矿井水中有机污染物处理技术现状及需求展望

系统梳理了我国煤矿开采矿井水中有机污染物处理技术,指出了不同处理技术的优缺点,展望了矿井水中有机污染物处理技术工程应用的主要挑战和研究方向;基于不同处理技术存在的优缺点,分析了不同处理技术的适用水质。高级氧化法对有机污染物处理效果好,但受矿化度影响大;混凝沉淀法和吸附法对持久性污染物的处理效果较差;而反渗透技术在高矿化度矿井水中应用较广泛;生物处理法受到矿井水中矿化度和pH值的影响,需要筛选和驯化适应的微生物。阐述了各种技术在不同类型矿井水(酸性、碱性、高矿化度等)中的适用性,为矿井水中有机污染物的管控提供参考。

我国煤矿矿井水处理技术研究进展及建议

为提高我国煤矿矿井水综合利用率,解决煤炭开采区水资源短缺的难题,梳理了煤矿矿井水的类型(成因、水质特点等),分析了各类矿井水高效处理技术现状,详细介绍了高矿化度矿井水预处理-深度处理-浓缩处理-蒸发结晶的零排放技术。针对矿井水水质标准提高及矿井水利用率有待提高的现状,建议从技术创新、标准完善、税收减免、推动先进设备示范等方面开展研究,以提高矿井水综合利用率,推动我国煤炭产业高质量发展。

反渗透技术在煤矿水处理中的应用分析

为节省水资源,解决煤矿生产中水资源的浪费问题,提升井下水的利用率,促进节能减排生产目标的实现,从水资源回收再利用的角度出发,对矿井水处理中关键的反渗透技术进行了分析,阐述了反渗透技术在煤矿水处理中的应用,以期为煤矿生产提供参考。

高矿化度矿井水的膜蒸馏处理

我国西部煤炭主产区气候干旱水资源短缺,煤炭开采产生的矿井水普遍具有高矿化度高硬度等特点。目前高矿化度矿井水的零排放处理普遍存在工艺流程长、系统复杂和运行成本高等问题。为了缩短处理流程提高处理效率,针对高矿化度矿井水浓缩脱盐处理过程,采用真空式膜蒸馏技术替代现有多级反渗透膜浓缩技术,对经过石灰-纯碱软化处理后的西部矿区典型煤矿高矿化度矿井水进行不同浓缩倍率处理,并针对浓缩过程中的膜污染机理和膜清洗方法进行研究。结果显示随着浓缩倍率的升高,聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的膜通量和脱盐率逐渐降低,而产水电导率缓慢升高,当浓缩倍率达到27倍时,膜通量为8.87 L/(m^(2)·h),脱盐率为99.7%,产水电导为26.6μS/cm。膜蒸馏过程受矿井水中钙镁离子结垢导致的膜污染抑制,反冲洗和超声清洗等物理方式无法去除无机盐沉淀,连续运行96 h后PVDF膜的膜通量由12.85 L/(m^(2)·h)下降到5.21 L/(m^(2)·h)。预处理除硬工序对膜蒸馏过程钙镁结垢影响明显,当除硬率超过95%时,PVDF膜的脱盐率和膜通量衰减明显减弱。采用柠檬酸清洗剂可以有效去除钙镁沉淀引起的膜污染,在酸浓度0.87 mol/L、清洗温度38℃和清洗时间40 min的优化条件下,膜清洗效率可达到99.5%。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对原始膜、污染膜和化学清洗后膜的微观形态和结构进行表征,结果显示清洗后膜表面沉积的污染物明显减少,但表面形态和微观结构都发生不可逆变化。

基于等厚度水泥土帷幕的斜井井筒水治理技术研究

为解决我国西部地区松散层和浅部风化基岩层含水丰富导致的斜井井筒过富水松散层段在井筒施工缝、混凝土接茬、井壁裂缝位置发生渗漏、恶化井下作业环境、降低作业效率、增大井下排水负担和费用、影响煤矿的安全生产的问题,从保护地下水资源和井筒安全运营的角度出发,分析了煤矿斜井井筒渗漏水特征和现有的疏排水、壁后注浆、旋喷桩、帷幕注浆等治理措施,研究了斜井井筒渗漏水层位等厚度水泥土帷幕原理和结构、参数选择依据、帷幕构筑方法,测试分析了地层条件、综合含水率、水泥掺量等因素对水泥土帷幕性能影响,并进行了现场示范应用。研究结果表明:煤矿斜井井筒渗漏水位置大多发生在底板、腰墙和二者接缝处,涌水量数十至数百立方米每小时,有的甚至发生涌水携砂情况,危及井筒安全;等厚度水泥土帷幕通过横向切削、回撤切削搅拌、喷浆搅拌成墙3个步骤将混合均匀的地层材料与水泥浆液在煤矿斜井井筒外侧地层中形成上下厚度均匀、接头数量少、截水率高的等厚度水泥土墙体,有效阻隔斜井井筒与外侧松散层、风化基岩之间的水力联系;等厚度水泥土帷幕的强度与水泥掺量正相关,渗透系数与水泥掺量负相关,黏土地层的水泥土帷幕性能弱于黄土、细砂等地层;示范应用现场的帷幕原状心样抗压强度8.62 MPa,渗透系数2.69×10^(−8) cm/s,井筒涌水量由16.8 m^(3)/h降至1.6 m^(3)/h左右,较治理前减少90.5%,取得良好应用效果。此方法可解决我国西部富水松散层斜井井筒渗漏水问题,保障斜井井筒安全运营,保护矿山地下水资源。

煤矿水污染现状及其治理工艺的优化

针对当前煤矿生产中,原有的煤矿污水处理工艺已经不能有效完成当前的污水处理工作,处理后的污水中仍包含各类污染物质,对水质和生态环境造成了较严重损害的问题,阐述煤矿开采下的水资源污染现状,分析改善水资源污染的治理工艺,讨论污水治理工艺的应用效果,以期促进煤矿开采实现可持续发展。

我国煤矿矿井水处理用于生活用水的现状和建议

针对当前煤矿生产中水污染和水资源短缺的问题,分析了煤矿矿井水的不同类型,总结针对不同类型矿井水的处理技术,提出矿井水处理用于生活用水的建议,阐明相关处理技术发展趋势,促进资源合理利用及煤矿行业绿色发展。

西湾露天煤矿剥采边帮涌水超前治理技术研究与应用

为有效治理露天煤矿剥采面临的边帮涌水水害问题,以西湾露天煤矿边帮涌水治理为工程背景,通过抽水试验法和瞬变电磁法确定风化基岩和烧变岩地层为受注地层;利用钻孔电视成像仪对治理地层裂隙发育情况进行了探查,根据裂隙发育特征和露天煤矿爆破剥采方式综合确定了帷幕墙设计参数和超前预注浆施工工艺。结果表明:超前注浆治理工程实施后,受注地层透水率降为1.95~6.11 Lu,对应渗透系数小于0.0001 cm/s,矿坑东侧抽排水量基本稳定在10884 m^(3)/d,治理范围内仅1处出水点较前期堵水阶段减水率达92.12%,说明超前预注浆治理技术构建帷幕墙能够大幅增加浆液留存率,可对裂隙进行有效充填,阻隔地下水在边帮涌出。

煤矿矿井水处理存在问题及对策

近年来,随着科技的发展,我们在探索高悬浮物、高铁锰、高矿化度等矿井水的有效治理,并在井底管理、就地复用、智能化管理等领域获得了显著的成果。然而,由于目前的技术水平仍然较低,回用率也较低,因此,为提升煤矿矿井水的可持续发挥,有必要加强与企业的协作,积极推广先进的技术,建立完善的科学管理机制,提高矿井水问题处理的效率,从而实现煤矿矿井水的可持续利用。改善煤矿矿井水的使用效果并加强相关的科学研究,已成为当前煤矿矿井水处理问题的重要目标。

关闭煤矿高位采空积水综合治理技术研究与应用——以小溪沟煤矿为例

针对小溪沟煤矿东翼受相邻关闭煤矿高位采空积水威胁,且关闭煤矿开采技术资料不准的问题,采用地面瞬变电磁法核查了关闭煤矿采空积水情况,对积水影响区防隔水煤柱进行了重新设计,提出通过施工专用放水巷和放水钻孔疏排关闭煤矿采空积水的水害治理技术方案。治水工程实施后,相邻关闭煤矿高位采空积水被完全疏干,东翼积水影响区资源得以安全回采,水灾防控成本仅为7.8元/t,经济效益显著。

矿井水处理工程存在的问题及对策研究

为解决煤矿矿井水处理工程存在的主要问题,例如调节池设置不合理、消毒系统不规范、净水器运行水平较差、污泥脱水效果有待提升等,本文对矿井水处理工艺流程进行研究,提出具体解决对策,以期为相关人员提供参考。

高矿化度矿井水井下利用处理实验与工艺研究

基于九龙矿井田水文地质条件,提出将高矿化度矿井水经处理后井下利用,以解决高矿化度矿井水外排问题。根据拟定的矿井水回用水质指标,采用“混凝+沉淀+超滤”工艺对矿井水进行处理实验,结果表明,超滤出水水质指标满足矿井水回用主要水质指标要求。结合该矿现有矿井水处理工艺,提出矿井水井下回用深度处理采用“超滤+消毒”工艺,以满足矿井水井下利用水质指标要求。该深度处理工艺投资省、效果好,可为相关高矿化度矿井水煤矿提供借鉴。

生态环保视域下煤矿区水环境污染治理技术研究

煤矿开采给社会带来经济效益的同时对其周边水环境也造成严重破坏,为改善此问题,提出针对性的污染治理技术。首先,通过矿井水成分划分污染类型,利用水动力—化学—生物耦合策略明确水环境污染成因;然后,分析煤矿区水环境总容量,计算二维浅水水流与对流—扩散方程的守恒公式,使用过程线趋势差值法获取水环境污染通量,呈现煤矿区水环境污染水平;最后,就待治理区域实际情况,设计物理处理、水动力控制、原位处理与抽出处理4种技术,实现高质量水环境污染整治目标。实验分析表明,所提技术能有效改善煤矿区整体水质,具备极强的适用性与可靠性。

煤矿矿井水深度处理工艺设计要点

以位于山西大同地区的某煤矿为例,对煤矿矿井水水质情况进行检测的基础上提出预沉淀调节池+一体化净水器+锰砂过滤器+超滤、反渗透+二氧化氯ClO_(2)消毒净化工艺,并对该工艺的具体应用、参数设计及运行成本、运行效果等进行分析探讨,经过处理后的矿井水水质完全满足规范要求,并成功应用于矿井设备加水降温等生产用途和日常洗浴等生活之用,体现出十分显著的社会效益和经济效益。

一种煤专水冷却电动机水道结构设计及防锈处理

针对煤矿专用隔爆型三相异步电动机在带载运行时容易发热超标的问题,总结了以往的设计经验,优化了水冷结构设计,有效地平衡、散发电动机发热量,确保煤矿井下用电动机的安全可靠运行。以YBSS矿用输送机用隔爆型三相异步电动机、YBC采煤机截割部用隔爆型三相异步电动机为研究对象,对其机壳水路进行了结构优化设计,通过最终产品型式试验,对产品进行设计验证,温升不超80 K。

煤矿节能环保水循环利用体系的构建研究

煤矿开采中会用到大量的水资源,同时也会对地表水或地下水产生一定的污染。为了进一步提高对水资源的利用率,煤矿企业需要科学合理地治理污水,并构建节能环保水循环利用体系。主要分析了煤矿污水处理的现状和煤矿开采的水污染类型,在此基础上提出构建煤矿节能环保水循环利用体系的具体措施,为煤矿节能环保提供一定的参考。

煤炭矿井水处理利用技术进展

针对矿井水特点 ,对现代煤炭矿井水处理利用技术中的悬浮物处理、高矿化度矿井水处理和酸性矿井水的处理技术 。

酸性矿井水治理方案灰局势决策择优法

简述了适用于煤矿高矿化度及酸性矿井水处理方法,介绍了用灰局势决策治理酸性矿井水的择优问题,并将其结果与作者曾提出过的用多目标模糊决策法作了比较。

我国煤矿区水环境现状及矿井水处理利用研究进展

煤炭长期占据我国能源消费结构的主体地位,因煤矿建设、开采、洗选、加工、废旧煤窑和矿井关闭等引发矿区一系列水环境问题尤为突出。国家大力支持“煤炭革命”,煤炭安全绿色开采成为新时代的主题,环保部门越发重视煤矿区的水环境问题。分析研究了我国煤矿矿区现阶段的水环境现状,针对不同矿区、不同矿井水类型,从矿井水污染模式和类型、含水岩组结构破坏、水资源流失、矿区土壤重金属富集和废弃矿井水位回升诱发的环境地质问题出发,总结我国煤矿区水环境研究现状、技术水平和未来发展趋势,并以矿井水处理为重点,分析归纳了洁净矿井水(物理法)、含悬浮物矿井水(混凝和超磁分离法)、高矿化度矿井水(蒸馏、离子交换和膜分离法)、酸性矿井水(物理、化学和生物法)、特殊组分矿井水(絮凝沉淀和离子交换法)和矿井水回灌(深层回灌)的水质特点、处理工艺和优缺点,并指明了未来的研究方向。根据煤矿区矿井水资源化利用现状,提出矿井水用于工农业生产、生活和特殊组分的矿井水资源化利用的优势和局限,针对特殊组分的矿井水提出了矿井水资源化利用的技术体系和理论框架,为进一步丰富和完善矿区水资源利用提供技术支撑。最后,针对矿井水资源化利用过程中的问题提出了“阻断、减量和保护”三原则,并对未来我国煤矿区环境现状和矿井水处理利用进行了展望。

巴拉素井田煤层富水机理与注浆堵水技术

陕北侏罗纪煤田榆横矿区(北区)是我国重要的煤炭生产基地,区内大型矿井分布较多,煤层埋藏相对较深,在采掘过程中发现有富水煤层问题。为研究区内煤层富水机理及采掘过程中的水害问题,以巴拉素煤矿2号富水煤层注浆堵水治理工程为例,通过对水文地质条件和地下含水层之间水力联系情况分析,查明了区内各含水层水文地质特征及类型,确定了2号煤层水为立井井筒过煤层段的主要充水水源,并提出了富水煤层注浆治理保障新技术。通过抽水试验、水化学测试,发现区内地下水含水层主要为第四系松散层潜水含水层、白垩系下统洛河组孔隙-裂隙含水层、侏罗系中统直罗组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤顶板延安组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤层含水层等。第四系松散潜水含水层和白垩系洛河组孔隙裂隙含水层之间水力联系密切,其他含水层之间均未发现水力联系。根据现场实际及多次实践,确定以“引流注浆、帷幕封堵”为总体思路,运用“井下打钻,地面拌浆,管道输送,高压灌注”的方法,完成2号煤层富水区段的封堵。研究及实践结果表明:通过多种材料结合、钻探注浆等组合工艺实施后,在副立井井筒马头门煤层揭露区段及待掘巷道周围形成了有效的止水帷幕,将掘进巷道与富水煤层隔开,最大程度地减小井筒涌水量,超出预期目标完成注浆堵水任务,副立井井筒总涌水量由最初的150 m 3 /h(最高200 m 3 /h)衰减至竣工时的11 m 3 /h,注浆堵水率约为93%,实现了对富水煤层大量出水有效封堵的目的。