415水平緩沖水倉，然后再通過管路輸送到-700水平直接供給生產(chǎn)用水。

2 礦井水凈化循環(huán)利用系統(tǒng)

三河尖煤礦礦井水凈化循環(huán)利用系統(tǒng)是將-700中央泵房外倉的廢水，經(jīng)凈化水硐室3臺凈水器凈化后排到內(nèi)倉和中倉作為防塵水源，凈化水通過清水泵房2臺排水泵排至-415水平緩沖水倉，由緩沖水倉向南翼、西翼、東翼提供防塵用水。防塵水的使用過程是水倉涌水、廢水凈化、增壓、井下消耗、水倉涌水。該系統(tǒng)需要在原有系統(tǒng)中增加井下廢水凈化裝置和凈化水的增壓系統(tǒng)。

2.1 井下廢水凈化工藝流程

煤礦井下涌水與使用后的部分防塵水經(jīng)過礦井排水系統(tǒng)集中到中央水倉，通過污水泵和計量泵將水倉中的水加入適量聚丙烯酰氨、聚氯化鋁，然后輸送到三臺一體化凈化器中，經(jīng)過混凝、斜管沉淀、過濾、反沖洗、消毒實現(xiàn)一體化凈化器自動循環(huán)運行凈化，然后將凈化后的清水排入清水倉，供給防塵水使用。

2.2 凈化水的增壓系統(tǒng)

凈化水的增壓系統(tǒng)的方法是將凈化后的水通過多級離心泵輸送到-415水平緩沖水倉，利用緩沖水倉向-700水平供給防塵水。該系統(tǒng)需要安裝兩臺多級離心泵和3 200m管路。該系統(tǒng)與凈化裝置安裝在中央泵房（井底車場）處。

1）根據(jù)管路特性方程計算排水量H=HC+KRQ2m，HC=285m，K=1，排水管LP=3200m，吸水管Lx=50m.吸，排水管沿程阻力系數(shù)分別為：

吸水管Φ219×4.5，一件底閥系數(shù)值為4.4，兩件90°彎頭系數(shù)值為0.294，一件收縮管系數(shù)值為0.1，吸水管系數(shù)值求和為5.088，排水管Φ159×4.5，一件擴大管系數(shù)值為0.5，兩件閘閥系數(shù)值為0.52，一件逆止閥系數(shù)值為1.7，九十件90°彎頭系數(shù)值為2.94，三十五件30°彎頭系數(shù)值為0.392，排水管系數(shù)值求和為7 576，

將上述已知數(shù)代入公式，則管路阻力系數(shù)：

則管路特性方程式為H=HC+KRQ2m=285+0.011Q2

2）確定工況

依照HDM100-33型標(biāo)準(zhǔn)性能曲線，取六個點流量值，根據(jù)管路特性方程式，分別計算出所對應(yīng)的揚程，并列于下表。

將管路特性分別繪制在水泵性能曲線上，最后確定工況參數(shù)分別為Q=89m3/h，管路排水流約為89m3/h。

3新增設(shè)備和管路主要技術(shù)參數(shù)

1）水泵型號MD100-33×11，功率160kW，轉(zhuǎn)速1 480r/min；揚程363m，效率73%；

2）電機型號YB400S1-4，功率200kW，轉(zhuǎn)速1 488r/min，電壓6 000V，電流24A；

3）排水管直徑159×4.5，長度3 200m，排水高度280m，吸水管直徑219×4.5，長度30m，吸水高度5m；

4）凈水器數(shù)量 3臺 ，每臺處理能力60m3/h，出水管1-Φ219×4.5，離心泵型號IS150-125-250A，功率15kW。

4系統(tǒng)的分析與總結(jié)

三臺凈水器總凈水量為每小時100m3。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計中央泵房大泵每天開泵約6小時，清水泵房每天開泵16小時，每天供給防塵水約1 424m3，依據(jù)凈化系統(tǒng)凈化能力，凈化系統(tǒng)需要運行14.5小時。按照現(xiàn)階段凈化系統(tǒng)運行情況，每天供給1 424m3防塵水，則中央泵房每天減少向地面排水1 424m3，風(fēng)井每天減少供給防塵水1 424m3，依據(jù)中央泵房水泵性能計算每天節(jié)省約5 969度電，風(fēng)井潛水泵每天節(jié)省約200度電；凈化系統(tǒng)及清水泵房每天消耗電量約為3 200度電。

在滿足生產(chǎn)需要的情況下，各設(shè)備開起時間安排如下：1）凈化設(shè)備與中央泵房大泵同時開啟可以保證外倉有足夠的水源供給凈化設(shè)備使用；根據(jù)需要可在20：00~11：00時間段內(nèi)運行凈化設(shè)備，此段時間可以保證外倉有足夠的水源供給凈化設(shè)備使用；2）清水泵房大泵每天0:00開泵，打滿-415水平緩沖水倉，充分使用-415水平緩沖水倉容量，根據(jù)需要可在22：00~14：00時間段內(nèi)運行清水泵房大泵；3）中央泵房大泵可在用電谷期運行，能夠滿足正常排水量，不用二次開泵。

推廣價值與條件：

該系統(tǒng)的推廣價值主要是：滿足了環(huán)境保護的要求；大大減少了對水資源的消耗；減少了向環(huán)境中排放廢水；降低了礦井排水的電能消耗，取得一定的經(jīng)濟效益。

該系統(tǒng)推廣使用主要考慮的問題有：首先礦井涌水量的大小，如果礦井涌水小，而防塵水用水量大，那么該系統(tǒng)的循環(huán)利用則不能實現(xiàn)，主要指標(biāo)是礦井涌水要大于礦井防塵用水。其次是對于開采深度較大的礦井取得的經(jīng)濟效益約明顯。礦井防塵水是煤礦生產(chǎn)必不可少的，為了保證該系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，需要統(tǒng)籌考慮。

5結(jié)論

三河尖煤礦結(jié)合自身客觀情況，采用通過礦井水凈化循環(huán)利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用節(jié)省了大量的電能，促進了水資源的循環(huán)利用，減少了污水的排放，達到環(huán)境保護的要求，具有較高的推廣價值。

參考文獻

篇7

關(guān)鍵詞 礦井水；生態(tài)；利用；技術(shù)

中圖分類號：P641 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）12-0142-02

1 原理與方法

新礦集團協(xié)莊煤礦利用循環(huán)經(jīng)濟理論、生態(tài)經(jīng)濟學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟學(xué)，尤其是產(chǎn)業(yè)共生、資源平衡、系統(tǒng)集成、資源替代等技術(shù)，以水為主線，進行礦井水生態(tài)化利用的研究與應(yīng)用，構(gòu)建適合新礦集團協(xié)莊煤礦的集能量利用、營養(yǎng)物質(zhì)利用、生活、工業(yè)、養(yǎng)殖、種植等為一體的系統(tǒng)利用體系。

通過對水資源流動機理、利用機理進行分析可以看出，協(xié)莊煤礦的水資源能夠?qū)崿F(xiàn)層級利用、循環(huán)利用，能夠以礦井水資源的生態(tài)化利用為目標(biāo)，構(gòu)筑水資源復(fù)用循環(huán)系統(tǒng)。

山東泰山能源協(xié)莊煤礦按照本單位的地理條件和所處的生態(tài)環(huán)境，全面分析資源現(xiàn)有和分配情況，構(gòu)建出了循環(huán)生態(tài)礦區(qū)、人文和諧礦區(qū)。用“地下水復(fù)用—利用熱值—價值生態(tài)處理—初次試用—重復(fù)利用”為主線，構(gòu)建山東泰山能源協(xié)莊煤礦地下水循環(huán)復(fù)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)由地下水處理子系統(tǒng)、地下水熱能提取利用子系統(tǒng)、地下水復(fù)用子系統(tǒng)、廢棄物再利用系統(tǒng)四部分組成，它們之間互為補充、相互作用形成了山東泰山能源協(xié)莊煤礦地下水生態(tài)化利用的循環(huán)系統(tǒng)，在實現(xiàn)資源共享、合理轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，達到整個資源零排放的目標(biāo)。

2 礦井水處理系統(tǒng)

山東泰山能源協(xié)莊煤礦地下水處理系統(tǒng)主要包括老空水凈化處理系統(tǒng)、地面用水處理系統(tǒng)和生活污水處理系統(tǒng)等。

1）老空水凈化處理：利用井下水倉對老空水進行直接沉淀凈化，沉淀處理后的水主要供井下灑水滅塵用，此凈化處理簡簡單，不投入設(shè)備，不需投入催化藥劑，不僅簡單易行，還生態(tài)節(jié)能；主要利用水與雜物之間的沉浮落差重力原理，不需要任何設(shè)施，就能取得節(jié)能環(huán)保效果。

2）地面用水處理：新礦集團協(xié)莊煤礦經(jīng)水源熱泵熱能利用系統(tǒng)利用之后的水，含有煤、巖石等成分組成的懸浮物及微量的有機物，也含有微量的無機鹽，經(jīng)過簡單處理就能滿足一些對水質(zhì)要求不高領(lǐng)域的需要。新礦集團協(xié)莊煤礦建有人工假山、人工湖等地面景點，這些景點對水質(zhì)要求不高，因此，對提取熱能后的地下水與人工景點融合在一起進行系統(tǒng)建設(shè)，建成了循環(huán)水利用系統(tǒng)，把它分為沉淀池、水生植物處理池、水生動物處理池、水生植物種植區(qū)、水生動物養(yǎng)殖區(qū)等五個部分，集礦井水處理、凈化、養(yǎng)殖、種植、景觀于一體。該系統(tǒng)體現(xiàn)出生態(tài)、節(jié)能，取得了較好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。

3）生活污水處理：新礦集團協(xié)莊煤礦運用了生物接觸氧化的工藝收發(fā)，借由HD一體化生物反應(yīng)器，把處理系統(tǒng)中的污水里的各種有機污染物質(zhì)，進行降解和轉(zhuǎn)化，使污染物質(zhì)除去。這種系統(tǒng)不僅污水的處理效果好而且投資少，還能節(jié)省能耗。

4）洗煤廠廢水處理：洗煤水是煤礦濕法洗煤加工工藝的工業(yè)尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，是選煤廠的主要水污染源，其生產(chǎn)用水可取自經(jīng)井下水處理系統(tǒng)處理后的礦井水。在生產(chǎn)過程中，對生產(chǎn)系統(tǒng)的全部煤泥水均經(jīng)濃縮機濃縮后，用壓濾機進行壓濾處理，以實現(xiàn)煤泥在場內(nèi)回收；同時，最大限度地從煤泥水中分離出固體懸浮物，獲得符合要求的分選介質(zhì)——循環(huán)水，供洗煤廠循環(huán)使用，節(jié)水、環(huán)保。

5）深度處理：就是對經(jīng)井下處理系統(tǒng)處理后的礦井水進行更為復(fù)雜的凈化處理，采用預(yù)處理和反滲透先進處理工藝來脫除礦井水中的重度污染因子。經(jīng)過深度處理的出水水質(zhì)較高，可達到生活飲用水和電廠用水標(biāo)準(zhǔn)。新礦集團協(xié)莊煤礦使用的RO系統(tǒng)深度處理裝置具有技術(shù)先進、性能可靠，操作安全、運行穩(wěn)定，占地少、建設(shè)周期短、上馬快、水的質(zhì)量好等優(yōu)點。進一步加深處理的工程的原水通過管道進入凈化水池，通過提升泵的輸送進入自清洗過濾器，使用濾網(wǎng)將水里殘留的大顆粒雜質(zhì)攔截，將水體懸浮物、顆粒物除去，使水的濁度降低，將水質(zhì)凈化，減少系統(tǒng)污垢、菌藻、銹蝕等的產(chǎn)生，在同一時間清洗自動對濾芯。經(jīng)過一系列過濾后的出水經(jīng)超濾裝置凈化后進入安裝使用先進膜分離技術(shù)的超濾裝置的超濾水池，將已處理過的污水中的各種小的微粒、膠體、細菌等通過高壓側(cè)透過濾膜到達低壓側(cè)，使出水得到二次處理。超濾水池中的水通過超濾水泵及高壓泵提升送入RO反滲透裝置進一步處理。需要注意的是，為保證反滲透系統(tǒng)長期穩(wěn)定、可靠運行，提高產(chǎn)水量和RO膜的使用壽命，必須要做好RO系統(tǒng)的預(yù)處理和防結(jié)垢工作。預(yù)處理必須加絮凝劑、阻垢劑、還原劑，并經(jīng)多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器和保安過濾器四級過濾，確保膜進口處水濁度

參考文獻

篇8

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)比擬法；水文地質(zhì)類型；礦井涌水量

中圖分類號：P641 文獻標(biāo)識碼：A

1.礦井概況

某礦井位于山西省陽城縣芹池鄉(xiāng)北1km處，隸屬陽城縣芹池鎮(zhèn)管轄。井田面積4.5km2，生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力600kt/a。礦井批準(zhǔn)開采3#、15#煤層，井田內(nèi)無地質(zhì)構(gòu)造。礦井由兩個聯(lián)辦煤礦兼并重組而成，井田范圍內(nèi)存在大面積采空區(qū)，主要分布在3號煤層，聚有一定的積水。山西陽城陽泰集團小西煤業(yè)有限公司位于井田東北部，無越界開采，井田邊界有大面積采空區(qū)，礦井涌水量為120～ 144m3/d，山西陽城伯附煤炭有限責(zé)任公司位于本井田東側(cè)，井田面積3.192km2，批準(zhǔn)開采3號煤層3號煤層現(xiàn)涌水量為160～264m3/d。山西沁水石店煤業(yè)有限公司位于本井田西側(cè)，單獨保留礦井，井下一般礦井涌水量100m3/d，最大120m3/d，礦井于2015年投產(chǎn)，目前已回采3個工作面，根據(jù)地質(zhì)勘查報告，井田西側(cè)采空區(qū)最大，并有大量積水。

2.礦井水文地質(zhì)評價

井田內(nèi)水文地質(zhì)條件對礦井安全生產(chǎn)具有重要意義，是防治水工作的基礎(chǔ)。本文從礦井水文地質(zhì)條件、地下水的補給與排泄條件、礦井充水影響因素及礦井地質(zhì)構(gòu)造四方面出發(fā)，對礦井水文地質(zhì)類型進行分類。

2.1 井田水文地質(zhì)條件

由于本文主要分析的礦井水文地質(zhì)條件主要涉及含水地層、隔水層，因此本文依據(jù)井田內(nèi)分布含水層的時代、巖性、地下水類型等，歸納總結(jié)了礦井區(qū)域內(nèi)水文地層特征。

含水地層主要是松散含水層，屬第四系，主要有土黃色黏土、亞黏土及砂和礫石，井田區(qū)域內(nèi)廣泛分布，滲透系數(shù)為218.4m/d；風(fēng)化裂隙含水層位于上石盒子組，屬二疊系，平均巖石厚度235m，主要由灰白色砂巖、紫紅色泥質(zhì)巖組成，單位涌水量為0.115L/s?m。滲透系數(shù)為0.52m/d，地下水類型屬于潛水；碳酸鹽巖溶裂隙含水巖位于太原組下方，屬石炭系，平均巖石厚度78m，主要由粉砂巖、砂質(zhì)泥巖組成，裂隙發(fā)育，單位涌水量為0.02L/s?m，滲透系數(shù)為0.152m/d。地下水類型為承壓水；碳酸鹽巖巖溶含水層，地層屬奧陶系，主要分布在峰峰組和上馬家溝組，由角礫狀泥灰?guī)r、石灰?guī)r組成，單位涌水量0.103L/s?m，滲透系數(shù)0.144m/d，地下水類型為承壓水。

隔水地層主要是太原組底部泥質(zhì)砂巖，平均厚度20.29m左右，裂隙發(fā)育和石炭系、二疊系之間灰?guī)r巖石厚度在50m～79m之間，巖性致密，不透水。

井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水由北西向南東逕流，水位標(biāo)高701m～703m。3、15號煤層局部區(qū)域低于奧灰水位，煤層開采屬于帶壓開采。

2.2 地下水的補給與排泄條件

松散含水層主要接受大氣降水補給。風(fēng)化裂隙含水層與碳酸鹽巖溶裂隙含水層，由于隔水層阻斷作用，大氣降水和地表水對地下水影響不大，地下水流方向由北西至南東。碳酸鹽巖巖溶含水層屬奧陶系，主要受地表水滲透補給作用，地下水向東南方向延河排泄。

2.3 礦井充水因素分析

依據(jù)井田水文地質(zhì)及開采范圍，礦井充水主要受大氣降水、地表水、地下水采空區(qū)及地質(zhì)構(gòu)造5個方面影響。

（1）大氣降水對礦坑充水的影響

礦區(qū)位于山西省陽城，屬于大陸季風(fēng)氣候，每年7、8、9三個月雨水量較大，屬豐水期，期間礦井最大涌水量為160.8m3/d，枯水期為每年的10月至來年4月，最小涌水量為50m3/d；每年的5、6月為平水期，涌水量為79.2m3/d。上述統(tǒng)計資料表明：礦井涌水量變化與降雨量變化一致，礦井涌水量主要影響因素為大氣降水。

（2）地表水體對礦坑充水的影響

井田內(nèi)風(fēng)化裂隙含水層與碳酸鹽巖溶裂隙含水巖層，巖石裂隙發(fā)育，局部有小型斷層，同時3號煤層工作面回采，導(dǎo)致煤層頂板受到應(yīng)力擾動破壞，進一步加劇巖石破壞，形成了地表水導(dǎo)水通道。

（3）地下水對礦坑充水的影響

3號煤層充水水源：3號煤層上方風(fēng)化裂隙含水層和碳酸鹽巖溶裂隙含水層，主要巖性為砂巖，裂隙發(fā)育。同時由于工作面回采，上覆巖層在開采應(yīng)力擾動下形成了裂隙帶，從而將地下水導(dǎo)入工作面，導(dǎo)致工作面涌水量迅速增大。15號煤層充水水源：主要受奧陶系巖溶含水層突水影響和碳酸鹽巖溶裂隙含水層。但隔水層地質(zhì)巖性較好，灰?guī)r巖石厚度在50m～79m之間，巖性致密，不透水，具有良好隔水作用，因此碳酸鹽巖溶裂隙含水層對15號煤涌水影響不大。

（4）采空區(qū)積水對礦井充水的影響

礦井由兩個聯(lián)辦煤礦兼并重組而成，井田范圍內(nèi)存在大面積采空區(qū)，主要分布在3號煤層，其中3號煤層采空區(qū)，有3處采空區(qū)積水，小窯破壞區(qū)位于井田北部淺埋區(qū)，有1處采空區(qū)積水，積水面積2554m2。積水量1.68萬m3。井田中部和南部各有1處采空區(qū)積水，屬于兼并重組前礦井開采形成的古采空區(qū)，積水面積分別是2554m2、3242m3，總積水量1.68萬m3。另一方面，礦井四鄰都出現(xiàn)不同程度、不同面積的采空區(qū)，采空區(qū)內(nèi)積水量不清楚，對礦井生產(chǎn)造成了嚴重威脅。

3.地質(zhì)構(gòu)造對礦井充水的影響

礦井地形西北高，東南低，屬于單斜構(gòu)造，傾角4°～6°。井田內(nèi)大型斷層一條，落差近15m，傾角60°，小型斷層較多，斷層落差在3m～5m之間。井田內(nèi)無井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱和巖漿巖侵入，井田地質(zhì)構(gòu)造類型屬于簡單。實際采掘經(jīng)驗表明，巷道掘進穿過斷層時，巷道頂板淋水較大，同時礦井涌水量增大。

3.1 礦井水文地質(zhì)類型

礦井水文地質(zhì)類型劃分主要依據(jù)：井田區(qū)域水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造、地下水補給和井田地質(zhì)構(gòu)造。

井田3號煤層充水為裂隙含水層，處于工作面上方裂隙帶內(nèi)，受工作面采掘影響較大。隔水層裂隙發(fā)育，同時井田內(nèi)斷層較多，井田范圍內(nèi)采空區(qū)面積較大，存在古采空區(qū)。因此3號煤水文地質(zhì)類型為中等。

井田15號煤層充水為裂隙含水層和奧灰水巖溶含水層。其中裂隙含水層之間隔水層，巖性細密，不透水，但井田絕大部分區(qū)域內(nèi)，奧灰?guī)r溶含水層水位標(biāo)高高于15號煤底板，具有突水危險。15號煤層由于尚未采掘，不存在采空區(qū)積水，地質(zhì)構(gòu)造情況不明。因此該礦井15號煤水文地質(zhì)類型為復(fù)雜。

4.礦井涌水量預(yù)測

根據(jù)礦井水文充水因素分析及水文地質(zhì)類型劃分，礦井3號煤層涌水量采用水文地質(zhì)比擬法，進行整合后礦井涌水量預(yù)算：

Q=Q0×F/F0

經(jīng)計算，整合后礦井涌水量按面積比為170～340m3/d。由于15號煤屬于下水平開采，屬于帶壓開采，缺少區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造資料，本文在此不作研究。

結(jié)論

論文根據(jù)某礦井水文地質(zhì)資料，應(yīng)用理論分析和水文地質(zhì)比擬法對礦井水文地質(zhì)類型進行評價并對3號煤層涌水量進行預(yù)測分析，得出以下結(jié)論：

（1）3號煤水文地質(zhì)類型為中等，3號煤層北部存在帶壓開采問題。15號煤水文地質(zhì)類型為復(fù)雜，15號煤層大部分區(qū)域存在帶壓開采問題。

（2）3號煤層主要水源來自3號煤層頂板及地表溪流水的滲入。3號煤層采動后預(yù)計礦井涌水量為170m3/d～340m3/d。為井下防治水工作開展提供了理論依據(jù)。

篇9

[關(guān)鍵詞]水文地質(zhì) 礦井水害 防治

中圖分類號：P641.461 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0237-01

1 引言

礦井水害是煤礦五大災(zāi)害之一，近年來國內(nèi)水害事故時有發(fā)生，從事故發(fā)生的嚴重程度來看，水害已成為僅次于煤礦瓦斯事故之后的第二大嚴重事故。礦井水害一旦發(fā)生，輕則惡化環(huán)境、損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)銜接、破壞正常生產(chǎn)秩序，重則造成淹井、淹巷、人員傷亡等重特大事故。因此，做好礦井水害防治工作，有效遏制礦井水害事故，有著極其重要的意義。

2 礦井概況

石圪臺煤礦位于陜西省神木縣北部，井田面積65.25km2。石圪臺煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力10.0Mt/a，設(shè)計服務(wù)年限41a。1987年開工建設(shè)。礦井設(shè)計可采儲量為1043.29Mt。采用斜井―平硐聯(lián)合開拓方式，長壁式綜合機械化采煤工藝，全部跨落法管理頂板。礦井目前開采12煤和22煤。從近年來國內(nèi)發(fā)生水害事故的情況分析，水害事故發(fā)生的直接原因有：礦井水文地質(zhì)條件不清楚、在水體下采煤措施不落實;未留設(shè)防水煤柱、破壞隔水煤柱、越層越界、不重視水文地質(zhì)工作、地表水處理;探查技術(shù)方面的不足，尤其是探查構(gòu)造方法上的缺陷;管理不到位或違章指揮、技術(shù)力量不足、技術(shù)人員專業(yè)知識不能滿足安全生產(chǎn)要求、不按規(guī)定探放水、防治水設(shè)施缺失或不符合規(guī)定要求; 明知有水害隱患而不采取措施。而這些原因的背后或多或少地隱藏著，防治水人員意識上的麻痹、防治水技術(shù)上的缺陷、防治水管理上的漏洞和防治水投入上的滯后。為此，筆者根據(jù)多年工作實踐，提出一些水害防治工作思路，旨在探討與煤礦水害防治工作者共同遏制水害事故的發(fā)生。

3 地下水基本知識及水害類別

3.1 地下水的概念

地下水是指埋藏在地表以下、儲存于巖石空隙之中的水。通常以多種形式存在：1）氣態(tài)水;2）吸著水;3）薄膜水;4）毛細水;5）重力水等。重力水是我們研究的主要對象。

3.2 地下水的分類

按埋藏條件可分為：1）上層滯水;2）潛水;3）承壓水。按含水層空隙性質(zhì)可分為：1）孔隙水;2）裂隙水;3）喀斯特水。

3.3 礦井水害分類

依據(jù)礦井充水水源及水源進入礦井的途徑和方式，礦井水害可劃分為五種，即地表水水害、老窯水水害、孔隙水水害、裂隙水水害及巖溶水水害。礦井水進入礦井的方式有滲水、滴水、淋水、突水（涌水、潰水）。其中因井巷或工作面與含水層、被淹巷道、地表水體或含水的裂隙帶、巖溶帶、頂板冒落帶、構(gòu)造破碎帶等接近或溝通而產(chǎn)生的涌水或潰水事故，由于來勢猛、時間短、水量大，故稱突水。突水災(zāi)害的突發(fā)性強，人身傷亡大。

4 礦井水害防治

4.1 礦井水害產(chǎn)生的原因及總體防治要求

礦井水害發(fā)生的原因主要有：地面防洪措施不當(dāng)、井下水文地質(zhì)資料不清盲目施工、井巷位置設(shè)計不合理、探放水設(shè)備沒有效發(fā)揮作用、施工措施不力工程質(zhì)量差、亂采挖破壞了防水煤柱、井下排水系統(tǒng)不到位、麻痹大意違章作業(yè)和管理不重視。礦井防治水工作應(yīng)該以堅持預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則。采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。根據(jù)具體的水文地質(zhì)條件，選擇有針對性的防治水措施進行綜合治理。

4.2 地面防治水措施

地面防治水是指在地表修筑排水工程或采取其他措施，以防止井筒灌水、地表滲水和地面積水，從而減少礦井涌入量，防止井下災(zāi)害事故的發(fā)生。具體措施有：挖溝排截洪、河流改道、整鋪河底和堵塞通道。

4.3 井下防治水措施

煤礦井下水害防治措施是結(jié)合地質(zhì)勘查資料和井下檢測工作，采用采掘前的鉆孔探水，防水閘門、防水墻或注漿阻斷水源，排水疏干降壓等方法。排水疏干降壓方法包括地面鉆孔疏干、井下鉆孔疏干、利用巷道疏干。根據(jù)地下水位、水量和補給條件，確定疏干層段和順序，控制排水流量，排水前加固巷道，正式排水前進行水壓和透水實驗，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。

4.3.1 井下探放水

探放水是指采礦過程中用超前勘探方法，查明有采掘工作面頂?shù)装濉?cè)幫和前方的含水構(gòu)造、含水層、積水老窯等水體的具置、產(chǎn)狀等，目的是為有效的防治礦井水害做好準(zhǔn)備。主要包括：探放老空水、探放斷層水、探放陷落柱水、導(dǎo)水鉆孔的探查與處理和探放含水層水。

4.3.2頂、底板含水層中水的疏放

當(dāng)煤層上覆或下伏有含水層，并對采掘作業(yè)有威脅時，可采取疏干或降低水位的方法解除地下水對煤層的威脅，以保證采掘作業(yè)的正常進行。通常有巷道疏放、放水鉆孔和疏放降壓鉆孔。

4.3.3井下設(shè)防水柱、防水閘門和防水墻

在井下水害高發(fā)地段，留有一定寬度和高度的煤層不得開采，目的是使采煤工作面和水體隔離開來，并保持一定的距離，從而起到隔水的作用，這部分不采的煤層叫防水煤柱。根據(jù)防水煤柱所起的作用可分為：井田隔離煤柱、被淹井巷之間的煤柱、斷層防水煤柱、防止?jié)撍傲魃暗攘魅胂锏蓝粝碌拿褐?。此外在井下各要道出口設(shè)置防水閘門和防水閘墻悼。

4.3.4注漿堵水

注漿堵水是將注漿的材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層縫隙內(nèi)使其擴散、膠凝或固化，以此達到加固堵漏的目的。按注漿材料劃分通常有水泥注漿、化學(xué)漿液注漿和粘土注漿。

5 礦井水害防治建議

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，煤礦生產(chǎn)與建設(shè)過程中的裝備、工藝、技術(shù)都有了極大的提高，可是礦井開采越來越深，受礦井水害的危險越來越大，煤礦突水事故頻繁發(fā)生。針對我國目前煤礦水害及其防治技術(shù)現(xiàn)狀，應(yīng)該提高新條件下煤礦水害防治技術(shù)與裝備，形成適合新的地質(zhì)與生產(chǎn)條件的水害安全保障技術(shù)體系和j監(jiān)控體系，以改變目前煤礦水害頻繁發(fā)生的局面。

（1）行政部門與礦業(yè)集團公司組織專業(yè)礦山水害防治技術(shù)隊伍，對我國近幾年以來所發(fā)生的重點水害全面調(diào)查、分析和研究總結(jié)，找出新條件下煤礦水害頻繁發(fā)生的原因、特點、趨勢、規(guī)律及主要問題，做出礦井水害論證報告和水害隱患評估報告，編寫今后礦區(qū)防治水工作的基本綱領(lǐng)性文件，為礦區(qū)水害安全工作提供決策基礎(chǔ)資料。

（2）結(jié)合目前礦區(qū)采礦模式及采礦特點，重新評估礦區(qū)水害特點、水害類型、水害模式和水害威脅程度，重新形成新條件下礦區(qū)水害調(diào)查和評估研究報告;并針對不同水害類型的礦井，提出具有操作性的水害安全保障技術(shù)規(guī)程和操作規(guī)范，用以指導(dǎo)礦區(qū)煤礦水害防治工作，為礦區(qū)水害安全工作提供決策技術(shù)支持。

（3）建立礦區(qū)水害防治技術(shù)研究中心。這一中心將適時分析研究水害問題，不斷創(chuàng)新煤礦水害防治技術(shù)和相關(guān)手段與裝備。依托各高等院校，將出現(xiàn)的問題作為研究課題，共同解決疑難問題。

（4）JJl：l強在下列方面的煤礦水害防治基礎(chǔ)理論與技術(shù)研究工作：

①新的采礦條件下礦井突水機理研究。隨著開采的不斷延伸，多年來沿用的突水系數(shù)理論已不足以適應(yīng)新形式的要求。

②新的采礦條件下煤層隔水底板的防突水效應(yīng)研究。過去的研究成果主要集中于水量和水源，而對突水通道，尤其是煤層底板隔水層的防突水效應(yīng)研究工作很少。隨著深部開采疏降難度的加大，深入研究煤層底板隔水層的防突水效應(yīng)，進而充分有效地利用隔水層的自然防突水能力。

（5）建立由技術(shù)專家、搶險和特種救護人員共同組成信息化和專業(yè)化的礦山水害快速反應(yīng)隊伍，以應(yīng)對礦山水害發(fā)生后的搶險救災(zāi)工作。

6 結(jié)語

（1）在實際煤礦開采過程中，針對水害的防治措施往往不是單一的，而是綜合防治措施。提高防治意識和管理水平，加大水害預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用，才能從根源上減少水害事故的發(fā)生。同時要做好井下水害應(yīng)急預(yù)案，一旦發(fā)生水害，把人員傷亡和經(jīng)濟損失降到最低。

（2）煤礦水害防治工作是一項長期而又復(fù)雜的工作， 搞好水害防治工作是煤礦安全生產(chǎn)的需要， 搞好水害防治工作更是構(gòu)建以人為本、 和諧社會的需要， 搞好水害防治工作利國利民， 因此， 從事煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)和每一名職工都要從思想上重視水害防治工作， 不斷提高防治水意識， 積極參與水害防治工作， 技術(shù)人員還需不斷研究水害、 認識水害、掌握水害規(guī)律、 采取科學(xué)合理技術(shù)與管理措施， 防止水害事故發(fā)生

篇10

【摘 要】采用混凝沉淀燒杯攪拌實驗和濾柱模型實驗，研究了ph值、絮凝劑投加量對混凝沉淀除鐵效果的影響，以及濾料、濾速對過濾出水水質(zhì)的影響。結(jié)果表明，采用微量滴堿法將ph值調(diào)至7.0，鐵的去除率達93.18%；1%（質(zhì)量濃度）pac最佳投加量為0.5ml，鐵的去除率為98.23%；經(jīng)高錳酸鉀溶液浸泡的錳砂，除鐵效果優(yōu)良，出水鐵濃度均在0.5 mg/ l以下，能夠達到電廠相關(guān)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

【關(guān)鍵詞】高鐵礦井水 ph調(diào)整 混凝沉淀 錳砂過濾

肥城大封煤矸石電廠利用已關(guān)閉的大封煤礦場地建設(shè)，并利用大封煤礦高達9600m3/d的礦井水作為電廠的主要水源，礦井水的水質(zhì)能夠滿足相應(yīng) 工業(yè) 用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于尚未查明的原因，近期大封礦井水水質(zhì)發(fā)生突變，成為高鐵、高錳、高硫酸鹽的酸性礦井水。無論從處理利用的資源節(jié)約角度還是實現(xiàn)達標(biāo)排放的環(huán)境保護角度，大封礦井水都必須進行處理。本試驗研究的目標(biāo)是探索確定技術(shù)先進、 經(jīng)濟 合理的礦井水除鐵工藝，并為下一步工程設(shè)計提出工藝方案。

目前礦井水中的含鐵量達到690mg/l，超過電廠用水標(biāo)準(zhǔn)(0.5 mg/l)1000余倍，超過煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(6 mg/l)100余倍，是一般高含鐵地下水(一般范圍10~20 mg/l)的30余倍，屬于特高含鐵量的礦井水。初步考慮的技術(shù)方案為預(yù)曝氣氧化+ph調(diào)整+混凝沉淀+錳砂接觸氧化。本方案與傳統(tǒng)錳砂接觸氧化技術(shù)相比，主要是增加了預(yù)曝氣氧化和混凝沉淀分離環(huán)節(jié)。

1試驗條件和裝置

1.1試驗水質(zhì)及回用目標(biāo)

試驗水樣為電廠礦井水，回用水質(zhì)目標(biāo)要達到工業(yè)循環(huán)冷卻水標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)如表1所示。

1.2試驗系統(tǒng)

（1）ph值調(diào)整試驗系統(tǒng)：以濃度1mol/l的氫氧化鈉溶液為中和劑，用ph計-玻璃電極法測定ph值變化。用鄰二氮雜菲分光光度法測定鐵含量。

（2）絮凝沉淀試驗系統(tǒng)：選用堿性聚合鋁和分子量300萬的陰離子型聚丙烯酰胺為絮凝劑；試驗采用六聯(lián)電動攪拌器進行?；旌蠒r間為1 min，轉(zhuǎn)速150r/min；反應(yīng)時間10 min，轉(zhuǎn)速40r/min；反應(yīng)后靜置沉淀15 min。然后取上清液測定有關(guān)水質(zhì)指標(biāo)。

（3）接觸氧化試驗系統(tǒng)：裝配了兩只有機玻璃接觸氧化柱，其有效直徑d=76mm，有效高度h=500mm，容積v=2.25l。催化氧化填料為湘潭錳砂，粒徑范圍為6～20目，填料高420mm。兩個接觸氧化柱分別裝填用水樣浸泡熟化的錳砂和用高錳酸鉀改性的錳砂。

2 結(jié)果與討論

2.1ph值調(diào)整試驗

在500ml預(yù)曝氣后的水樣中快速加入氫氧化鈉溶液，同時測定ph值變化。沉淀30min后過濾烘干灰化后稱量沉淀質(zhì)量，結(jié)果如表2所示。

測定過濾后上清液鐵含量時卻發(fā)現(xiàn)鐵含量依然很高，結(jié)合有關(guān)水解聚合理論，鐵離子水解聚合反應(yīng)過程可分為水解階段、聚合階段、凝膠-沉淀生成階段。加堿方式的不同會導(dǎo)致水解中間產(chǎn)物的不同，進而影響到沉淀效果。

所以第二階段ph調(diào)整實驗采用微量滴堿法，在緩慢地微滴堿的同時加以強攪拌，同時測定ph值變化(以下實驗均采用配制的模擬水樣，其鐵濃度為207.11 mg/l，ph值約小于2)。將調(diào)整后水樣沉淀后過濾，測定上清液鐵含量，結(jié)果如圖1所示。

由圖1數(shù)據(jù)可知，當(dāng)將ph調(diào)至6.5時，鐵的去除率為87.63%；當(dāng)調(diào)至7.0時，去除率更達93.18%。

2.2絮凝沉淀試驗

實驗選用絮凝劑pac和pam作對比。取四組經(jīng)預(yù)曝氣的500ml水樣，分別用微量滴堿法調(diào)節(jié)ph至7.0，然后投加不同量1% pac混凝沉淀，測定上清液鐵含量如下圖2。

結(jié)果表明，投加0.5mlpac時效果最好。加入聚丙烯酰胺(pam)高分子絮凝劑，改善絮凝效果不明顯，故不擬使用。

2.3接觸氧化試驗

將水樣浸泡后的錳砂用水樣循環(huán)過濾以熟化錳砂。結(jié)果9天后才有明顯除鐵效果，熟化速度偏慢。用同種同量錳砂經(jīng)1l 5%高錳酸鉀溶液浸泡24h使其改性，將其轉(zhuǎn)移至接觸氧化柱中，熟化速度較快，比較兩個錳砂柱除鐵效果如下圖3所示。

由圖3可見，當(dāng)提高濾柱濾速時，未經(jīng)改性的錳砂濾柱除鐵效率有所下降。而經(jīng)高錳酸鉀馴化改性的錳砂濾柱在濾速提高時依然保持良好的除鐵性能。

3 結(jié)論

（1）通過對不同ph條件、不同絮凝和混凝劑投加量、不同接觸氧化濾柱濾速等多因子、多水平的組合試驗，初步確定組合工藝路線為：預(yù)曝氣—調(diào)ph值到6.0至6.5—混凝沉淀—接觸氧化濾池—出水。

（2）將ph調(diào)整到7.0，加1%的pac 0.5ml混凝沉淀后可去除水中絕大部分鐵，去除率達98.23%。

（3）經(jīng)高錳酸鉀溶液浸泡的錳砂過濾，除鐵效果優(yōu)良，出水鐵濃度能夠達到電廠相關(guān)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。