專利名稱：一種礦井水的井下處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種礦井水井下處理的方法。
背景技術(shù)：
煤炭是我國(guó)重要的基礎(chǔ)能源和原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位，在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占到70%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，以我國(guó)目前的采煤技術(shù)，每開(kāi)采一頓煤將排放多達(dá)兩噸的礦井水，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭的開(kāi)采量日益增加，礦井水的排放量也急劇增長(zhǎng)。作為13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一，我國(guó)日缺水量約為1300萬(wàn)m3，缺水城市高達(dá)80%以上，而我國(guó)主要的煤炭開(kāi)采區(qū)域大多為缺水較為嚴(yán)重的地區(qū)，如山西、內(nèi)蒙古等地，在這些地區(qū)礦井水的排放和日益短缺的水資源之間的矛盾也愈加嚴(yán)重。因此，礦井水的處理及利用變得越來(lái)越重要。近年來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和宏觀調(diào)控措施指導(dǎo)下，大部分煤礦已改變?cè)瓉?lái)將礦井水簡(jiǎn)單處理后直接排放的做法，而是將礦井水處理后作為寶貴的水資源加以充分利用，這勢(shì)必對(duì)現(xiàn)有的水處理工藝技術(shù)提出更高的要求。目前，礦井水處理系統(tǒng)大多建立在地面，占地面積大，礦井水的提升與在地面處理后回用到井下輸送距離長(zhǎng)，動(dòng)力設(shè)備和管道投資大， 能耗高；礦井水常用的處理工藝主要是沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀+過(guò)濾等，常規(guī)工藝處理礦井水存在諸多問(wèn)題(1)礦井水中主要含有以煤屑為主的懸浮物，具有加藥后形成的礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)，由于絮凝體沉降過(guò)程較慢，沉淀池水力停留時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致礦井水處理設(shè)施占地面積大；( 處理過(guò)程中需要投加大量的混凝藥劑，使得礦井水的處理成本較高，而隨著藥劑使用量的增加二次污染也隨之增加。因此，提高礦井水的沉降性能，減少礦井水處理構(gòu)筑物的占地面積是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是克服已技術(shù)中的不足，提供一種方法簡(jiǎn)單、高效安全的礦井水井下處理方法。技術(shù)方案本發(fā)明的礦井水的井下處理方法，包括如下步驟
a.將井下水倉(cāng)的礦井水引入旋流除砂池中，在離心力和重力的作用下，較大的煤屑沉入砂斗排除；
b.將除去顆粒物的礦井水引入混凝反應(yīng)池中，在混凝反應(yīng)池中加入10mg/7的無(wú)機(jī)絮凝劑，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/min ；
c.經(jīng)混凝反應(yīng)后的礦井水引入混合池中，在混合池中加入0.5mg/7的有機(jī)混凝助劑和1. 5g/7的粒徑為70-150目的粉煤灰或煤矸石顆粒，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為50轉(zhuǎn)/min ；
d.經(jīng)混合池混合攪拌后的礦井水引入斜板沉淀池進(jìn)行沉淀，形成的密實(shí)的絮體沉淀后，礦井水上清液從斜板沉淀池的出水堰溢出，回用于井下生產(chǎn)或提升至地面回用；
e.從旋流除砂池和斜板沉淀池沉淀下來(lái)的顆粒物輸入到廢棄巷道，作為填充物。有益效果由于采用旋流沉淀、加載絮凝沉淀相結(jié)合的處理方法，比常規(guī)的礦井水處理方法效率更高，減少化學(xué)藥劑的使用和降低能耗，運(yùn)行成本低，節(jié)約地面處理設(shè)施對(duì)土地的占用。通過(guò)加載絮凝法處理礦井水，可減少礦井水提升與在地面處理后回用動(dòng)力設(shè)備和管道的投資，降低能耗，不需要占用地面土地，處理效率高，減少化學(xué)藥劑的使用，形成的固體廢棄物直接回填于廢棄巷道，減少礦區(qū)常見(jiàn)固體廢棄物對(duì)土地的占用，本發(fā)明還可以應(yīng)用到礦井水的地面處理，提升煤礦礦井水資源化利用技術(shù)水平，解決煤礦企業(yè)礦井水大量排放與生產(chǎn)用水緊張的矛盾。與現(xiàn)有技術(shù)相比(1)處理效率高、加速沉淀、占地面積小， 可充分利用井下空間，減少地面土地的占用；(2)有效利用煤礦區(qū)常見(jiàn)的固體廢棄物粉煤灰或煤矸石來(lái)治理礦井水，減少固體廢棄物對(duì)土地的占用；(3)水處理過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物可回填于廢棄巷道，減少礦井水處理過(guò)程中固體；(4)不需要將礦井水提升至地面處理，降低能耗和化學(xué)藥劑的用量，減少礦井水的處理費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明的礦井水井下處理工藝流程圖。1 一井下水倉(cāng)，2 —旋流除砂池，3 —混凝反應(yīng)池，4 一混合池，5—粉煤灰或煤
矸石，6 —斜板沉淀池，7 —管道，8—廢棄巷道。
具體實(shí)施例方式下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明
本發(fā)明礦井水的井下處理方法將井下水倉(cāng)1的礦井水由泵泵入旋流除砂池2中，礦井水沿切線方向以很快的速度旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力，在離心力和重力作用下，較粗的顆粒物沿池壁沉入砂斗而去除；將除去顆粒物的礦井水引入混凝反應(yīng)池3中，在混凝反應(yīng)池3中加入 10mg/7的無(wú)機(jī)絮凝劑(PAC)，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/min，混凝反應(yīng)形成礬花，經(jīng)混凝反應(yīng)后的礦井水引入混合池4中，在混合池4中加入0. 5mg/7的有機(jī)混凝助劑(PAM)和 1. 5g/7的粒徑為70-150目的粉煤灰或煤矸石顆粒5，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為50轉(zhuǎn)/min ； 經(jīng)混合池4混合攪拌后的礦井水引入斜板沉淀池6進(jìn)行沉淀，在斜板沉淀池6中進(jìn)行泥水分離，形成的密實(shí)的絮體沉淀后，礦井水上清液從斜板沉淀池6的出水堰溢出，經(jīng)管道7回用于井下生產(chǎn)或提升至地面回用；從旋流除砂池2和斜板沉淀池6沉淀下來(lái)的固體物質(zhì)輸入到廢棄巷道8，作為填充材料回填于廢棄巷道。
權(quán)利要求
1. 一種礦井水的井下處理方法，其特征在于包括如下步驟a.將井下水倉(cāng)(1)的礦井水引入旋流除砂池(2)中，在離心力和重力的作用下，較大的煤屑沉入砂斗排去除；b.將除去顆粒物的礦井水引入混凝反應(yīng)池(3)中，在混凝反應(yīng)池(3)中加入10mg/7的無(wú)機(jī)絮凝劑，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/min ；c.經(jīng)混凝反應(yīng)后的礦井水引入混合池(4)中，在混合池(4)中加入0.5mg/7的有機(jī)混凝助劑和1. 5g/7的粒徑為70-150目的粉煤灰或煤矸石顆粒(5)，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為 50 轉(zhuǎn) /min ；d.經(jīng)混合池(4)混合攪拌后的礦井水引入斜板沉淀池(6)進(jìn)行沉淀，形成的密實(shí)的絮體沉淀后，礦井水上清液從斜板沉淀池(6)的出水堰溢出，回用于井下生產(chǎn)或提升至地面回用；e.從旋流除砂池(2)和斜板沉淀池(6)沉淀下來(lái)的顆粒物輸入到廢棄巷道，作為填充物。
全文摘要
一種礦井水的井下處理方法，礦井水首先經(jīng)過(guò)旋流除砂池，在去除較大煤屑顆粒物后進(jìn)入混凝反應(yīng)池，在混凝反應(yīng)池投加化學(xué)絮凝劑，形成礬花后礦井水進(jìn)入混合池，同時(shí)向混合池中投加有機(jī)助凝劑和一定粒徑的粉煤灰或粉碎成一定粒徑的煤矸石，在沉淀池中形成密實(shí)的絮體后泥水分離，沉淀池的出水可用于井下生產(chǎn)或提升至地面后回用，經(jīng)旋流除砂池和沉淀池分離的固體物質(zhì)可回填于井下廢棄巷道。本方法占地面積小，不需要占用地面土地，處理效率高，可實(shí)現(xiàn)礦井水的井下處理與回用，減少礦井水提升及回用于井下的動(dòng)力設(shè)備和管道輸送的投資，降低能耗和絮凝劑的用量，同時(shí)充分利用礦區(qū)常見(jiàn)的固體廢棄物粉煤灰或煤矸石，實(shí)現(xiàn)以廢治廢。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102491557SQ20111040543
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者馮啟言, 李向東 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)