一种煤矿分布式地下水库水资源的净化方法技术

本发明专利技术涉及一种煤矿分布式地下水库水资源的净化方法。所述净化方法包括以下步骤：（1）矿井水的分类收集；（2）分布式地下水库的过滤净化；（3）分布式地下水库的循环过滤净化。本发明专利技术的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法对地下水资源进行保护具有重要意义，可以实现巨大的经济效益和社会效益。空间上，所述分布式地下水库可通过资源开采初步形成，并且使得采煤过程中无须将水抽出，降低采煤能耗，实现保水开采；时间上，使得水的使用能够实现均匀调配，解决矿区用水难和用水不均衡的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿业工程及水利工程的综合利用，具体涉及。
技术介绍
我国是缺水国家，水资源短缺现象对国民经济发展和人民生活的改善构成了严重威胁。矿井水在煤炭开采过程中不可避免产生，作为一种宝贵的水资源，仅国有重点煤矿每年排放的矿井水就高达22亿吨，平均每开采一吨煤需要排放2吨废水。一方面，矿井水的外排，不仅浪费了大量宝贵的水资源，而且对周边环境极易构成严重的环境污染。另一方面，我国西部地区赋存着丰富的煤炭资源，但水资源匮乏，使得矿区用水及周边区域用水紧张进一步恶化，已经严重制约了矿区的正常生产，不利于资源与环境的协调发展。当前，矿井地下水仍以抽排到地面为主，由于水资源利用的季节性等因素，造成水资源的极大浪费，加剧当地供给的失衡。同时对矿井水悬浮物及水质的处理方法大多仍是在矿井水由井下排放在地面进行处理，也容易造成二次污染。对于地下水资源的保护国内已有一些尝试，例如通过采空区净化过滤再抽采、地下水井下处理利用等。“利用矿井地下巷道空间处理矿井水技术”(CN101012091)、“矿井水综合处理利用技术”(CN101975087A)等专利，提出了通过巷道空间利用净水设备处理矿井水、以及对矿井水的收集与利用，以此实现对矿井水的处理及保护。这些方法与技术都是通过井下或者地面处理净化矿井水的方法，对于西部地区而言，无法解决水资源供给季节性失衡的问题，同时地下水的流失也不利于当地生态环境的恢复。因此，人们对于净化效果好、成本低的矿井水净化方法仍存在需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是解决矿井水的水质问题。为了实现上述目的，本专利技术提供，该方法可以很好地解决矿井水的水质问题，而且成本低。本专利技术提供的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法，包括以下步骤( I)矿井水的分类收集根据矿井水的污染源，将粉尘污染矿井水与化学污染矿井水分类收集，并通过水仓将上述不同类别矿井水分别进行储存；(2)分布式地下水库的过滤净化将采煤工作面开采后的空间作为分布式地下水库，其中开采后塌落的煤矸石层作为所述分布式地下水库的净化过滤层，并在所述分布式地下水库的最高端设有注水孔，在所述分布式地下水库的最低端设有抽水孔；然后将所述粉尘污染矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入并从所述分布式地下水库的抽水孔抽出；(3)分布式地下水库的循环过滤净化对来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水进行水质检测；如果矿井水的水质不稳定，再次将水质不稳定的矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入，如有需要再次/多次循环上述过程，直至来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水的水质保持稳定。优选地，步骤(2)中，所述净化过滤层的高度至少为3. O米；所述注水孔与所述抽水孔之间的距离至少为800米；所述煤砰石的破碎块度最大为800mm。 更优选地，步骤(2)中，所述净化过滤层的高度至少为3. 5米；所述注水孔与所述抽水孔之间的距离至少为1000米；所述煤砰石的破碎块度最大为600mm。进一步优选地，步骤(2)中，所述净化过滤层的高度至少为4. O米；所述注水孔与所述抽水孔之间的距离至少为1500米；所述煤砰石的破碎块度最大为400mm。所述煤矸石的破碎块度指的是所述煤矸石的直径优选地，步骤(3 )中，所述水质检测为水质全分析，检测项目包括pH、pNa、浊度、碱度、亚硝酸盐、化学耗氧量、全固体、溶解固体、悬浮固体、全硅及活硅、钙、氯化物、硬度、硫酸盐和铁的测定。所述检测可以参照水质全分析标准进行。优选地，步骤(3)中，所述水质不稳定是指检测项目中至少有一项不符合IV类水标准。优选地，步骤(I)中，所述粉尘污染矿井水指的是由于采矿煤尘等引起的物理悬浮物污染矿井水。本领域技术人员可以理解，本专利技术的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法中，对所述注水孔的注水速度和所述抽水孔的抽水速度没有特别地限制。本领域技术人员可以根据水量选择合适的注水速度和抽水速度。本专利技术的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法，将粉尘污染矿井水注入所述分布式地下水库，利用所述分布式地下水库中塌落的煤矸石作为净化过滤层。所述煤矸石具有不同粒度和孔隙，从而起到过滤净化功能，对受污染的矿井水进行自净化。该净化方法采用塌落的煤矸石作为净化过滤层，可以减少矿井水沉淀等水处理建设工程，降低受污染矿井水的处理成本，同时有利于矿井水的井下复用，实现煤矿地下水库的自净化功能，为后续利用矿井地下水资源提供科学合理的技术方法。因此，本专利技术的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法对地下水资源进行保护具有重要意义，可以实现巨大的经济效益和社会效益。空间上，所述分布式地下水库可通过资源开采初步形成，并且使得采煤过程中无须将水抽出，降低采煤能耗，实现保水开采；时间上，使得水的使用能够实现均匀调配，解决矿区用水难和用水不均衡的问题。附图说明图I为本专利技术的净化方法中分布式地下水库的示意图。具体实施例方式下面以神华集团神东矿区大柳塔矿分布式地下水库的矿井水净化应用情况为实施例对本专利技术作进一步描述。实施例I根据神华集团神东矿区大柳塔矿矿井水的污染源，将采矿煤尘污染的矿井水与由于采矿液压设备等引起的油污化学品污染的矿井水分类收集，并通过水仓将不同类别矿井水分别进行储存；将神华集团神东矿区大柳塔矿12201采煤工作面开采后的空间作为分布式地下水库，其中塌落的煤矸石层(高度为3米；破碎块度最大为800_)作为所述分布式地下水库的净化过滤层，并在所述分布式地下水库的最高端设有注水孔，在所述分布式地下水库的最低端设有抽水孔(所述注水孔与所述抽水孔之间的距离为800米)；然后将所述粉尘污染矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入并从所述分布式地下水库的抽水孔抽出；对来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水参照水质全分析标准进行水质检测。检测项目包括pH、pNa、浊度、碱度、亚硝酸盐、化学耗氧量、全固体、溶解固体、悬浮固体、全硅及活硅、钙、氯化物、硬度、硫酸盐和铁的测定。结果未达到IV类水标准，说明来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水的水质不稳定。然后将水质不稳定的矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入再连续两次进行过滤净化。然后对来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水进行水质检测。结果达到IV类水标准。说明来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水的水质稳定。根据生产用水需要，将该矿井水抽出进行井下复用。实施例2根据神华集团神东矿区大柳塔矿矿井水的污染源，将采矿煤尘污染的矿井水与由于采矿液压设备等引起的油污化学品污染的矿井水分类收集，并通过水仓将不同类别矿井水分别进行储存；将神华集团神东矿区大柳塔矿老六盘区采煤工作面开采后的空间作为分布式地下水库，其中塌落的煤矸石层(高度为3. 5米；破碎块度最大为600mm)作为所述分布式地下水库的净化过滤层，并在所述分布式地下水库的最高端设有注水孔，在所述分布式地下水库的最低端设有抽水孔(所述注水孔与所述抽水孔之间的距离为1000米);然后将所述粉尘污染矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入并从所述分布式地下水库的抽水孔抽出；对来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水进行水质检测。检测项目包括pH、pNa、浊度、碱度、亚硝酸盐、化学耗氧量、全固体、溶解固体、悬浮固体、全硅及活硅、钙、氯化物、硬度、硫酸盐和铁的测定。结果未本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿分布式地下水库水资源的净化方法，其特征在于，所述净化方法包括以下步骤：（1）矿井水的分类收集根据矿井水的污染源，将粉尘污染矿井水与化学污染矿井水分类收集，并通过水仓将上述不同类别矿井水分别进行储存；（2）分布式地下水库的过滤净化将采煤工作面开采后的空间作为分布式地下水库，其中开采后塌落的煤矸石层作为所述分布式地下水库的净化过滤层，并在所述分布式地下水库的最高端设有注水孔，在所述分布式地下水库的最低端设有抽水孔；然后将所述粉尘污染矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入并从所述分布式地下水库的抽水孔抽出；（3）分布式地下水库的循环过滤净化对来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水进行水质检测；如果矿井水的水质不稳定，再次将水质不稳定的矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入，如有需要再次/多次循环上述过程，直至来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水的水质保持稳定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建民，张凯，杨俊哲，贺安民，李全生，陈书社，胡振琪，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华神东煤炭集团有限责任公司，中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：