專利名稱：礦井水綜合處理利用技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井水綜合利用方法，屬于礦井生產(chǎn)水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤礦開采生產(chǎn)過程中離不開水的使用及水處理，目前礦井水的處理方法主要由井 下各點(diǎn)涌水經(jīng)過采區(qū)巷道、石門、大巷流進(jìn)井下中央水倉，經(jīng)中央泵房排至地面上的污水處 理站。從礦井下泵上來的水通過污水站處理，一部分再供地面生產(chǎn)、消防及井下防塵使用， 另有一些污水處理達(dá)標(biāo)后直接排放掉。礦井下工作人員的生活用清潔水由地面水源井專線 供水，生活用污水也與生產(chǎn)用污水及井下各地點(diǎn)涌水(天然水)一起進(jìn)入井下中央水倉，因 此造成礦井水的處理的費(fèi)用居高不下。CNl 199022A(CN97112011.0)公開了一種礦井水澄清方法，它將礦井各采掘工作面 及井筒涌水匯集后，經(jīng)沉砂池、加藥池、混合池、反應(yīng)池、斜管沉淀池、泥漿泵和壓濾機(jī)幾個(gè) 環(huán)節(jié)，使礦井水變清，其特征在于利用排泥管和泥漿泵將煤泥抽入壓濾機(jī)壓成煤餅，經(jīng)副 井提升到地面。解決了礦井水澄清、礦井排水污染環(huán)境及清理水倉的繁重體力勞動(dòng)問題，延 長了水泵及排水管路的使用壽命，使礦井水得到了有效的利用。CN201043829Y(CN200720022763. 1)涉及一種利用礦井井下水進(jìn)行采暖或降溫的 礦井水水源熱泵空調(diào)裝置。包含有設(shè)置在井下水源的水泵(1)、通過管道經(jīng)水處理設(shè)備(2) 與水泵(1)連通的水源熱泵機(jī)組(3)、與水源熱泵機(jī)組(3)聯(lián)接的熱交換器(4)、并裝有循 環(huán)泵(5)，冬天，水泵(1)將井下水的熱能經(jīng)水源熱泵機(jī)組(3)、熱交換器(4)供采暖防凍之 用，而夏天井下水吸收熱能供降溫之用。具有能利用礦井井下水作為冷熱源，實(shí)現(xiàn)采暖或降 溫，使井下水的熱能資源得到利用；一機(jī)多用；節(jié)約能源。CN20119011IA(CN200820017344. 3) 一種礦井水綜合利用裝置，包含有主水池 (4)、給水裝置、水凈化裝置、乏風(fēng)升溫裝置、調(diào)溫裝置和飲用水給水裝置，主水池(4)設(shè)置 有高溫區(qū)(41)和低溫區(qū)(42)，給水裝置通過水凈化裝置與高溫區(qū)(41)連通，乏風(fēng)升溫裝置 進(jìn)水口與低溫區(qū)(42)連通并出水口通過水凈化裝置與高溫區(qū)(41)連通，調(diào)溫裝置進(jìn)水口 與高溫區(qū)(41)連通并出水口與低溫區(qū)(42)連通，飲用水給水裝置進(jìn)水口與高溫區(qū)(41)連 通。因此充分利用了礦井水的熱能，飲用水的水質(zhì)好，不污染環(huán)境。對于某些大水礦井，正常生產(chǎn)后礦井涌水量每小時(shí)可達(dá)IOOOm3以上，而采空區(qū)涌 水和疏水鉆孔疏放的清水占整個(gè)礦井涌水量的80%以上，這些天然礦井涌水水質(zhì)一般都能 達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，特別是巖漿巖鉆孔水，水質(zhì)為富鍶型優(yōu)質(zhì)礦泉水，單孔涌水量達(dá)到每小 時(shí)可達(dá)50m3以上，如果將這些天然礦井涌水與生產(chǎn)污水、井下生活污水混合后一起排到地 面上，將大大增加污水處理費(fèi)用，既增加排水設(shè)備磨損，又使優(yōu)質(zhì)清水白白浪費(fèi)掉。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種礦井水綜合處理利用技術(shù)。發(fā)明概述
本發(fā)明綜合考慮將礦井水按水質(zhì)、水量在井下分別集中儲存，分別用專用管路抽 排，上井后直接利用或處理。污水進(jìn)污水處理站；采空區(qū)水利用水溫25-28°C的優(yōu)勢直接并 入熱泵機(jī)組管路；奧灰疏放鉆孔水直接作為井下防塵用水利用，巖漿巖疏放水鉆孔直接并 入生活用水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分源排水，分類利用。術(shù)語說明采空區(qū)水工作面煤層開采后從煤層頂?shù)装遽尫诺暮畬铀瑢傥幢晃廴镜那逅?采空區(qū)的清水溫度25_30°C。奧灰疏放鉆孔水作為煤系基底的奧陶系石灰?guī)r，厚度500-800m，富水性強(qiáng)，水壓 大，開采煤層時(shí)必須對奧陶系巖漿巖水進(jìn)行打鉆疏放，該鉆孔稱為奧灰疏水降壓孔，該鉆孔 放出的水為清水。巖漿巖疏放鉆孔水巖漿巖在七層煤至十一層煤之間，厚度42 95m之間，為富水 性中等的含水層，為開采煤層必須對巖漿巖水進(jìn)行打鉆疏放，使水量、水壓降至安全開采范 圍。這里的水水質(zhì)為富鍶型優(yōu)質(zhì)礦泉水。采掘工作面涌水生產(chǎn)過程中從工作面釋放的含水層水，屬被污染的渾水。井下硐室在礦井下，專為安裝各種機(jī)械設(shè)備或存放材料、礦石和供其他輔助作業(yè) 及辦公用的巷道。發(fā)明詳述本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種礦井水綜合處理利用方法，包括采空區(qū)清水、疏放水的利用及井下污水處理， 步驟如下1、采空區(qū)溫水利用在礦井工作面采空區(qū)巷道外端建擋水密閉墻，墻體內(nèi)設(shè)有輸水管路及控水閘閥， 采空區(qū)25-28°C的清水通過管路從擋水墻引至井下清水倉內(nèi)，通過水泵將該25-28°C的清 水直接輸送至地面熱泵機(jī)組管路，熱交換得到的熱量集中利用，經(jīng)過熱交換后的冷清水進(jìn) 入地面清水池，作為消防、綠化及農(nóng)田灌溉用水。2、井下奧灰疏放鉆孔水作為井下防塵用水利用在井下直接打鉆孔到奧灰層，鉆孔口安通過輸水管直接與井下防塵管路連接，通 過防塵管路供到各個(gè)采掘工作面。3、巖漿巖疏放鉆孔水作為生活用水利用將井下各巖漿巖疏放鉆孔水引入管路并聯(lián)網(wǎng)后，與位于井下硐室的水泵連接，從 硐室至大巷、立井敷設(shè)專用管路，將水從疏水鉆孔直接輸往地面并入生活用水管網(wǎng)或礦泉 水廠。4、井下污水處理后利用井下各采掘工作面涌水經(jīng)采掘巷道、水溝流入中央水倉，中央泵房將水倉污水排 至地面污水處理站，地面污水處理站處理后的清水，供洗煤廠洗煤、矸石磚廠制磚用水或者 作為壓風(fēng)機(jī)冷卻用水。在以上技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供優(yōu)選如下步驟1中，墻體內(nèi)輸水管路是預(yù)埋的2趟Φ 250mmPVC管路I并設(shè)有控水閘閥，聯(lián) 通從擋水墻至泵房的2趟0250mmPVC管路II。所述PVC管路是指聚氯乙烯塑料管，可市場購得。步驟1中，井下清水倉設(shè)在井底車場附近，斷面積10m2，長度150m，儲水量1500m3 ；步驟2中，所述的井下奧灰疏放鉆孔水的鉆孔為2-5個(gè)，在每個(gè)鉆孔孔口均安裝控 水閘閥及水壓表，用Φ250Χ IOmm無縫鋼管分別與井下防塵管路連接。步驟3中，所述的巖漿巖疏放鉆孔水的鉆孔為2-4個(gè)，在每個(gè)鉆孔孔口均安裝控水 閘閥及水壓表，分別用Φ 108 X 6mm無縫鋼管并聯(lián)到一條總輸水管上。以上，本發(fā)明未明確限定的均按本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)良效果如下1、采空區(qū)溫水利用通過地面熱泵機(jī)組管路，熱交換得到的熱量可以集中利用，經(jīng) 過熱交換后的冷清水作為綠化及灌溉用水，在用好水資源充分利用熱能。2、步驟2防塵用水是利用煤系基底的奧陶系石灰?guī)r水量、水壓直接供井下防塵用 水，無需增加機(jī)電設(shè)備，簡單、高效。該方法簡單，易行。即起到疏水降壓目的，又能滿足礦 井防塵用水需要，不僅減少了機(jī)電設(shè)備投入，節(jié)約電費(fèi)和污水處理費(fèi)用，而且不存在機(jī)械故 障影響，運(yùn)行穩(wěn)定。過去按已有技術(shù)井下防塵用水是從井下中央水倉的污水排至地面污水 處理站，處理后再用管道輸送到井下防塵管網(wǎng)，費(fèi)用高，水質(zhì)得不到保證。3、步驟3的巖漿巖疏放鉆孔水作為優(yōu)質(zhì)礦泉水可進(jìn)行商品化上市，可進(jìn)一步提高 礦井水的附加值。4、步驟4中生活污水、生產(chǎn)廢水進(jìn)入污水處理站處理，循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)污水零排放。綜上所述，礦井水綜合利用項(xiàng)目實(shí)施后，將大大降低污水處理費(fèi)用，減少排水設(shè)備 磨損，充分利用優(yōu)質(zhì)清水，同時(shí)可以為職工提供冷氣和熱氣，提高職工的生活質(zhì)量，為創(chuàng)建 和諧社會(huì)做出一定貢獻(xiàn)。目前我國大部分煤礦都面臨礦井水處理的問題，迄今為止，大部分煤礦是將礦井 水處理后排到河流中，甚至有些地方小礦將礦水直接排到河流或湖泊中。這樣既污染了環(huán) 境，又浪費(fèi)了寶貴的水資源。本發(fā)明對于礦井水的綜合利用起到了一定的示范作用，使礦井 水的治理工作向前推進(jìn)了一大步。
四

圖1是本發(fā)明的礦井水綜合利用中的采空區(qū)溫水利用流程圖，其中，1、采空區(qū)巷 道，2、擋水密閉墻，3、管路I，4、控水閘閥，5、井下清水倉，6、水泵，7、管路II (Φ351)，8、熱 泵機(jī)組，9、地面清水池，10、消防、灌溉用水圖2是井下奧灰疏放鉆孔水作為井下防塵用水利用流程圖，其中，11、井下奧灰疏 放鉆孔，12、輸水管路，13、水壓表，14、控水閘閥，15、防塵水管路，16、各個(gè)采掘工作面。圖3是巖漿巖疏放鉆孔水作為生活用水利用流程圖，其中，17、巖漿巖疏放鉆孔， 18、控水閘閥，19輸水管路，20、井下硐室的水泵，21、立井，22、生活用水或礦泉水廠。圖4是井下污水處理后利用流程圖，其中，23、各采掘工作面，24、巷道水溝，25、中 央水倉，26、中央泵房，27、地面污水處理站，28、工業(yè)用水。
五具體實(shí)施例方式實(shí)施例
以新汶礦業(yè)集團(tuán)的趙官礦井為例，該礦是大水礦井，正常生產(chǎn)后礦井涌水量為 1065m3/h，而從采空區(qū)涌出的清水和疏水鉆孔疏放的清水占整個(gè)礦井涌水量的80%以上， 且水質(zhì)達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，特別是巖漿巖疏放鉆孔水，水質(zhì)為富鍶型優(yōu)質(zhì)礦泉水，單孔涌水 量達(dá)到50m3/h，如果與塵產(chǎn)污水混合后排至地面，將大大增加污水處理費(fèi)用，增加排水設(shè)備 磨損，使優(yōu)質(zhì)清水白白浪費(fèi)掉。礦井水綜合處理利用方法，步驟如下1、采空區(qū)溫水(熱量)利用采空區(qū)涌水溫度25 28°C，在礦井工作面采空區(qū)巷道1外端建擋水密閉墻2，墻 體內(nèi)預(yù)埋2趟Φ250πιπιΡνε管路3，從擋水墻至中央泵房敷設(shè)2趟Φ250πιπιΡνε管路3，通過 控水閘閥4連通這2趟PVC管路。采空區(qū)25 28°C清水通過管路從擋水墻引至中央泵房 的清水倉5內(nèi)，清水倉5斷面積10m2、長度150m、儲水量1500m3 ；通過水泵6、Φ351πιπι管路 7將該溫清水直接輸送至地面熱泵機(jī)組8管路，熱交換得到的熱量集中利用，經(jīng)過熱交換后 的冷清水進(jìn)入地面清水池9，作為消防、綠化及農(nóng)田灌溉用水10。如圖1所示。2、井下奧灰疏放鉆孔作為井下防塵用水利用本實(shí)施例井田煤系基地為奧陶系石灰?guī)r，厚度800m，富水性強(qiáng)，水壓大，水質(zhì)達(dá)到 飲用水標(biāo)準(zhǔn)，"415水平水壓4. 5Mpa,為解放后組煤，必須對奧灰進(jìn)行疏水降壓，為此在井 下-415水平井底車場附近打兩個(gè)奧灰疏水降壓孔，單孔涌水量50m3/h以上，其水質(zhì)、水量、 水壓完全滿足礦井防塵用水要求。目前常規(guī)礦井井下主防塵管路為Φ250 X 8mm無縫鋼管，到達(dá)采區(qū)為Φ 159 X 6mm 無縫鋼管，再到采掘工作面為Φ 108 X 6mm鋼管，防塵用水量為80m3/h左右，其中兩個(gè)奧灰 鉆孔就能滿足整個(gè)井下防塵水用量。具體方法為將井下2個(gè)奧灰疏水鉆孔11孔口安裝控 水閘閥14及水壓表13，用Φ250Χ IOmm輸水管路12分別與井下防塵管路15直接進(jìn)行連 接，然后通過防塵管路供到各個(gè)采掘工作面16，方法簡單易行。如圖2所示。3、巖漿巖疏放鉆孔水作為生活用水利用井下2個(gè)巖漿巖疏放鉆孔分別在-415水平井底車場水倉上口硐室和一采石門硐 室，涌水壓力為3. OMpa,單孔涌水量45m3/h，水量穩(wěn)定。17、巖漿巖疏放鉆孔，18、控水閘閥，19輸水管路，20、井下硐室的水泵，21、立井， 22、生活用水或礦泉水廠。具體方法是在巖漿巖疏放鉆孔17孔口安裝控水閘閥18及壓力表，用Φ108Χ6πιπι 無縫鋼管作輸水管路19將2個(gè)鉆孔連接到一條總輸水管上，利用井下硐室安裝水泵20，從 硐室至大巷、立井敷設(shè)專用管路，將優(yōu)質(zhì)礦泉水從疏水鉆孔直排地面并入生活用水管網(wǎng)或 礦泉水廠22。如圖3所示。4、井下污水處理后利用井下各采掘工作面23涌水經(jīng)采掘巷道、石門、大巷水溝24流入中央水倉25，中央 泵房26將水倉污水排至地面污水處理站27，地面污水處理站處理后的清水，供洗煤廠洗 煤、矸石磚廠制磚用水或者作為壓風(fēng)機(jī)冷卻用水。如圖4所示。將井下清水、污水分別排放，分別利用，可以減少污水處理量，并且將停用地面水 源井，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
一種礦井水綜合處理利用方法，包括采空區(qū)清水、疏放水的利用及井下污水處理，步驟如下(1)采空區(qū)溫水利用在礦井工作面采空區(qū)巷道外端建擋水密閉墻，墻體內(nèi)設(shè)有輸水管路及控水閘閥，采空區(qū)25 28℃的清水通過管路從擋水墻引至井下清水倉內(nèi)，通過水泵將該25 28℃的清水直接輸送至地面熱泵機(jī)組管路，熱交換得到的熱量集中利用，經(jīng)過熱交換后的冷清水進(jìn)入地面清水池，作為消防、綠化及農(nóng)田灌溉用水；(2)井下奧灰疏放鉆孔水作為井下防塵用水利用在井下直接打鉆孔到奧灰層，鉆孔口安通過輸水管直接與井下防塵管路連接，通過防塵管路供到各個(gè)采掘工作面；(3)巖漿巖疏放鉆孔水作為生活用水利用將井下各巖漿巖疏放鉆孔水引入管路并聯(lián)網(wǎng)后，與位于井下硐室的水泵連接，從硐室至大巷、立井敷設(shè)專用管路，將水從疏水鉆孔直接輸往地面并入生活用水管網(wǎng)或礦泉水廠；(4)井下污水處理后利用井下各采掘工作面涌水經(jīng)采掘巷道、水溝流入中央水倉，中央泵房將水倉污水排至地面污水處理站，地面污水處理站處理后的清水，供洗煤廠洗煤、矸石磚廠制磚用水或者作為壓風(fēng)機(jī)冷卻用水。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井水綜合處理利用方法，其特征在于步驟(1)中，墻體內(nèi) 輸水管路是預(yù)埋的2趟0250mmPVC管路I并設(shè)有控水閘閥，連通從擋水墻至泵房的2趟 ◎ 250mmPVC 管路。
3.如權(quán)利要求1所述的礦井水綜合處理利用方法，其特征在于步驟(1)中，井下清水倉 設(shè)在井底車場附近，斷面積10m2，長度150m，儲水量1500m3。
4.如權(quán)利要求1所述的礦井水綜合處理利用方法，其特征在于步驟(2)中，所述 的井下奧灰疏放鉆孔水的鉆孔為2-5個(gè)，在每個(gè)鉆孔孔口均安裝控水間閥及水壓表，用 Φ250X IOmm無縫鋼管分別與井下防塵管路連接。
5.如權(quán)利要求1所述的礦井水綜合處理利用方法，其特征在于步驟(3)中，所述的 巖漿巖疏放鉆孔水的鉆孔為2-4個(gè)，在每個(gè)鉆孔孔口均安裝控水間閥及水壓表，分別用 Φ 108 X 6mm無縫鋼管并聯(lián)到一條總輸水管上。
全文摘要
本發(fā)明涉及礦井水綜合處理利用技術(shù)，包括采空區(qū)溫水熱交換利用、井下奧灰疏放鉆孔水作為井下防塵用水利用、巖漿巖疏放鉆孔水作為生活用水利用及井下污水處理后利用。解決了大量礦井的處理難題，避免污染了環(huán)境，節(jié)約寶貴的水資源。
文檔編號E21F16/00GK101975087SQ20101028849
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者于放, 何希霖, 劉永祿, 尹延平, 湛厚星, 竇廣偉 申請人:山東新礦趙官能源有限責(zé)任公司