矿井水处理技术在新型矿井中的应用

【摘 要】 水是人类社会经济活动不可缺少的自然资源。尤其，在我国北方煤炭矿区，缺水已成普遍存在的现象，然而，煤矿生产过程中排出大量的矿井水，如果，这些矿井水未经处理直接外排，不仅浪费了宝贵的水资源，而且还会造成矿区周围环境的污染。因此，矿井水处理再利用是解决煤炭矿区严重缺水和矿井水污染环境这两个的难题的最佳选择。

【关键词】 矿井水处理 脱盐

1 矿井水的特点

矿井水主要来源于矿区开拓巷道以及所采煤层附近的水源，有时也有部分少量的地表水渗入。矿开发过程中排出的矿井水的水质差别较大，有少部分矿井水质较好，不需要处理，就可以达到饮用水标准；但是绝大多数的矿井水受采煤以及开拓等的影响，具有较高的矿化度、大量的悬浮物，多含重金属离子、显酸性，甚至有的还含有有机污染物、放射性物质和氟等其他污染物。我国矿区矿井水按照其化学性质，分为5大类，主要为酸性矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水（苦咸水）、洁净矿井水、含有害元素或微量元素矿井水等，所以对于不同性质的矿井水就有着不同的处理方法和技术。

2 矿井水常用的处理工艺

（1）典型含悬浮物矿井水处理工艺。煤矿开采过程中将大量的岩粉、岩粒、煤粉、煤粒等悬浮物带入了地下水中，进而形成了悬浮物含量较高的矿井水。我国有超过 60%的矿井排水悬浮物含量较高。并且这类矿井水同时还含有较多的细菌，水质多呈现黑色，但水质相对简单，易于处理，处理技术也较为成熟。一般采用混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺处理后，便可达到生产或生活用水的要求。（2）典型高矿化度矿井水处理工艺。我国高矿化度矿井水矿化度一般在 1000～3000mg/L，有些地区甚至能达到5000mg/L。造成这种情况的原因是，区域煤系地层中碳酸盐类及硫酸盐类岩层较多，地下水与这些岩层接触后，水中矿物质含量大幅上升，高矿化度矿井水。pH 值一般显中性，因这类矿井水的溶解性总固体较高，致使其硬度也较高。处理这类矿井水的关键在于脱盐，目前国内脱盐主要采用两种反渗透技术，即电渗析和膜分离法。

3 文家坡矿井水处理主要设施及工艺

（1）矿井水水质。文家坡矿位于彬县东北塬区，地面水系属于泾河水系。通过水质分析，文家坡矿井水以无机煤粉、岩粉污染为主，并受到一定程度的粪便及少量的机油、焦油的污染，基本上属于无毒，污染较轻，中性略偏碱性的生产废水，属于含悬浮物矿井水。（2）主要设施。矿井水处理站选用设备有行车器刮泥机、提升泵、迷宫斜板净水器、行车式刮泥机、净水器、重力无阀过滤器、瓷砂过滤器、活性炭过滤器、反渗透装置、二氧化氯发生器、自动加药系统1套、自动排泥系统1套以及全过程监控系统1套。矿井水处理站处理规模11000m3/d，共分为三个车间，即调节预沉淀间、净水车间和脱盐车间。调节预沉淀间处理能力为450m3/h，采用高效增强沉淀池和行车式刮泥机，进水出水质SS=60-3000mg/L，出水水质SS

井下排水经中央水泵房排水泵加压后由排矸立井排出，压力供至风井工业场地内的井下水处理站调节预沉间，沉淀池出水进入集水池后一部分由黄泥灌浆泵压力送至黄泥灌浆站，另外一部分再经净水器供水泵提升至高密度迷宫斜板净水器，在水泵吸水管中，加入碱式氯化铝，其投加量为13-20 mg/L，经混合、反应、沉淀后出水进入中间水池。中间水池内的水再由过滤器供水泵提升依次进入重力无阀过滤器、瓷砂过滤器、活性炭过滤器，出水经阻垢剂投加装置和调PH值装置后由反渗透装置脱盐处理，清水根据不同用量分别进入井下消防洒水水池。在日用消防水池中均投加ClO2消毒剂消毒去除水中嗅、色及大肠菌群。最后日用消防水池内水由消防泵和外供水泵等泵组分别向不同的用户供水。为了节约建设投资，便于控制管理，同时为了提升矿井水处理自动化水平，矿井水处理站电气控制采用PLC集中控制、人工操作与全自动控制相结合。针对本系统布置分散的特点，设置多台现场控制箱，每台控制箱均设有PLC信号输入及输出点，以实现系统集中控制及联动。由于该矿井水设施建在地面，矿井水会在井下中央水仓初次沉淀，需要经常清理中央水仓；同时，该水处理技术中使用的净水器和过滤器体积较大，三个车间厂房占地面积大，土建和安装工程投资较高。

4 结语

（1）调解预沉池和加药装一起有较好的沉淀效果，可使出水水质SS

参考文献：

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