【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涉及矿山水资源保护与利用领域，涉及回灌系统，具体是一种矿井水预处理系统、人工回灌系统及方法。
技术介绍
1、矿井水是指煤炭资源开发过程中，破坏了地下含水层原有稳定结构，从而出现在矿井内的一种水源，其主要来源于地表入渗补给第四系松散层中的水以及地下水。矿井水中主要污染物质为煤粉、岩尘等，水体呈现高悬浮物、高浊度的水质特性，上述悬浮物粒径通常位于50μm以下，采用自然沉降的方法难以去除。
2、首先，传统的高浊度矿井水处理方法偏向于末端治理，以地面和井下处理为主，存在着设备选型复杂，处理成本高的问题；
3、其次，基于我国煤炭开采与水资源的矛盾，前人提出矿井水人工回灌的构想，而目前研究集中在回灌地层的调储能力与安全性分析，而针对回灌目前存在着注入与抽出困难的问题少有研究，回灌的抽注能力主要取决于介质的渗透性的变化。然而，在研究中发现了人工回灌水质自净化效果与介质渗透性下降之间存在着矛盾，当矿井水呈现高浊度的水质状况时，往往流经含水层后浊度去除率较高，但此时介质渗透性会呈现较高程度的下降，而为了实现低浊度的水质状况，往往要耗费较大的处理成本，且没有完全利用回灌过程水质自净化的机制。
4、最后，目前矿井水人工回灌进水水质指标尚无规范性的界定，原因是不同地区、岩层条件下对进水水质要求有较大差异，需要人工模拟研究区现状，通过室内实验的方法事前对进水指标进行划定。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种矿井水预处理系
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种矿井水预处理系统，包括可移动的底座，所述底座上分别设置有样品采集器、数据采集器和矿井水收集箱，所述底座的侧壁上固定有石英砂柱，所述石英砂柱的底部与所述样品采集器连接，所述石英砂柱的侧壁上设置有多个压力传感器，多个所述眼里传感器均与所述数据采集器电连接；所述石英砂柱的顶部通过第一支管连接有混凝试验搅拌仪；所述底座的侧壁上固定设置有计量泵和加药系统，所述计量泵分别与所述混凝试验搅拌仪和所述矿井水收集箱连接，所述加药系统与所述混凝试验搅拌仪连接，所述石英砂柱与所述样品采集器之间设置有第一阀门；
4、所述第一支管上依次设置有第二阀门、一号转子流量计和浊度计；所述计量泵与所述矿井水收集箱之间设置有二号转子流量计；
5、所述数据采集器与外部计算机连接。
6、本专利技术还包括以下特征：
7、所述底座的底部设置有滑轮。
8、所述矿井水收集箱中设置有磁力搅拌仪。
9、所述石英砂柱的侧壁上通过法兰盘连接有压力传感器。
10、一种人工回灌系统，包括设置在u型回灌井外部的矿井水箱和设置在u型回灌井内壁上的一号填料柱和二号填料柱，所述矿井水箱与所述矿井水收集箱连接和所述一号填料柱和二号填料柱分别连接，所述一号填料柱和二号填料柱与所述矿井水箱之间分别设置有一号回灌水泵和二号回灌水泵；所述一号填料柱和二号填料柱的底部的u型回灌井内壁上对应设置有一号推进器和二号推进器；
11、所述u型回灌井内壁上预制有一对对称的隔板，一对所述隔板的底部设置有一号内板和二号内板；所述一号内板和二号内板和分别设置于所述一号填料柱与一号推进器之间和二号填料柱和二号推进器之间；所述一号内板和二号内板上分别连接有一号电机和二号电机
12、所述u型回灌井外部设置有清水箱，所述清水箱与所述u型回灌井内部连通，所述清水箱与所述u型回灌井之间设置有一号清水泵和二号清水泵；
13、所述u型回灌井内壁上预设有粒径不同的砾石、粗砂、细砂、人造沸石和cacl2。
14、一种矿井水人工回灌的方法，基于所述矿井水预处理系统和所述人工回灌系统，具体包括以下步骤：
15、步骤一，判断矿井水收集箱中的矿井水的水质，若为含悬浮物矿井水，则进行步骤二的操作，若为含有机物矿井水，则进行步骤三的操作，若为含硬度矿井水，则进行步骤四的操作；若为洁净矿井水，则进行步骤五的操作；
16、步骤二具体包括以下步骤：
17、步骤2.1，打开第一阀门和第二阀门，将数据采集器中的矿井水输送至加药系统中，并采用浊度仪测试矿井水的浊度，得到水体浊度为a ntu，a＞0；
18、步骤2.2，构建pac拟合公式b＝40.42in(x)-120.82、pam拟合公式c＝0.32in(x)-1.14和回扬反冲洗周期拟合公式t＝-69.74in(x)+529.94；
19、其中：
20、x表示水体浊度；
21、b表示聚合氯化铝的投加量；
22、c表示聚丙烯酰胺的投加量；
23、t回扬反冲洗周期；
24、步骤2.3，将步骤2.1得到的水体浊度分别输入至步骤2.2得到的pac拟合公式b＝40.42in(x)-120.82、pam拟合公式c＝0.32in(x)-1.14和回扬反冲洗周期拟合公式t＝-69.74in(x)+529.94中，得到b、c和t，在加药系统分别投加b mg/l聚合氯化铝和c mg/l的聚丙烯酰胺；
25、步骤2.4，调节混凝试验搅拌仪的转速，采用150转/min的转速搅拌3min，再采用50转/min的转速搅拌10min，静置15min；
26、步骤2.5，采用浊度监测仪进行检测，判断浊度是否达标，是则进入步骤2.6，否则分别调节聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的加药量以及水力条件，混凝试验搅拌仪中添加絮凝剂进行胶体微粒的脱稳与凝聚，使原本粒径小于50μm的微粒凝聚成大于300μm的悬浮物质，并进行沉降；
27、所述水力条件为流速；
28、步骤2.6，打开一号回灌水泵和二号回灌水泵，将矿井水收集箱中的上清液输送至一号填料柱和二号填料柱中；
29、步骤2.7，当回灌进行至第一预设时间时，通过开合关闭一号回灌水泵和二号回灌水泵，同时打开一号清水泵和二号清水泵，流量为2000ml/min，进行t秒的回扬反冲洗；而后继续进行回灌；
30、步骤2.8，当回灌进行至第二预设时间时，关闭一号回灌水泵和二号回灌水泵，打开一号电机和二号电机，将一号内板和二号内板向径向向内方向移动至一号内板和二号内板接触；启动一号推进器和二号推进器将一号填料柱和二号填料柱反推出井口，从井口取出并冲洗后再次使用；
31、所述步骤三具体包括以下步骤：
32、步骤3.1，打开第一阀门和第二阀门，将数据采集器中的矿井水输送至加药系统中，使用toc测定仪测试得到矿井水的水体toc为a1 mg/l；
33、步骤3.2，构建pac拟合公式b1＝0.34in(y)-1.01、pam拟合公式c1＝0.01n(y)-0.01和回扬反冲洗周期拟合公式t1＝-0.58in(y)+4.42；
34、其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿井水预处理系统，包括可移动的底座(16)，其特征在于，所述底座(16)上分别设置有样品采集器(13)、数据采集器(12)和矿井水收集箱(10)，所述底座(16)的侧壁上固定有石英砂柱(1)，所述石英砂柱(1)的底部与所述样品采集器(13)连接，所述石英砂柱(1)的侧壁上设置有多个压力传感器(2)，多个所述眼里传感器均与所述数据采集器(12)电连接；所述石英砂柱1的顶部通过第一支管连接有混凝试验搅拌仪(6)；所述底座(16)的侧壁上固定设置有计量泵(7)和加药系统(8)，所述计量泵(7)分别与所述混凝试验搅拌仪(6)和所述矿井水收集箱(10)连接，所述加药系统(8)与所述混凝试验搅拌仪(6)连接，所述石英砂柱(1)与所述样品采集器(13)之间设置有第一阀门(15)；
2.如权利要求1所述矿井水预处理系统，其特征在于，所述底座的底部设置有滑轮(14)。
3.如权利要求1所述矿井水预处理系统，其特征在于，所述矿井水收集箱(10)中设置有磁力搅拌仪(17)。
4.如权利要求1所述矿井水预处理系统，其特征在于，所述石英砂柱(1)的侧壁上通过法兰
5.一种人工回灌系统，其特征在于，包括设置在U型回灌井外部的矿井水箱(32)和设置在U型回灌井内壁上的一号填料柱(18)和二号填料柱(19)，所述矿井水箱(32)与所述矿井水收集箱(10)和所述一号填料柱(18)和二号填料柱(19)分别连接，所述一号填料柱(18)和二号填料柱(19)与所述矿井水箱(32)之间分别设置有一号回灌水泵(20)和二号回灌水泵(21)；所述一号填料柱(18)和二号填料柱(19)的底部的U型回灌井内壁上对应设置有一号推进器(27)和二号推进器(28)；
6.一种矿井水人工回灌的方法，其特征在于，基于权利要求1～4任一项所述矿井水预处理系统和权利要求5所述人工回灌系统，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种矿井水预处理系统，包括可移动的底座(16)，其特征在于，所述底座(16)上分别设置有样品采集器(13)、数据采集器(12)和矿井水收集箱(10)，所述底座(16)的侧壁上固定有石英砂柱(1)，所述石英砂柱(1)的底部与所述样品采集器(13)连接，所述石英砂柱(1)的侧壁上设置有多个压力传感器(2)，多个所述眼里传感器均与所述数据采集器(12)电连接；所述石英砂柱1的顶部通过第一支管连接有混凝试验搅拌仪(6)；所述底座(16)的侧壁上固定设置有计量泵(7)和加药系统(8)，所述计量泵(7)分别与所述混凝试验搅拌仪(6)和所述矿井水收集箱(10)连接，所述加药系统(8)与所述混凝试验搅拌仪(6)连接，所述石英砂柱(1)与所述样品采集器(13)之间设置有第一阀门(15)；
2.如权利要求1所述矿井水预处理系统，其特征在于，所述底座的底部设置有滑轮(14)。
3.如权利要求1所述矿井水预处理系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张溪彧，董书宁，王晓东，郭小铭，王强民，董兴玲，张全，刘磊，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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