矿井水净化系统技术方案

本发明专利技术提供一种矿井水净化系统。本发明专利技术的矿井水净化系统包括煤矿地下水库，其中，煤矿地下水库包含破碎岩体和附着在破碎岩体表面上的吸附材料，该吸附材料由吸附组合物凝固形成，该吸附组合物包括干料和水，该干料包括粉煤灰、水泥和骨料。本发明专利技术的矿井水净化系统能够实现对煤矿地下水库中的矿井水的高效除氟。够实现对煤矿地下水库中的矿井水的高效除氟。够实现对煤矿地下水库中的矿井水的高效除氟。

【技术实现步骤摘要】
矿井水净化系统


[0001]本专利技术涉及矿井水净化领域，尤其涉及一种矿井水净化系统。

技术介绍

[0002]在煤炭开采过程中，地下水和部分地表水通过岩石裂隙渗入巷道，形成矿井水。目前，我国吨煤开采产生的矿井水量约为1.87m3，年产生矿井水约为6.88
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109m3。我国作为一个贫水国家，煤矿矿井水将是我国长期的一个稳定水源，尤其对解决我国西部地区严重缺水的问题有重要的作用。
[0003]在矿井水复用过程中，一些地方政府要求矿井水水质需满足《地表水环境质量标准》中规定的Ⅲ类限值要求。该Ⅲ类限值中规定氟化物含量不得超过1mg/L。我国西部部分矿井的矿井水氟化物含量大于1mg/L，需要进行除氟处理。目前的矿井水除氟工艺主要有化学沉淀法、混凝沉淀法、离子交换—吸附法、电凝聚法、电渗析法和膜法等。这些工艺普遍存在处理成本高、处理过程复杂的问题，且需要在地面建厂，无法实现井下直接复用。
[0004]煤矿地下水库实现了矿井水井下低成本储存与净化，煤矿地下水库中的破碎岩体可以有效去除矿井水中的悬浮物，为矿井水井下直接复用提供了技术支撑。但是，煤矿地下水库并不能有效去除矿井水中的氟化物。
[0005]粉煤灰作为煤燃烧的副产物，占燃煤发电厂总固体废弃物的60～88％。据估计，全世界每年产生约7.5亿吨的粉煤灰。粉煤灰作为固体废弃物，如果处理不当，可能会造成水土污染、破坏生态环境、危害人体健康。目前，粉煤灰主要应用在路基建设、土壤改良、陶瓷制造、工业催化、废水处理等方面。据估算，全球的粉煤灰的利用率低于30％。因此加强粉煤灰的开发和利用，对回收资源、保护环境至关重要。
[0006]因此，需要提供一种矿井水净化系统，以解决现有技术中煤矿地下水库不能有效去除矿井水中氟化物的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种矿井水净化系统，以解决现有技术中煤矿地下水库不能有效去除矿井水中氟化物的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种矿井水净化系统，该系统包括煤矿地下水库，其中，该煤矿地下水库包含破碎岩体和附着在该破碎岩体表面上的吸附材料，该吸附材料由吸附组合物凝固形成，该吸附组合物包括干料和水，该干料包括粉煤灰、水泥和骨料。
[0009]优选地，以重量百分比计，该粉煤灰占该干料的30％～90％，优选40％～80％，更优选60～70％；优选该粉煤灰的粒度为0.01～1mm。
[0010]优选地，该吸附组合物中水和干料的重量比为0.2～1，优选0.3～0.7，更优选0.4～0.5，水优选为矿井水。
[0011]优选地，以重量百分比计，该水泥占该干料的5％～40％，优选5％～30％，更优选15％～20％。
[0012]优选地，该骨料为细骨料或粗骨料，优选为细骨料，优选细骨料的粒径为0.01～2mm，更优选地，以重量百分比计，该细骨料占该干料的1％～20％，优选5％～15％，更优选5％～10％。
[0013]优选地，该干料还包括速凝剂，以重量百分比计，该速凝剂占该干料的1％～15％，优选4％～10％，更优选5％～8％；该速凝剂包括无碱粉末状速凝剂、铝酸钠速凝剂、硅酸碱速凝剂、碱金属碳酸钠速凝剂、碱金属氢氧化物速凝剂中的一种或多种，优选包括无碱粉末状速凝剂。
[0014]优选地，附着在该破碎岩体表面上的该吸附材料的总厚度为0.1～10mm，优选为0.1～5mm，更优选为0.5～2mm。
[0015]优选地，该系统还包括用于将该吸附组合物施加到该破碎岩体表面上的施加装置，该施加装置包括：喷浆机，用于喷出该吸附组合物，具有第一入口和第一出口；输浆管，用于输送从该喷浆机中喷出的该吸附组合物，具有第二入口和第二出口，该第二入口与该第一出口连接；一个或多个喷浆嘴，与该输浆管的该第二出口连接，用于将来自该输浆管的该吸附组合物喷射到该破碎岩体表面上；优选喷浆嘴的个数为三个或更多个，并且该喷浆嘴分别设置为将该吸附组合物喷射到该煤矿地下水库中的不同高度处的破碎岩体表面上；优选喷浆嘴上设置有开关电磁阀。
[0016]优选地，该施加装置还包括：搅拌机，用于混合该吸附组合物中的各组分，其与该喷浆机的第一入口连接；输送泵，用于泵送吸附组合物经过输浆管到达一个或多个喷浆嘴，该输送泵具有第三入口和第三出口，优选该第三入口与该喷浆机的第一出口连接，该第三出口与该输浆管的第二入口连接。
[0017]优选地，该煤矿地下水库具有第一入水口和第一出水口，该系统还包括分水箱和蓄水池，该分水箱包括：第二入水口，与该煤矿地下水库的第一出水口连接；氟化物检测装置，用于在分水箱中检测从煤矿地下水库流出的矿井水中的氟化物浓度；第二出水口，与蓄水池连接，用于将矿井水排出到蓄水池；回输口，与煤矿地下水库的第一入水口连接，用于将矿井水回输到煤矿地下水库；优选在第一出水口上设置有电磁阀，优选在第二入水口、该第二出水口、该回输口上分别设置有增压泵。
[0018]本专利技术针对现有技术中煤矿地下水库不能有效去除矿井水中氟化物的问题，通过采用含有粉煤灰、水泥和骨料的特定吸附组合物，将其施加在煤矿地下水库中破碎岩体的表面上，在破碎岩体的表面上凝固形成吸附材料覆盖膜，由于吸附材料牢固附着在破碎岩体表面上，该吸附材料能够稳定地并且广泛地分散在煤矿地下水库中，由此能够与煤矿地下水库中的矿井水充分接触，又由于吸附材料中的粉煤灰具有除氟效果，因而能够实现对煤矿地下水库中的矿井水的高效除氟。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术一种实施方式用于将吸附组合物施加到煤矿地下水库中破碎岩体表面上的施加装置的示意图。
[0021]图2示出了根据本专利技术一种实施方式用于将吸附组合物施加到煤矿地下水库中破
碎岩体表面上的施加装置的局部示意图。
[0022]图3示出了根据本专利技术一种实施方式的矿井水净化系统的示意图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0024]为了实现对煤矿地下水库中矿井水的高效除氟，本专利技术提供了一种矿井水净化系统，该系统包括煤矿地下水库，其中，该煤矿地下水库包含破碎岩体和附着在破碎岩体表面上的吸附材料，该吸附材料由吸附组合物凝固形成，该吸附组合物包括干料和水，干料包括粉煤灰、水泥和骨料。
[0025]在本专利技术中，煤矿地下水库是指由井下采空区加以改建，利用煤柱与人工坝体形成的地下储水库。煤矿地下水库具有面积大、出水量大、可人工控制矿井水在库内的停留时间的特点，并且库内破碎岩体通过过滤、吸附和交换作用对矿井水有很好的净化作用。
[0026]本专利技术通过采用含有粉煤灰、水泥和骨料的特定吸附组合物，将其与水混合形成浆料，将浆料施加在煤矿地下水库本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井水净化系统，所述系统包括煤矿地下水库，其特征在于：所述煤矿地下水库包含破碎岩体和附着在所述破碎岩体表面上的吸附材料，所述吸附材料由吸附组合物凝固形成，所述吸附组合物包括干料和水，所述干料包括粉煤灰、水泥和骨料。2.根据权利要求1所述的矿井水净化系统，其特征在于，以重量百分比计，所述粉煤灰占所述干料的30％～90％，优选40％～80％，更优选60～70％；优选所述粉煤灰的粒度为0.01～1mm。3.根据权利要求1所述的矿井水净化系统，其特征在于，所述吸附组合物中所述水和所述干料的重量比为0.2～1，优选0.3～0.7，更优选0.4～0.5，所述水优选为矿井水。4.根据权利要求1所述的矿井水净化系统，其特征在于，以重量百分比计，所述水泥占所述干料的5％～40％，优选5％～30％，更优选15％～20％。5.根据权利要求1所述的矿井水净化系统，其特征在于，所述骨料为细骨料或粗骨料，优选为细骨料，优选所述细骨料的粒径为0.01～2mm，更优选地，以重量百分比计，所述细骨料占所述干料的1％～20％，优选5％～15％，更优选5％～10％。6.根据权利要求1所述的矿井水净化系统，其特征在于，所述干料还包括速凝剂，以重量百分比计，所述速凝剂占所述干料的1％～15％，优选4％～10％，更优选5％～8％；所述速凝剂包括无碱粉末状速凝剂、铝酸钠速凝剂、硅酸碱速凝剂、碱金属碳酸钠速凝剂、碱金属氢氧化物速凝剂中的一种或多种，优选包括无碱粉末状速凝剂。7.根据权利要求1所述的矿井水净化系统，其特征在于，附着在所述破碎岩体表面上的所述吸附材料的总厚度为0.1～10mm，优选为0.1～5mm，更优选为0.5～2mm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的矿井水净化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，刘小庆，李雪佳，蒋斌斌，郭强，包一翔，苏琛，张伟龙，刘兆峰，唐佳伟，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，
类型：发明
国别省市：