礦井水井下處理新技術及工程應用

戴守國

（河北省煤田地質局水文地質隊，河北 邯鄲 056000）

在礦井開發(fā)的過程中，需要進行排水，如果沒有選擇適當?shù)拇胧┻M行排水，不僅會導致水資源的不必要消耗，還會對于周圍的環(huán)境造成不利影響，導致礦井無法獲得預期的經濟收益和社會效益。在這一情況下，應該對于新技術進行應用，降低礦井水井下處理對于水資源的消耗，提高水資源的利用率，改變礦井水資源較為短缺的現(xiàn)狀，為礦井的長期合理開發(fā)提供了有利條件作為支持。

1 傳統(tǒng)礦井廢水處理技術存在的不足

從當前的情況來進行分析，目前我國礦井開發(fā)的過程中存在著一些不足，大部分具有豐富礦產儲備的區(qū)域，水資源是比較少的，借助于傳統(tǒng)模式開展水井下處理，不僅會消耗較多的水資源，還會對于周圍的環(huán)境造成不利影響，為了解決這一問題，就必須要科學合理的對于現(xiàn)代化技術進行應用，提高水資源的利用率，創(chuàng)造更多的利潤。從當前所開展的礦井水處理來進行分析，可以發(fā)現(xiàn)其所運用的技術難度比較低，無法發(fā)揮技術最大化的作用，不僅會浪費資源，還花費了較多的資金，這從某種角度來說，限制了礦井的正常運轉[1]。

2 礦井水井下處理新技術及應用

隨著技術水平的提升，礦井中所運用的綜合設施設備數(shù)量不斷提升，開展礦井井下處理已經成為了時代發(fā)展的必然，其能夠從當?shù)氐默F(xiàn)實情況出發(fā)，降低不必要的資金消耗，高效的利用水資源和土地資源，使廢水被更加高效的處理，為其創(chuàng)造更多的經濟收入。

2.1 采空區(qū)礦井廢水處理技術

在對于礦區(qū)進行開發(fā)的過程中，地表出現(xiàn)下沉，經過人為挖掘，會形成井下空洞，采空面積比較大。為了避免采空區(qū)出現(xiàn)塌陷，一般會運用矸石等進行填充，來為采空區(qū)提供條件。在這個過程中，對于采空區(qū)礦井廢水處理技術進行應用，主要是指在對于矸石進行應用、填充時，需要對于廢水進行處理、過濾、沉淀，使地下水得到凈化，能夠被再次使用到礦井開采之中，為其提供充足的水資源[2]。在這個過程中，應該將所填充的物質，比如說矸石等作為過濾材料，來對于被污染的水資源進行處理，然后將井下水資源排放到采空區(qū)之中，這能夠達成凈化水資源這一目標，使礦井廢水能夠被多次重復的應用。除此之外，在完成第一次凈化工作之后，應該運用中速過濾罐展開二次處理，并將處理完成的水放置到蓄水池中，運用加壓泵加水打入到井下供水網中，這能夠獲得較好的成效。因為這一技術主要是在采空區(qū)進行應用，不會對于地面土資源造成浪費，降低了進行設施建筑需要投入的資金。并且，其操作難度比較低，優(yōu)勢較為明顯。但是，這一技術需要有較好地質構造的礦區(qū)環(huán)境作為支持，并不能夠被廣泛應用到所有礦井水井下處理之中。

2.2 反滲透廢水井下處理技術

反滲透水井下處理技術主要被應用到高礦化度礦井水處理之中。這一設施設備是由石英砂過濾器、活性炭過濾器、反滲透裝置等構成的，而且管路以及水箱的原材料應該是不銹鋼。想要對于廢水進行二次利用，其礦化度應該在1000以下，并確保其中氯離子的含量不會超出200，其中碳酸鈣的含量也要在500以下。在進行反滲透處理以后，電導率比較高，能夠確保井下廢水可以被重復進行使用，能夠被應用到液壓支架、消防、乳化油制作以及設備冷卻之中，效果比較好[3]。但是，對于反滲透廢水井下處理技術進行應用，需要確保其不會發(fā)生爆炸、不會因為潮濕出現(xiàn)一些問題，這從某種角度來說，增加了資金的投入，因此其只適用于需要處理數(shù)量較小的井下廢水。根據(jù)相關資料調查分析，發(fā)現(xiàn)借助于陶粒以及瓷沙，能夠較為有效的提升過濾質量，使礦化度達成要求。運用這一方式需要投入的資金比較少，能夠創(chuàng)造較多的經濟收益，受到了大部分礦井企業(yè)的關注，應用較為普遍。

2.3 廢水井下處理系統(tǒng)技術

在開展礦井水井下處理，對于系統(tǒng)技術進行應用時一般是通過沉降、過濾、阻止污垢的出現(xiàn)以及供水等多個環(huán)節(jié)構成的。在進行設計的過程中，需要考慮到平流區(qū)以及斜管區(qū)，構建一個綜合性比較強的沉淀池，并借助于初級過濾器以及精確過濾器展開處理，在這個過程中需要使用永磁性阻垢儀，合理的對于被污染、無法正常使用的水資源進行處理。隨著技術水平的提升，自動化設施設備得到了一定的發(fā)展，并且在系統(tǒng)中得到了應用，系統(tǒng)能夠及時的操控設備，對于設施設備進行關停。并監(jiān)督管理系統(tǒng)的運行，了解其動態(tài)變化情況，這能夠在較短的時間內發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題，并進行預警[4]。借助于廢水井下處理系統(tǒng)技術能夠更加高效的對于污水進行處理，這提升了水的質量，效果較為突出。并且，其有著較高的負荷能力，可以對于沖擊力進行抵抗，不需要應用絮凝劑就可以對于礦井內的懸浮物質，比如說鐵、錳等進行合理處理。但是，因為應用這一系統(tǒng)需要有較大的過濾池作為支持，所以最好不要在水量過大的井下處理中進行應用。廢水井下處理技術構造可見圖1。

圖1 廢水井下處理構造圖

2.4 廢水井下超磁分離技術

圖2 廢水污染物處理流程圖

圖3 礦井水處理常見工藝流程圖

超磁分離技術是當前礦井水井下處理的關鍵新技術之一，其能夠運用磁力比較強的磁分離機械設備構建成為超磁分離處設備。借助于磁盤吸附水體懸浮物質，能夠提升磁盤轉動的速度，使其在較短的時間內將懸浮物質和水分隔。進行運轉的原理主要是借助于稀土永磁材料構造一個磁力較強的磁場，確保水中并沒有磁性的懸浮物質不會受到磁場的影響，形成磁性。在這個過程中，還可以借助于磁場力發(fā)揮作用，將懸浮物和水體進行分割，達成凈化目標。并且，在對于懸浮物、泥渣等廢水污染物進行合理處理之后，在進行二次回收利用，可見圖二及圖三。借助于這一技術對于礦井水井下處理時速度比較快，并且水力停留時間比較短，不需要有較大的面積作為支持，能夠處理較多數(shù)量的水資源，這有效的提升了井下廢水處理效果，創(chuàng)造了更多的經濟收益。并且，這一技術對于水處理量的設計是比較科學的，可以將處理完成之后的水資源放置到水倉之中進行存儲，這有效的降低了水資源的浪費情況發(fā)生概率[5]。在技術水平的影響下，目前尚未達成完全普及。但是，也應該對其予以充分的關注。并且，在今后隨著技術實力的增強，將會有更多的新技術被應用到超磁分離處理技術設備之中，這能夠有效的提升其自動化水平，為工作的高效開展提供了有利條件。

2.5 氣水相互沖洗濾池處理技術

氣水相互沖洗濾池處理技術主要是指運用數(shù)量較多封閉較好的濾格構成一個濾池，并借助于壓力這一手段來進行放水，使其出水，從而達成在壓力影響下的氣水相互沖洗濾池對于井下廢水進行處理。通常情況下，需要進行設計，考慮到水量以及對應區(qū)域，一般會應用2組濾池，開展沖洗。反沖洗主要是指借助于通氣手段，利用水源開展反復沖洗。因為濾格的反沖洗水是經過其它濾格過濾處理之后的水資源，這有效的提升了水資源的應用效率，并且在進行沖洗之后能夠達成地下水復用標準。

2.6 礦井水井下處理就地復用技術

和礦井水一般所應用的常規(guī)方式存在著一些差異，這一方式主要是在地底下構建水處理站，達成礦井水地下處理這一目標。因為，礦井地質構造較為復雜，礦井的空間比較狹隘，并沒有形成完善的大跨度頂板支護技術，這就導致修建地下水處理站進行維修保護的難度比較高，因此這一技術的應用并不普遍[6]。

3 應用礦井水井下處理新技術取得的效果

從當前的情況來看，礦井水井下處理新技術的應用效果較為突出，有效的解決了出現(xiàn)的問題。原本的地下采空區(qū)大部分水資源都沒有得到合理的利用，浪費了較多的水資源。而在這個過程中，搜集一些清水收集處，可以將一些分散的水資源進行存儲，將其放置到水倉之中，并借助于水倉傳遞到水泵房之中，為相關人員的工作提供支持。這有效的降低了污水泵房的水量，改變了泵房內部壓力過大的情況發(fā)生，降低了進行維修和清倉的負擔，減少了成本的消耗，這從某種角度來說，提升了水資源的利用率，增加了水資源的數(shù)量，能夠為礦井的長遠發(fā)展提供充足的的水資源作為支持，優(yōu)勢較為突出。

4 總結

根據(jù)上文來進行分析，礦山水井處理技術能夠為水資源的高效利用提供支持，不僅能夠創(chuàng)造較多的經濟收益，還能夠降低由于水資源污染所導致的環(huán)境破壞，隨著技術水平的提升和經濟實力的增強，出現(xiàn)了更多的新技術被應用，因此在對于礦山進行開采時，應該科學合理的對于技術進行選擇，使水處理技術發(fā)揮最大化的作用，為礦井的發(fā)展提供支持。