论文部分内容阅读
矿井水传统处理利用方法是将其提升到地面以后再处理,处理后部分在地面利用,部分再返回到井下利用,存在矿井水提升费用高、占地面积和基建投资较大的缺点。针对上述问题,本文对矿井水井下处理就地复用工艺进行研究,合理利用井下废弃巷道,实现矿井水资源化。基于减少矿井水井下处理设备、简化操作程序和减小工人劳动强度的目的,本文以邢台矿区不同煤矿煤泥配水,在不投加任何混凝剂、助凝剂的条件下进行试验,探讨常规矿井水井下处理工艺。结果表明,自由沉速为0.4mm/s,沉淀时间大于1h,悬浮物去除率大于80%;斜管沉淀池表面负荷为0.5~1.0mm/s,进水悬浮物浓度为250mg/L时,不同斜管管径,悬浮物的去除效率介于50%~90%;石英砂滤料的过滤性能最佳,进水浊度为10NTU,出水浊度小于1NTU;采空区主要是通过过滤和沉淀作用去除水中悬浮物,有10m的流程长度为保护空间,其出水浊度小于10NTU。采用采空区预处理→过滤或采空区预处理→斜管沉淀→过滤工艺可很好地去除悬浮物,降低出水浊度;在无采空区可利用的地区,可采用自由沉淀→斜管沉淀→过滤工艺。高矿化度矿井水井下处理宜采用两级过滤→反渗透系统。试验研究表明,反渗透系统的除盐性能良好,能有效降低水中主要离子,如Ca2+、SO42-的去除率高于98%,Cl-等的去除率高于96%,系统整体脱盐率高于97%。采用升流膨胀过滤中和法处理酸性矿井水,设计滤速小于60m/h,中和吹脱后的矿井水pH值由2.0提高到6.5以上,出水稳定、不产生二次污染、占地小,适合于酸性矿井水井下处理就地复用。若采用药剂中和法:在水质要求较高、空间有限的地方宜采用氢氧化钠,但费用较高;在富含菱镁矿地区,采用轻烧镁粉,实现“以废治废”,具有良好的经济效益和环境效益。矿井水井下处理工程实践表明,采用采空区→复合沉淀→过滤工艺处理含悬浮物矿井水,出水水质远优于井下洒水标准;采用两级过滤→反渗透系统工艺处理高矿化度矿井水,出水水质远优于《液压支架用乳化油、浓缩物及其高含水液压液》(MT76-2002)标准。由于井下空间环境的特殊性,矿井水井下处理的关键技术包括安全引流、井下空间利用、安全防爆技术等;根据矿井水中悬浮物特征,设计了多级斜管沉淀器和水力自控过滤器可用于不同悬浮物含量矿井水水的井下处理。