煤礦礦井水井下處理新技術(shù)及工程應(yīng)用

吳鵬龍 王磊

摘要：傳統(tǒng)礦井水處理技術(shù)不僅需要大量的基建投資，同時具有非常高的運行成本。為了改變這一現(xiàn)狀，下文當(dāng)中主要結(jié)合實踐對煤礦礦井水及工程應(yīng)用進(jìn)行分析探討。并以此為前提，充分考慮煤礦井下空間具有的特殊性，與開采工作面具有的多變性特點，對具有能夠移動，便于拆卸組裝模塊化的礦井水井下處理裝置進(jìn)行研究，聯(lián)合應(yīng)用各種技術(shù)，來促進(jìn)和提高礦井水處理效率，這對今后煤礦礦井水井下高效處理有著非常重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：礦井水;井下水處理;工程應(yīng)用

0 引言

在煤礦采煤過程當(dāng)中，排水是必不可少的，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，每年我國礦井水達(dá)到60億m3的排放量，而且呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。但同時我國很多富煤區(qū)域也多是貧水地區(qū)，礦井水沒有得到相應(yīng)的處理，直接的進(jìn)行排放，嚴(yán)重浪費掉大量的水資源。依照本質(zhì)層面進(jìn)行分析，礦井水主要來源于，采煤過程當(dāng)中采煤層和巷道開拓周圍的地下水，同時還有的由地表水通過裂隙滲入。煤礦開采過程當(dāng)中礦井水的水質(zhì)常常受到開采區(qū)域的以致構(gòu)造條件，地質(zhì)化學(xué)以及水動力學(xué)和水文地質(zhì)條件有著非常緊密的聯(lián)系，礦井水水質(zhì)和地表水水質(zhì)二者的差異性十分明顯，礦井水具有明顯的煤礦行業(yè)特征。過去在處理礦井水過程當(dāng)中，主要是把礦井水，通過井水水倉進(jìn)行排出，利用地面調(diào)節(jié)池和各類處理構(gòu)造物來對礦井水進(jìn)行處理，使礦井水符合復(fù)用水質(zhì)要求時，一些應(yīng)用于地面，還有的用于井下。這些傳統(tǒng)的礦井水處理方法，需要非常大的基建投資，而且礦井水運行過程當(dāng)中，有著非常高的運行費用，占地面積也非常大。對于煤礦礦井水井下處理而言，就是因地制宜，達(dá)到就地復(fù)用的原則，可以有效減少土地浪費，避免過大的成本投入，運行費用低，節(jié)能環(huán)保?，F(xiàn)如今，伴隨科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展。在煤礦開采過程當(dāng)中，大型綜合設(shè)備應(yīng)用越來越普遍，與此同時，對礦井井下安全用水水質(zhì)提出了更高的要求，各個礦區(qū)也根據(jù)自身實際，對礦井水井下處理技術(shù)進(jìn)行選擇，促進(jìn)了很多新技術(shù)的普遍應(yīng)用。下文當(dāng)中對礦井水井下處理新技術(shù)及其工程應(yīng)用予以分析探討，以供參考。

1煤礦礦井水井下處理新技術(shù)

1.1采空區(qū)處理礦井水技術(shù)

該項技術(shù)在煤礦礦井水井下處理過程當(dāng)中，主要利用充填于采空區(qū)的矸石等，來對礦井水進(jìn)行過濾沉淀，達(dá)到凈化的效果，并重復(fù)利用于礦井井下生產(chǎn)，這項技術(shù)具有的特點是，能夠?qū)⒚旱V采空區(qū)的空間充分利用，技術(shù)工藝相對簡單，而且不需要投入過多的運行成本。但是利用此項技術(shù)對煤礦礦井水景象處理時，需要充分考慮礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征，因此，這項技術(shù)應(yīng)用受到一定限制。

1.2礦井水井下處理系統(tǒng)專利技術(shù)

此項技術(shù)在處理煤礦礦井水過程當(dāng)中主要包括四個部分，分別為沉淀、過濾、阻垢、供水等，此項技術(shù)的特點是具有復(fù)合型的沉淀池，主要組成包括平流區(qū)以及斜管區(qū)，主要的過濾有初級過濾和精細(xì)過濾兩種方式。阻垢儀主要包括永磁型和電子型，該項技術(shù)系統(tǒng)在處理礦井水過程當(dāng)中有著非常好的應(yīng)用效果，同時也具有穩(wěn)定的水質(zhì)，可以較強的抵抗沖擊負(fù)荷，在礦井水含錳礦、鐵礦以及懸浮物井下水處理過程當(dāng)中，需要設(shè)置較大的過濾池，這就造成不利于處理較大水量井下水。

1.3高礦化度礦井水反滲透技術(shù)

在處理高礦化度礦井水過程當(dāng)中反滲透技術(shù)應(yīng)用非常的普遍。然而，此項技術(shù)具有非常高的投資，而且有著非常高的運行成本，設(shè)備運行過程當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)加強靜電防治以及防潮、防爆工作。在一些小水量處理過程當(dāng)中應(yīng)用較多，多不應(yīng)用于井下。

1.4超磁分離水體凈化技術(shù)

該項技術(shù)在應(yīng)用過程當(dāng)中，是賦予沒有磁性的水體懸浮物以磁性，之后利用超磁分離機開展固態(tài)分離，來有效地凈化水體，泥渣由水體分離出之后，利用磁種回收系統(tǒng)進(jìn)行分散與脫磁，來分離泥渣和磁種，并應(yīng)用于下一個循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)中，此項技術(shù)具有的特點是，水力一般停留在4.5min，占地面積有限，可以大量的處理水，但是在運用此項技術(shù)對煤礦井下水進(jìn)行處理過程當(dāng)中，處理作用還不是非常的穩(wěn)定，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高磁種回收率。

1.5壓力式氣水相互沖洗濾池礦井水處理技術(shù)

為使礦井水達(dá)到井下直接利用的效果，近年來，一些煤礦根據(jù)自身實際，加強壓力是氣水相互沖洗濾池礦井水處理技術(shù)，很多密閉濾格共同組成該濾池，進(jìn)，出水具有壓力，反沖洗過程當(dāng)中，通過氣反進(jìn)行沖洗，之后沖洗時采用水反沖洗，對其他濾格濾后的水進(jìn)行反沖洗，不必對沖洗設(shè)施專門設(shè)置，使沖洗效率大幅增強，更使反沖洗水量大幅降低，系統(tǒng)有著非常穩(wěn)定特點，便于自動化進(jìn)行控制。

2礦井水井下處理工程技術(shù)問題

2.1科學(xué)利用井下空間

煤礦井下開采過程當(dāng)中，巷道空間都十分有限，應(yīng)當(dāng)對井下空間特征充分了解與掌握，對廢棄巷道科學(xué)應(yīng)用。通常而言，井下巷道保持在5米左右的寬度，高度通常保持在4米左右，所以應(yīng)當(dāng)對不同單元工藝設(shè)計參數(shù)和相應(yīng)的控制條件展開詳細(xì)的探索，并對設(shè)備幾何尺寸合理處理，開展重新定位工作，保證其和井下空間特征相符合。

2.2設(shè)備的安全防爆及管路防腐要求

煤礦井下生產(chǎn)過程當(dāng)中在設(shè)備方面的要求都比較特殊，這些應(yīng)用的設(shè)備符合煤礦礦用要求，做好防潮，防水以及防爆，防靜電等相關(guān)工作。同時，煤礦井下生產(chǎn)過程當(dāng)中，由于存在較大的濕度，管路腐蝕問題較為嚴(yán)重，要采取有效措施，加強管路防腐蝕處理。

2.3設(shè)計與安裝注意事項

在設(shè)計安裝煤礦井下水處理設(shè)備過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將以下幾點充分注意好：①礦井水通過采空區(qū)處理的，應(yīng)當(dāng)對密閉墻進(jìn)行加固，對采空區(qū)水位嚴(yán)密的進(jìn)行觀測，同時要科學(xué)合理的設(shè)計和安裝泄水管路，避免出現(xiàn)突水事故。②由于煤礦井下空間非常的有限，所以設(shè)備安裝過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)依照先后順序合理的進(jìn)行下井安裝。③在對電器設(shè)備設(shè)計安裝過程當(dāng)中，必須要充分了解井下供電情況，才能確保其使用性能。④井下巷道都存在一定的坡度，倘若剛性的連接硬質(zhì)管道，不僅具有較大的安裝難度，而且安裝過程當(dāng)中極易發(fā)生損壞。⑤對井下處理工程施工有一個全面的了解，對施工過程當(dāng)中的各種問題科學(xué)處理，保證安裝質(zhì)量。⑥依照具體實際，對分質(zhì)供水問題展開詳細(xì)分析，可以合理地處理消防灑水用水，并可以深度的處理液壓支架用水，控制設(shè)備體積，避免較大的成本投入。

3結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，在煤礦礦井水井下處理工程當(dāng)中一些新型的礦井水處理技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，使得礦井水處理效率大幅增強，而且也為煤礦礦井水處理提供了相應(yīng)的工程經(jīng)驗與技術(shù)途徑。然而，目前應(yīng)用的技術(shù)設(shè)備，主要還是對井上處理技術(shù)固定模式進(jìn)行延續(xù)，在靈活性方面還亟待提升，今后應(yīng)當(dāng)對煤礦礦井，井下空間環(huán)境特殊性給予充分考慮，并充分考慮煤礦井下開采工作過程當(dāng)中。工作面具有的多變性，對可以拆裝和移動的模塊化礦井水井下處理裝置加大研發(fā)力度，并做好防潮、防靜電、防爆等相關(guān)工作，聯(lián)合應(yīng)用多種煤礦井水處理技術(shù)，來確保煤礦井水處理的高效性，推動煤礦企業(yè)持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李福勤，李建紅，何緒文.煤礦礦井水井下處理就地復(fù)用工藝及關(guān)鍵技術(shù)[J].河北工程大學(xué)學(xué)報：自然 科學(xué)版，2010，27 （2）：46-49.

[2] 何緒文，賈建麗.礦井水處理及資源化的理論與實踐[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2019：183-185.

[3] 張猛，宋恩民.唐口礦井井 下排水及供 水系統(tǒng)方案的設(shè)計 優(yōu)化[J].給水排水 ，2019，35（9）：72-74.

[4] 高振亮，邵立南，蔣先鋒，等.大型煤礦基地液壓支架用水安全問題的研究[J].煤礦機械，2017 ，28（12） ：66—67.

[5] 章麗萍，何緒文，張先.礦井水處理后用于液壓支柱冷卻的試驗[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2016，33（6）：63-64.