[发明专利]一种矿井水的井下处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体地说是一种矿井水井下处理的方法。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位，在我国一次能源结构中，煤炭占到70％以上。据统计，以我国目前的采煤技术，每开采一顿煤将排放多达两吨的矿井水，随着我国经济的快速发展，煤炭的开采量日益增加，矿井水的排放量也急剧增长。作为13个人均水资源最贫乏的国家之一，我国日缺水量约为1300万m³，缺水城市高达80%以上，而我国主要的煤炭开采区域大多为缺水较为严重的地区，如山西、内蒙古等地，在这些地区矿井水的排放和日益短缺的水资源之间的矛盾也愈加严重。因此，矿井水的处理及利用变得越来越重要。

近年来，在国家产业政策和宏观调控措施指导下，大部分煤矿已改变原来将矿井水简单处理后直接排放的做法，而是将矿井水处理后作为宝贵的水资源加以充分利用，这势必对现有的水处理工艺技术提出更高的要求。目前，矿井水处理系统大多建立在地面，占地面积大，矿井水的提升与在地面处理后回用到井下输送距离长，动力设备和管道投资大，能耗高；矿井水常用的处理工艺主要是：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀+过滤等，常规工艺处理矿井水存在诸多问题：(1)矿井水中主要含有以煤屑为主的悬浮物，具有加药后形成的矾花结构松散、沉降速度慢等特点，由于絮凝体沉降过程较慢，沉淀池水力停留时间长，导致矿井水处理设施占地面积大；(2)处理过程中需要投加大量的混凝药剂，使得矿井水的处理成本较高，而随着药剂使用量的增加二次污染也随之增加。因此，提高矿井水的沉降性能，减少矿井水处理构筑物的占地面积是非常必要的。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已技术中的不足，提供一种方法简单、高效安全的矿井水井下处理方法。

技术方案：本发明的矿井水的井下处理方法，包括如下步骤：

a. 将井下水仓的矿井水引入旋流除砂池中，在离心力和重力的作用下，较大的煤屑沉入砂斗排除；

b. 将除去颗粒物的矿井水引入混凝反应池中，在混凝反应池中加入10mg/l的无机絮凝剂，并进行搅拌，搅拌速度为200转/min；

c. 经混凝反应后的矿井水引入混合池中，在混合池中加入0.5mg/l的有机混凝助剂和1.5g/l的粒径为70-150目的粉煤灰或煤矸石颗粒，并进行搅拌，搅拌速度为50转/min；

d. 经混合池混合搅拌后的矿井水引入斜板沉淀池进行沉淀，形成的密实的絮体沉淀后，矿井水上清液从斜板沉淀池的出水堰溢出，回用于井下生产或提升至地面回用；

e. 从旋流除砂池和斜板沉淀池沉淀下来的颗粒物输入到废弃巷道，作为填充物。

有益效果：由于采用旋流沉淀、加载絮凝沉淀相结合的处理方法，比常规的矿井水处理方法效率更高，减少化学药剂的使用和降低能耗，运行成本低，节约地面处理设施对土地的占用。通过加载絮凝法处理矿井水，可减少矿井水提升与在地面处理后回用动力设备和管道的投资，降低能耗，不需要占用地面土地，处理效率高，减少化学药剂的使用，形成的固体废弃物直接回填于废弃巷道，减少矿区常见固体废弃物对土地的占用，本发明还可以应用到矿井水的地面处理，提升煤矿矿井水资源化利用技术水平，解决煤矿企业矿井水大量排放与生产用水紧张的矛盾。与现有技术相比：（1）处理效率高、加速沉淀、占地面积小，可充分利用井下空间，减少地面土地的占用；（2）有效利用煤矿区常见的固体废弃物粉煤灰或煤矸石来治理矿井水，减少固体废弃物对土地的占用；（3）水处理过程中产生的固体废弃物可回填于废弃巷道，减少矿井水处理过程中固体；（4）不需要将矿井水提升至地面处理，降低能耗和化学药剂的用量，减少矿井水的处理费用。

附图说明

图1是本发明的矿井水井下处理工艺流程图。

1－井下水仓， 2－旋流除砂池， 3－混凝反应池， 4－混合池， 5－粉煤灰或煤矸石， 6－斜板沉淀池，7－管道， 8－废弃巷道。

具体实施方式

下结合附图对本发明的实施例作进一步的说明：

本发明矿井水的井下处理方法：将井下水仓1的矿井水由泵泵入旋流除砂池2中，矿井水沿切线方向以很快的速度旋转而产生离心力，在离心力和重力作用下，较粗的颗粒物沿池壁沉入砂斗而去除；将除去颗粒物的矿井水引入混凝反应池3中，在混凝反应池3中加入10mg/l的无机絮凝剂（PAC），并进行搅拌，搅拌速度为200转/min，混凝反应形成矾花，经混凝反应后的矿井水引入混合池4中，在混合池4中加入0.5mg/l的有机混凝助剂（PAM）和1.5g/l的粒径为70-150目的粉煤灰或煤矸石颗粒5，并进行搅拌，搅拌速度为50转/min；经混合池4混合搅拌后的矿井水引入斜板沉淀池6进行沉淀，在斜板沉淀池6中进行泥水分离，形成的密实的絮体沉淀后，矿井水上清液从斜板沉淀池6的出水堰溢出，经管道7回用于井下生产或提升至地面回用；从旋流除砂池2和斜板沉淀池6沉淀下来的固体物质输入到废弃巷道8，作为填充材料回填于废弃巷道。