A. 礦坑涌水量及預測內容和要求
礦坑(井)涌水量是指礦山開拓與開采過程中,單位時間內湧入礦坑(包括井、巷和開采系統)的水量(常用單位為m3/d、m3/h、m3/min)。它是確定礦床水文地質條件復雜程度的重要指標之一,關繫到礦山的生產安全與成本,對礦床的經濟技術評價有很大的影響,也是開采設計部門選擇開采方案、制定疏干措施、確定排水設備及其生產能力的主要依據。因此,正確預測未來礦坑涌水量,是礦床水文地質勘查的主要任務之一。
礦坑涌水量預測內容與要求包括以下4個方面:
1)礦坑正常涌水量:通常是指平水年(或平水期)開采系統達到某一標高(水平或中段)時,正常狀態下保持相對穩定時的總涌水量。
2)礦坑最大涌水量:是指豐水年雨季開采系統的最大涌水量。
3)開拓井巷涌水量:指包括井筒(立井、斜井)和巷道(平硐、平巷、斜巷、石門)在開拓過程中的涌水量。
4)疏干工程的排水量:指在規定的疏干時間內,將水位降到某一規定標高時所需的疏干排水強度(疏幹流量)。
對於地質勘探階段來說,主要是進行評價性的計算,以預測礦坑正常狀態下的最大涌水量為主,至於開拓井巷的涌水量預測,一般由礦山基建部門負責,而專門性疏干工程的排水量計算,則由礦山生產部門或礦山基建部門承擔。本章主要介紹地質勘探階段礦坑涌水量預測的原理和方法。
為了正確預測礦坑涌水量,要求必須遵循的基本原則是:查清水文地質條件,計算參數要有代表性,正確選擇計算方法和數學模型。
B. 隧道滲水量標準是什麼涌水,漏水和滲水還是大水、中水、小水怎麼區分的是不是每秒水流量多少
涌水,漏水和滲水還是大水、中水、小水都是一個大概的說法。沒有一個專門的標准。滲水量最科學的依據就是用單位時間水流量來表示。水量特別大時,比如說涌水,就用每秒流量表示。漏水的就用每分鍾流量表示。滲水時因為水量較小無法用分、秒計算,統計是就用小時或天來計算。36年專家團隊專做疑難堵漏補強,張老爺子願和網友交流分享防水堵漏補強經驗。
C. 礦井最小、最大和正常涌水量
可以利用達西定律,
或是水動態均衡法
和
類比法來計算。
D. 礦井涌水量預測的步驟和方法
礦井涌水量預測是一項貫穿礦床水文地質勘探全過程的工作。一個正確的預測方案的建立,是隨著對礦床水文地質條件認識的不斷深化而逐漸形成的,在一般情況下,有3個基本步驟:
2.1.2.1建立預測礦坑涌水量的水文地質模型
水文地質模型的建立有3個要點:①概化已知狀態下礦區的水文地質條件;②給出未來開采礦坑的內邊界條件;③預測未來開采條件下的外邊界條件。
由於數學模型的作用是對地質模型進行「逼真」,因此,隨著數學模型研究的迅速發展,對水文地質模型的要求越來越高。目前,對於復雜大水礦床來說,一個可行的水文地質模型的建立,必須貫穿整個勘探過程,並大致經歷3個階段。即:第一階段(初勘階段),通過初勘所獲資料,對礦床水文地質條件進行概化,提出水文地質模型的「雛型」,可作為大型抽(放)水試驗設計的依據;第二階段(詳勘階段),根據勘探工程提供的各種信息資料,特別是大型抽(放)水試驗的資料,完成對水文地質模型「雛型」的調整,建立水文地質模型的「校正型」;第三階段,在水文地質模型「校正型」的基礎上,根據開采方案(即已知疏干工程的內邊界條件)預測未來開采條件下的外邊界的變化規律,建立水文地質模型的「預測型」。
模型的預測在礦床水文地質計算中是一個高難度的工作。因為無論從含水層的內部結構到邊界條件都是待定的,尤其是礦坑涌水量計算常常要求作大降深的下推預測,這給模型的預測增加了難度。由於目前還不能對各種開采條件下含水層結構的破壞程度和參數的變化進行預測,因此,只能以水文地質模型「校正型」為依據,根據勘探工程提供的各種信息資料,在已知內邊界的條件下,預測未來開采條件下外邊界的變化規律,來建立水文地質模型的「預測型」。
由此可見,礦坑涌水量的預測問題,實際上是一個不同階段的水文地質模型的精度問題。對於一般水文地質條件(非大水)礦床,則依據各勘探階段的勘探、試驗、長期觀測資料和開采方案,建立相應精度的水文地質模型和數學模型,來完成該階段的礦坑涌水量預測。
2.1.2.2選擇計算方法
礦井涌水量的正確評價是礦井水文地質工作的重要任務。不同的礦井,礦井充水條件差別很大,影響礦井涌水量的因素變化很大。不同礦井進行的水文地質勘察精度不同,擁有的水文地質資料的詳細程度不同。因此,很難有單一的礦井涌水量預測方法直接套用。
根據不同的地質與水文地質條件,最大限度地利用礦井所擁有的相關資料,較為准確地預測礦井涌水量,需要研究和選擇不同的礦井涌水量預測方法。其中最常見的礦井涌水量預測方法有水文地質比擬法、Q-S曲線方程法、相關分析法、解析法、數值法和水均衡法等。不同的礦井涌水量預測方法都有其適用條件。針對某個具體礦井選擇什麼樣的計算方法,要視具體的水文地質條件及其所擁有的水文地質資料而定。在條件允許的情況下,對於一個礦井可採用不同的方法進行礦井涌水量預測,進而通過比較和綜合分析選擇較為准確的礦井涌水量。
2.1.2.3解數學模型,評價預測結果
應該指出,不能把數學模型的解算僅僅看作是一個單純的數學運算,而應該看作是對水文地質模型和數學模型進行全面驗證識別的過程。因此說,數學模型的解算,也是對礦床水文地質條件作進一步深化認識的過程,即從定性到定量的認識過程。
不同的預測方法,數學模型的復雜程度不同,求解的方法也不同,應根據預測方法選擇適合的解法,並對預測結果進行評價。
E. 煤礦礦井水處理中煤泥量怎麼測算
一、 概述
煤炭在我國能源結構中佔70%以上,煤炭開采過程中排放大量廢水,若不經處理直接排放,勢必對環境造成嚴重污染,同時造成水資源的大量浪費,無法實現循環經濟的目標。據統計我國40%的礦區嚴重缺水,已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處於山區,水資源更為缺乏,地表水又多為間歇性河流,枯洪水季節流量相當懸殊,常年流量稀釋能力差,排入河流的污水造成嚴重污染。因此,開發、管理、利用好煤礦水資源,對煤炭工業可持續發展具有重要意義。
1、煤廢水污染嚴重
據包括10多位院士在內的專家學者鑒定通過的一項課題研究表明,山西每年挖5億噸煤,使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼籲,應當從技術、人才、資金投入和經營機制等多方面解決這一世紀難題,幫助山西省等煤炭主產區擺脫「產煤致旱、因煤致渴」的困擾。
這項關於山西省煤炭產業可持續發展的研究表明,山西省採煤造成嚴重的水資源破壞,加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明,山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤,使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃工程的總引水量。因此,這對於山西這個人均水資源量僅佔全國平均水平不到五分之一的地區來說是個非常嚴重的問題。
目前,由於煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據統計,山西採煤對水資源的破壞面積已達20352平方公里,佔全省總面積的13%。山西省大部分農村人畜吃水靠煤系裂隙水,而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據統計,全省由於採煤排水引起礦區水位下降,導致泉水流量下降或斷流,使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。
2、煤炭採掘業廢水治理技術問題
99%的採煤項目廢水沒有進行治理,從主觀上應該說是環保監管不力。從客觀上說是我們環保部門對採煤項目廢水治理技術持謹慎態度。採煤廢水治理技術多如牛毛,那種技術最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低,一直是我們環保部門在尋求的。由於採煤廢水復雜多變,在同一礦井廢水中,同時含有鐵、錳等重金屬,硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物,有的礦井廢水呈弱酸性(如織金縣珠藏、鳳凰山等),再就是即使是同一礦井,所采層不同,廢水性質也不同,甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術只能有效處理某一污染物,不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理,這就是採煤廢水治理在技術上的難點。有的業主自行修了一兩個池子,把礦井廢水往池子一放,就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單,可能連懸浮物也處理不了,金屬和非金屬就更不可能處理了。
3、煤礦廢水處理要求
1.1煤礦廢水包括礦井涌水、煤場和矸石場淋溶廢水等。在進行處理前,應先委託地區環境監測站進行監測,以監測資料作為廢水處理工程設計的依據。DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備是目前經實踐證明的實用技術,50萬噸以下、小時涌水量50m3以下的煤礦可採用此技術和設備。對於酸性煤礦廢水還需新增設備和葯劑。煤礦廢水經處理達標後盡可能循環使用,循環使用率不低於50%,經處理後排放的廢水列為總量控制指標進行考核。
1.2新建煤礦必須執行「三同時」規定,試產三個月必須申請地區環保局驗收,驗收達標的發給排污許可證,不達標的停產治理。
1.3原有煤礦分期分批進行治理,2005年50%左右的原有煤礦治理完工並通過達標驗收。列入家2005年治理計劃的煤礦不治理的,依法予以處罰;治理不達標的,停產治理。治理計劃由各縣市環保局商煤炭局提出,報地區環保局綜合平衡後以治理計劃下達執行。
表1 某A煤礦廢水處理監測結果 單位:mg/l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標倍數(倍) 處理後
濃度 比排放標准低(%) 懸浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 鐵 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 錳 2 0.13 未超標 0.1 —
表2某B煤礦廢水處理監測結果單位:mg/ l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標 倍數 (倍) 處理後
濃度 比排放標准低(%) 懸浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 鐵 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 錳 2 0.37 未超標 0.18 — 1.4、煤礦廢水中鐵含量高,如濃度大於100mg/l,其處理設備投資和運行費用將要增加。因為鐵含量過高,要達到1mg/l的排放標准,一級除鐵是不行的,必須三至四級除鐵。
1.5、酸度高的煤礦廢水應使達標(6~9)。
1.6、煤礦要對煤場、矸石場進行硬化處理,建導流溝,把因大氣降水產生的這一部分淋溶水引入廢水處理系統進行處理。
1.7、 預防事故和自然因素引起的非正常排放
為預防因降暴雨致使廢水次理池溢流,工程設計必須考慮廢水處理池有足夠的容積。為防止事故性排放,必須建事故調節池。四、煤礦生活廢水處理要求洗煤廠和煤礦生活廢水處理採用深圳開發研製的微型生活廢水處理裝置進行處理。生活廢水經處理達標後可排放。五、煤礦廢水治理技術選用
實踐證明是可行的 DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備可選用。未經試點的技術只能試點,不能推廣。經試點並由A地區環境監測站監測、提出監測報告,從治理效果、投資、運行費用等全面評價後由地區環保局決定是否推廣。
二、廢水主要處理技術
我國煤礦礦井水處理技術起始於上世紀70年代末,大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當今污水治理發展的必然趨勢,將防治污染和回用結合起來,既可緩解水源供需矛盾,又可減輕地表水體受到污染。現國內使用的處理技術主要有:沉澱、混凝沉澱、混凝沉澱過濾等。處理後直接排放的礦井水,通常採用沉澱或混凝沉澱處理技術;處理後作為生產用水或其它用水的,通常採用混凝沉澱過濾處理技術;處理後作為生活用水,過濾後必須再經過除酚等對人體有害物質及消毒處理;有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ,處理後作為生活飲用水還必須在凈化後再經過淡化處理。三、礦井水處理回用的條件
1、礦井廢水的產生及特點
煤礦礦井廢水包括:煤炭開采過程中地下地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水,井下採煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此,它既具有地下水特徵,但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決於成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分,其中井田水文地質條件及充水因素對於礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此,對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。某礦區M煤礦礦井廢水水質取礦井正常排水時井口水樣,結果見表1。
M煤礦礦井廢水污染物監測表
表1 單位:mg/L
序號 監測項目 日均值濃度范圍 序號 監測項目 日均值濃度范圍 1 肉眼可見物 微粒懸浮物 9 總氮 5.600~5.854 2 PH值 8.41~8.55 10 砷(ng/L) 3.4~5.2 3 CODcr 66.4~131.7 11 總磷 0.085~0.104 4 硫化物 1.09~1.67 12 糞大腸菌 260~393 5 懸浮物 360~500 13 銅 0.0207~0.0294 6 酚 0.006~0.051 14 鉛 -- 7 BOD5 14.10~24.73 15 鎘 -- 8 LAS 0.198~0.220 16 鋅 0.0381~0.0407
通過網路調查和資料查找,收集了多年來某礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料,以及環境監測站監測數據(表1)綜合分析,該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物,有機物略有超標,糞大腸菌群超標,揮發酚超標。
2、礦井廢水回用途徑
煤礦礦井水處理後可作生產用水或生活用水,礦井生產用水主要是井下採掘設備液壓用水、消防降塵灑水,生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理後用於飲用水。水質標准分別為:
a、防塵灑水《煤礦工業礦井設計規范》(GB50215-94)
SS≤150mg/L,粒徑d<0.3mm;PH值為6~9;大腸菌群≤3個/L。
b、空壓機、液壓支柱用水水質SS≤10~200mg/L,粒徑d <0.15mm;硬度(碳酸鹽)2~7mg/L;pH值為6.5~9;濁度<20。
c、礦井洗浴水水質達到《地表水環境質量標准》(GB3838-2002)的Ⅲ類水體標准。
d、中水水質達到《生活雜用水水質標准》(CJ/T 48-1999)。
5、生活飲用水達到《生活飲用水衛生標准》(GB5749-85)。
四、處理工藝
從上表可知,M煤礦礦井廢水處理工程的設計處理能力為800~1000m3/d,處理後作為生產和生活用水,採用混凝反應、過濾、活性炭吸附及消毒工藝,流程見圖1。
圖1礦井廢水處理工藝流程
礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池,部分用於黃泥灌漿,其餘廢水自流進入曝氣池,氣浮除油後進入斜板沉澱池進行初步沉澱,由提升泵提升進入混凝沉澱設備,同時加入混凝劑,經過斜管沉澱後,將絮狀物沉澱到底部而被去除,清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐,出水自流進入清水池,清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池,上清液自流進入曝氣池,以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水,則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理後流入清水池用作生活用水。
五、主要處理單元
1、預沉池曝氣
礦井廢水中含有少量的有機物,通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外,井下液壓支柱等設備產生少量油類,通過氣浮除油,使廢水中油類達標。
2、混凝沉澱
煤礦礦井水主要污染物為懸浮物,處理懸浮物主要採用混凝沉澱法,用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑,混凝劑混合方式採用管道混合器混合。混凝沉澱裝置採用倒喇叭口作為反應區,水流在反應區中流速逐漸降低,使廢水和混凝劑葯液的反應在反應器中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區後開始形成混凝狀物質,經過布水區進入斜管填料,由於斜管填料採用PVC六角峰窩狀填料,利用多層多格淺層沉澱,提高了沉澱效率。將絮狀物沉澱到底部而被去除,清水從上部溢流排出。
3、砂濾凈化
礦井廢水經混凝沉澱後,水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體,利用砂濾設備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內部空隙中,它是混凝沉澱裝置的後處理過程,同時也是活性炭吸附深度處理過程的預處理。砂濾罐為重力式無閥濾池,採用自動虹吸原理達到反沖洗,不需要人工單獨管理,操作簡便,管理和維護方便。砂濾罐通常採用不同等級的石英砂多層濾料。
4、活性炭吸附
該煤礦礦井廢水主要含有揮發酚,酚類屬於高毒物質,它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內,低濃度可使細胞蛋白變性,高濃度可使蛋白質沉澱。長期飲用被酚污染的水源,會引起蛋白質變性和凝固,引起頭暈、出疹、貧血及各種神經症狀,甚至中毒。處理中水用作生活飲用水,必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800~2000m2/g,具有很強的吸附能力。該裝置採用連續式固定床吸附操作方式,活性炭吸附劑總厚度達3.5m,廢水從上向下過濾,過濾速度在4~15m/h,接觸時間一般不大於30~60min。隨著運行時間的推移,活性炭吸附了大量的吸附質,達到飽和喪失吸附能力,活性炭需更換或再生。
5、消毒
廢水中含有一定的病菌、大腸菌群,處理後回用於洗浴時,若不經過消毒,對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理後作為生活用水必須經過消毒處理,本工藝採用二氧化氯消毒,現場用鹽酸和氯酸鈉反應產生二氧化氯,二氧化氯無毒、穩定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。
六、處理工藝特點
1、以上可知A煤礦礦井廢水處理工程是根據礦井水水質特點確定工藝技術參數,採用一次提升到混凝沉澱裝置,再自流進入後續各處理構築物,出水水質穩定可靠,動力設備較少,能耗較低。
2、採用混凝沉澱裝置與砂濾罐相結合的工藝技術,主要處理構築物採用組合式鋼結構,具有佔地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運行成本低等特點。砂濾罐設計採用重力式無閥濾池,反沖洗完全自動,操作管理方便。
3、該煤礦礦井廢水處理系統實現了自動加葯、自動反沖洗的全過程監控,包括電控系統、上位監控系統和儀表檢測系統。儀表檢測系統包括加葯流量、處理流量 、水池液位和加葯箱液位、進水和出水濁度等連續自動檢測。
F. 什麼是礦坑涌水量
礦山在開拓及開采過程中,單位時間內流入礦坑的水量。
G. 單位涌水量與礦井涌水量怎樣換算的
礦井絕對涌水量是單位時間內流入礦井的水量單位是立方米/小時;
相對涌水量是礦井每采一噸煤的涌水量,單位是立方米/噸。
礦井涌水量:
流入礦井巷道內的地表水、裂隙水、老窯水、岩溶水等的總量。礦井涌水量的大小常用每小時或每分鍾的流量表示。礦井涌水量是煤礦開發的一個重要技術條件。地質勘探工作區應查明水文地質條件和預計開采礦井的涌水量,以便在建井和生產時採取相應的流、排、堵、防等措施。
單位涌水量:
抽水試驗時井孔內水位每下降一米時的涌水量。它是對比含水層出水能力大小的重要指標。單位涌水量的單位為L/(s·m)。
H. 隧道涌水的判斷標準是什麼怎樣確定隧道涌水的危險性
合同上面一般有規定,每公里每分鍾出水某一個值以上就算是涌水了
I. 礦坑涌水量預測的方法、步驟
可利用表10-1中所列的各種地下水資源評價方法進行礦坑涌水量。計算步驟如下:
1)建立符合客觀實際的水文地質模型。主要工作包括:概化已知狀態下礦區的水文地質條件,給出未來開采礦坑的內邊界條件,預測未來開采條件下的外邊界條件。
2)選擇合適的計算方法,建立正確的數學模型。目前常用的計算方法有類比外推法(水文地質比擬法、Q-S曲線法)、相關分析法、水均衡法、解析法、數值法等。
3)計算、評價預測。按要求進行有關計算評價和預測。
最後指出,實質上,如果將礦井排水視為供水「大井」在開採取水,則進入礦山井巷的預測涌水量,也就相當於對供水井或水源地進行的地下水資源可開采量的計算和評價,兩者應用的計算預測或評價方法基本上是相同的。只是因具體目的任務不同、條件不同,在應用原則、觀點和具體處理上有所區別而已。因此,本章僅就在礦坑涌水量預測中應用較多的類比外推法、解析法、水均衡法等方法在礦坑涌水量預測中的應用條件、特點和與供水有區別之處加以介紹。而其他方法(如數值法、相關分析法等),與供水水文地質基本相同,不再贅述。
J. 什麼叫礦井涌水礦井涌水的形式有哪幾類
例如,礦井挖掘遇到了地下水或暗河,這些水突然地、大量地涌進礦井,遠遠超過了礦井抽水機的抽水能力,就會迅速淹沒礦井,困住礦工,形成可怕的礦難。