煤矿矿井水井下处理新技术及工程应用

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  摘要:传统矿井水处理技术不仅需要大量的基建投资,同时具有非常高的运行成本。为了改变这一现状,下文当中主要结合实践对煤矿矿井水及工程应用进行分析探讨。并以此为前提,充分考虑煤矿井下空间具有的特殊性,与开采工作面具有的多变性特点,对具有能够移动,便于拆卸组装模块化的矿井水井下处理装置进行研究,联合应用各种技术,来促进和提高矿井水处理效率,这对今后煤矿矿井水井下高效处理有着非常重要的现实意义。
  关键词:矿井水;井下水处理;工程应用
  0 引言
  在煤矿采煤过程当中,排水是必不可少的,根据相关统计发现,每年我国矿井水达到60亿m3的排放量,而且呈现不断增长的趋势。但同时我国很多富煤区域也多是贫水地区,矿井水没有得到相应的处理,直接的进行排放,严重浪费掉大量的水资源。依照本质层面进行分析,矿井水主要来源于,采煤过程当中采煤层和巷道开拓周围的地下水,同时还有的由地表水通过裂隙渗入。煤矿开采过程当中矿井水的水质常常受到开采区域的以致构造条件,地质化学以及水动力学和水文地质条件有着非常紧密的联系,矿井水水质和地表水水质二者的差异性十分明显,矿井水具有明显的煤矿行业特征。过去在处理矿井水过程当中,主要是把矿井水,通过井水水仓进行排出,利用地面调节池和各类处理构造物来对矿井水进行处理,使矿井水符合复用水质要求时,一些应用于地面,还有的用于井下。这些传统的矿井水处理方法,需要非常大的基建投资,而且矿井水运行过程当中,有着非常高的运行费用,占地面积也非常大。对于煤矿矿井水井下处理而言,就是因地制宜,达到就地复用的原则,可以有效减少土地浪费,避免过大的成本投入,运行费用低,节能环保。现如今,伴随科学技术不断发展。在煤矿开采过程当中,大型综合设备应用越来越普遍,与此同时,对矿井井下安全用水水质提出了更高的要求,各个矿区也根据自身实际,对矿井水井下处理技术进行选择,促进了很多新技术的普遍应用。下文当中对矿井水井下处理新技术及其工程应用予以分析探讨,以供参考。
  1煤矿矿井水井下处理新技术
  1.1采空区处理矿井水技术
  该项技术在煤矿矿井水井下处理过程当中,主要利用充填于采空区的矸石等,来对矿井水进行过滤沉淀,达到净化的效果,并重复利用于矿井井下生产,这项技术具有的特点是,能够将煤矿采空区的空间充分利用,技术工艺相对简单,而且不需要投入过多的运行成本。但是利用此项技术对煤矿矿井水景象处理时,需要充分考虑矿区地质构造特征,因此,这项技术应用受到一定限制。
  1.2矿井水井下处理系统专利技术
  此项技术在处理煤矿矿井水过程当中主要包括四个部分,分别为沉淀、过滤、阻垢、供水等,此项技术的特点是具有复合型的沉淀池,主要组成包括平流区以及斜管区,主要的过滤有初级过滤和精细过滤两种方式。阻垢仪主要包括永磁型和电子型,该项技术系统在处理矿井水过程当中有着非常好的应用效果,同时也具有稳定的水质,可以较强的抵抗冲击负荷,在矿井水含锰矿、铁矿以及悬浮物井下水处理过程当中,需要设置较大的过滤池,这就造成不利于处理较大水量井下水。
  1.3高矿化度矿井水反渗透技术
  在处理高矿化度矿井水过程当中反渗透技术应用非常的普遍。然而,此项技术具有非常高的投资,而且有着非常高的运行成本,设备运行过程当中还应当加强静电防治以及防潮、防爆工作。在一些小水量处理过程当中应用较多,多不应用于井下。
  1.4超磁分离水体净化技术
  该项技术在应用过程当中,是赋予没有磁性的水体悬浮物以磁性,之后利用超磁分离机开展固态分离,来有效地净化水体,泥渣由水体分离出之后,利用磁种回收系统进行分散与脱磁,来分离泥渣和磁种,并应用于下一个循环系统当中,此项技术具有的特点是,水力一般停留在4.5min,占地面积有限,可以大量的处理水,但是在运用此项技术对煤矿井下水進行处理过程当中,处理作用还不是非常的稳定,应当进一步提高磁种回收率。
  1.5压力式气水相互冲洗滤池矿井水处理技术
  为使矿井水达到井下直接利用的效果,近年来,一些煤矿根据自身实际,加强压力是气水相互冲洗滤池矿井水处理技术,很多密闭滤格共同组成该滤池,进,出水具有压力,反冲洗过程当中,通过气反进行冲洗,之后冲洗时采用水反冲洗,对其他滤格滤后的水进行反冲洗,不必对冲洗设施专门设置,使冲洗效率大幅增强,更使反冲洗水量大幅降低,系统有着非常稳定特点,便于自动化进行控制。
  2矿井水井下处理工程技术问题
  2.1科学利用井下空间
  煤矿井下开采过程当中,巷道空间都十分有限,应当对井下空间特征充分了解与掌握,对废弃巷道科学应用。通常而言,井下巷道保持在5米左右的宽度,高度通常保持在4米左右,所以应当对不同单元工艺设计参数和相应的控制条件展开详细的探索,并对设备几何尺寸合理处理,开展重新定位工作,保证其和井下空间特征相符合。
  2.2设备的安全防爆及管路防腐要求
  煤矿井下生产过程当中在设备方面的要求都比较特殊,这些应用的设备符合煤矿矿用要求,做好防潮,防水以及防爆,防静电等相关工作。同时,煤矿井下生产过程当中,由于存在较大的湿度,管路腐蚀问题较为严重,要采取有效措施,加强管路防腐蚀处理。
  2.3设计与安装注意事项
  在设计安装煤矿井下水处理设备过程当中,应当将以下几点充分注意好:①矿井水通过采空区处理的,应当对密闭墙进行加固,对采空区水位严密的进行观测,同时要科学合理的设计和安装泄水管路,避免出现突水事故。②由于煤矿井下空间非常的有限,所以设备安装过程当中,应当依照先后顺序合理的进行下井安装。③在对电器设备设计安装过程当中,必须要充分了解井下供电情况,才能确保其使用性能。④井下巷道都存在一定的坡度,倘若刚性的连接硬质管道,不仅具有较大的安装难度,而且安装过程当中极易发生损坏。⑤对井下处理工程施工有一个全面的了解,对施工过程当中的各种问题科学处理,保证安装质量。⑥依照具体实际,对分质供水问题展开详细分析,可以合理地处理消防洒水用水,并可以深度的处理液压支架用水,控制设备体积,避免较大的成本投入。
  3结语
  随着科学技术不断发展,在煤矿矿井水井下处理工程当中一些新型的矿井水处理技术得到了普遍应用,使得矿井水处理效率大幅增强,而且也为煤矿矿井水处理提供了相应的工程经验与技术途径。然而,目前应用的技术设备,主要还是对井上处理技术固定模式进行延续,在灵活性方面还亟待提升,今后应当对煤矿矿井,井下空间环境特殊性给予充分考虑,并充分考虑煤矿井下开采工作过程当中。工作面具有的多变性,对可以拆装和移动的模块化矿井水井下处理装置加大研发力度,并做好防潮、防静电、防爆等相关工作,联合应用多种煤矿井水处理技术,来确保煤矿井水处理的高效性,推动煤矿企业持续稳步发展。
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