高矿化度矿井水井下循环利用水质指标研究

高矿化度矿井水的排放影响着矿区周边生态环境，为提高高矿化度矿井水的利用量，降低对环境的风险，介绍了九龙矿基于国内高矿化度矿井水处理利用技术现状，选择将高矿化度矿井水深度处理后，回用于井下生产和回灌井下含水层，实现高矿化度矿井水的零排放的案例。以该矿地下水水质为基础，结合《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中Ⅲ类水质要求，确定该矿高矿化度矿井水井下循环利用水质指标，指导深度处理工艺选择，促进煤矿向绿色矿山、绿色生产方式的转变，为其他同类矿山提供借鉴。     

灵新煤矿高矿化度矿井水井下分级处理技术研究

根据灵新煤矿矿井水水文地质条件、涌水量和涌水水质资料等综合考虑,对灵新煤矿高矿化度矿井水提出了井下分级处理技术和浓盐水封存技术,改变了在地面建设传统的矿井水处理模式,有效的实现了"地面清水零入井、井下污水零升井"的双零目标,节约了地面生活水,保护了地下水资源,有效保障了矿区的可持续发展,为矿井水的处理利用技术开辟了新的技术途径。     

我国煤矿矿井水处理技术现状与展望

系统梳理了我国煤矿矿井水的处理技术现状,对高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和含特殊组分矿井水的常用处理技术进行了对比分析。近年来高矿化度和含特殊组分矿井水逐年增多,相关水质标准大幅提高,给煤矿矿井水处理提出了更高的要求。为了适应新形势,煤矿矿井水处理技术应通过科技创新,实现矿井水大规模低成本处理,支撑矿井水高效利用,一是要大力发展井下处理技术,利用井下空间和岩体自然净化优势大幅降低矿井水处理成本,并实现矿井水大规模调配与利用;二是要因地制宜利用西部矿区丰富的太阳能、地热等新能源以及火电厂余热等,驱动低温多效蒸发、膜蒸馏等处理技术,可大幅降低处理能耗;三是要通过对相关标准体系的完善,促进矿井水处理实现"分级处理、分质利用"。     

银星一号煤矿矿井水处理技术与综合利用

针对宁夏银星一号煤矿高矿化度矿井水的处理与综合利用问题,在梳理矿井开发利用现状、矿井充水水源及涌水量动态特征的基础上,评价了矿井水作为长期供水水源的潜力;结合矿井水处理现状,分析了矿井废水的主要来源是矿井涌水、生活污水和选煤厂煤泥水,介绍了矿井两级预处理+深度处理技术工艺流程;从矿井水利用方案、地下水污染控制及监测措施、综合利用效果分析3个方面对矿井水分类、分质回用的系统性解决方案进行了研究。结果表明,银星一号煤矿采用的矿井水处理技术及综合利用方案基本实现零排放,能够对矿井水全部综合利用和高效利用,可以为宁东矿区矿井水处理与综合利用提供借鉴。     

济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究

基于目前国内矿井水处理技术现状,探索把矿井水资源化利用作为一个系统工程,集成嵌入到煤炭生产过程,作为煤炭开采的必然行为同时进行系统的设计和规划,实现煤炭资源与水资源的同步开采模式。研究实施了矿井水处理系统的信息化管理、矿井水井下处理就地复用及自动化监测和控制、井下突水工作面矿井水的有效分流与处理等关键技术,以及电吸附除盐技术在煤矿高矿化度矿井水处理中的推广应用,为矿井水资源化利用提供有效的途径和技术支持。     

煤矿矿井水井下处理新技术及工程应用

针对传统矿井水处理技术存在的基建投资大、运行费用高等问题,对近年来我国矿井水井下处理新技术,包括采空区处理矿井水技术、矿井水井下处理系统专利技术、高矿化度矿井水反渗透技术、超磁分离水体净化技术、压力式气水相互冲洗滤池矿井水处理技术的特点及工程应用情况进行了全面阐述。在此基础上提出,针对煤矿井下空间环境的特殊性和开采工作面的多变性,研究开发模块化、可移动及可拆卸组装的矿井水井下处理装置,以及采用多种技术耦合,提高矿井水处理效率,是今后发展的趋势和方向。     

谈煤矿井下排水的处理与利用

简述了煤矿井下排水的现状，就高悬浮物矿井排水、酸性矿井排水、高矿化度矿井排水三种典型的井下水的水质和危害性及处理方法作了较为详细的叙述，并介绍了井下排水在煤炭行业的实际应用，根据工程实例说明井下排水回用技术在煤炭系统北方缺水矿区的应用是切实可行的。     

矿井水井下处理、利用的工艺系统

针对我国目前矿井的排供水状况．分析，提出了矿井水井下循环利用的技术方案。对矿井水井下净化处理的工艺技术进行了对比结合兖矿集团南屯煤矿井下水处理系统和井下供水系统改造的具体情况，对矿井水井下处理和利用的经济效益进行了计算和分析。表明建立井下矿井水处理系统，实现矿井水的井下循环利用，技术上可行，经济上合理。     

电化学技术在矿井水处理中的应用与展望

煤矿矿井水作为一类储量丰富的水资源,由于矿化度高等污染原因,矿井水处理后再利用率较低。为了弥补当前矿井水处理工艺的不足,特别是解决高矿化度矿井水处理过程中遇到的药剂污染等问题,电化学方法作为一种环境友好技术,可作为一种主要技术应用于矿井水的处理净化工艺中。基于电絮凝、电吸附及电渗析这3种电化学方法在矿井水处理中的应用实践,结合煤矿矿井水的特点和未来应用需求,提出了以电化学技术为基础的特殊污染物高效定向去除工艺选择方法。为了能够充分利用电化学技术的空间和环保优势,对煤矿地下水库矿井水井下处理的新方法进行了展望。     

矿井水处理技术及其综合应用

文章介绍了当前矿井水处理技术现状,分别指出了高悬浮物矿井水处理新技术、高矿化度矿井水处理技术、矿井水井下处理就地复用技术、矿井水处理自动控制技术的发展情况。根据现有技术,结合凉水井煤矿水文地质类型,介绍了其矿井水处理站的应用及取得的效果,为类似地质条件下矿井水的治理、应用提供了参考。     

An Optimized Combination of Mine Water Control,Treatment, Utilization,and Reinjection for Environmentally Sustainable Mining: A Case Study

This paper presents a case study of an optimized combination of mine water control, treatment, utilization and reinjection to achieve the zero discharge of mine water. Mine water has been considered a hazard and pollution source during underground mining, so most mining enterprises directly discharge mine water to the surface after simple treatment, resulting in a serious waste of water. Moreover, discharging a large amount of mine water can destroy the original groundwater balance and cause serious environmental problems, such as surface subsidence, water resource reduction and contamination, and adverse impacts on biodiversity. The Zhongguan iron mine is in the major groundwater source area of the Hundred Springs of Xingtai, which is an area with a high risk of potential subsidence. To optimize the balance between mining and groundwater resources, a series of engineering measures was adopted by the Zhongguan iron mine to realize mine water control, treatment, utilization, and reinjection. The installation of a closed grout curtain has greatly reduced the water yield of deep stopes in the mine; the effective sealing efficiency reaches 80%. Nanofiltration membrane separation was adopted to treat the highly mineralized mine water; the quality of the produced water meets China’s recommended class II groundwater standard. Low-grade heat energy from the mine water is collected and utilized through a water-source heat pump system. Finally, zero mine water discharge is realized through mine water reinjection. This research provides a beneficial reference for mines with similar geological and hydrogeological conditions to achieve environmentally sustainable mining.

     

煤矿地下水库对矿井水净化机理研究进展

煤矿地下水库对矿井水的净化作用主要在于库内岩体与矿井水发生的水-岩耦合作用。本文系统梳理了煤矿地下水库水-岩耦合作用的研究方法,指出水样水质测试和岩样理化性质表征项目,并通过静态模拟、动态淋滤、循环净化模拟等试验,探索煤矿地下水库对矿井水的净化规律,利用数值模拟获取反应过程中离子的选择性吸附趋势,结合Piper三线图、Gibbs模型和相关性分析等方法揭示水-岩耦合作用机理。论述了煤矿地下水库对矿井水中悬浮物、特征离子和有机物的净化作用和研究进展,研究表明,煤矿地下水库对矿井水具有一定的净化效果,其中对特征离子的净化主要与溶滤和吸附作用相关;提出了未来煤矿地下水库净化技术的3个研究方向：(1)基于水-岩耦合净化作用的井下矿井水大规模低成本处理技术;(2)耦合多种水处理技术的煤矿地下水库“三位一体”水质控制技术;(3)浓盐废水井下存储及资源化利用技术。     

Hydrologic Impacts of Multiple Seam Underground and Surface Mining: A Northern Appalachia Example

An underground mine complex overlain by extensive surface mining in north-central Pennsylvania is drained principally by one discrete discharge point at which the flow rate (median of 2,167 L/min) increased significantly (67%) above background (median of 1,317 L/min) during a 3 year period. The source of this major discharge rate increase and other unusual hydrologic characteristics were investigated. Subsequent to background monitoring, about 440 ha of surface mining and reclamation (85% of the recharge area) occurred on numerous seams overlying the underground mines, which induced greatly increased infiltration rates. A direct correlation was observed between the surface mined area and increased recharge to the underlying deep mines. Atypically, in-mine storage does not exist to any substantial degree in the basal Lower Kittanning underground mine from which the main discharge emanates. The overlying Middle Kittanning mine is the main storage unit for mine water. The Middle Kittanning mine behaves like a perched aquifer system because of the moderate vertical hydraulic conductivity (a median rate of 1.0 × 10⁻⁷ m/s) of the thin (mean of 11.7 m) clay-rich shale and siltstone interburden and local structural features. During periods of low recharge, pool levels decline to a point where most of the mine water flowing downward from the Middle Kittanning mine to the underlying Lower Kittanning mine is diffuse in nature. The discharge rate is consistently in a narrow range of 1,745–2,381 L/min about a median of 2,040 L/min. When surface infiltration rates are high, the mine pool levels rise, and a portion of the recharge from the Middle Kittanning mine to the lower seam mine is apparently more channelized, flowing through the backfill over the buried highwalls and into the underlying Lower Kittanning mine. During these periods, the flow ranges more broadly from 5,725 to over 11,356 L/min, about a median of 8,328 L/min.     

张双楼煤矿矿井水资源化及其综合利用

分析了张双楼煤矿矿区地下水的水资源状态及其补、径、排关系.根据矿区矿井水水质、水量及其矿井水处理、利用过程中存在的问题,按照矿井水“优水优用,减少排放,减少成本”的指导方针对矿井水处理、利用系统进行优化设计.提出了降低矿井水高矿化度经济可行的方案;确定了更能满足矿区要求的混凝剂种类;分析了建立矿井水利用节约型系统的必要性.     

深部矿井水地下调蓄系统研究

针对蒙陕地区深部矿井涌水量大、 污水比例高、 资源化利用率低等问题,研究利用采空区建设地下调蓄系统以稳定矿井涌水量、 净化污水、 降低水处理压力、 提高矿井水利用率.根据煤层埋藏和开采条件,从调蓄系统建设条件和选址原则、 容水量计算、 水质保障、 隔离工程建设条件、 强矿压影响、 安全性保障、 经济和环境效益等角度,对...     

硫化沉淀浮选法处理矿山井下废水研究

采用硫化沉淀浮选法处理矿山井下酸性废水 ,结果表明 ,硫化沉淀浮选对废水中铅、铜等离子有很高的去除率 ,废水经处理后符合矿山选矿用水要求 ,且各项水质指标均达到国家污水综合排放一级标准。铅铜混合浮选精矿中 ,铅、铜品位分别达到 3 1.2 %和 16.4% ,具有极高的资源回收价值。     

水仓清挖系统在煤矿安全生产中的应用与推广

水是地下煤矿开采的五大自然灾害之一,为了确保矿井水的及时排出,设备、电力的正常运行是保障,但水仓的可靠有效蓄水也是一个非常重要的环节。正常生产的矿井每年在汛期前要对水仓进行全面的清挖,同时进行水泵的联合试运行,以确保矿井的防汛抗洪能力。以往的水仓清挖都是人工进行,由于受现场条件的限制,人工清挖时工人的劳动强度及作业环境较差,极大地影响了员工的身心健康。     

Temporal Variations in Water Chemistry at Abandoned Underground Mines Hosted in a Carbonate Environment

Abstract  Closure of Pb-Zn mines in the Iglesias district (SW Sardinia, Italy) caused the cessation of pumping in 1997, and the consequent flooding of underground workings. Deep saline water mixed with the shallow groundwater as the water table rose, increasing salinity. Stratification caused the saline water at depth to settle over a period of three years. At the beginning of rebound, an increase in dissolved Zn, Cd, Pb, and Hg was observed under near-neutral pH conditions. Following peak concentrations, a marked decrease of Zn, Cd, and Hg, and to a lesser extend Pb, occurred. After 7 years of rebound, the concentrations of these metals are relatively low at most mine sites, although the levels are generally still higher than in unmined areas. Nowadays, the highest release of metals to the aquatic system occurs from the weathering of tailings and mine wastes.