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矿坑涌水回用标准

发布时间:2022-01-21 20:45:49

A. 矿坑涌水量及预测内容和要求

矿坑(井)涌水量是指矿山开拓与开采过程中,单位时间内涌入矿坑(包括井、巷和开采系统)的水量(常用单位为m3/d、m3/h、m3/min)。它是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标之一,关系到矿山的生产安全与成本,对矿床的经济技术评价有很大的影响,也是开采设计部门选择开采方案、制定疏干措施、确定排水设备及其生产能力的主要依据。因此,正确预测未来矿坑涌水量,是矿床水文地质勘查的主要任务之一。

矿坑涌水量预测内容与要求包括以下4个方面:

1)矿坑正常涌水量:通常是指平水年(或平水期)开采系统达到某一标高(水平或中段)时,正常状态下保持相对稳定时的总涌水量。

2)矿坑最大涌水量:是指丰水年雨季开采系统的最大涌水量。

3)开拓井巷涌水量:指包括井筒(立井、斜井)和巷道(平硐、平巷、斜巷、石门)在开拓过程中的涌水量。

4)疏干工程的排水量:指在规定的疏干时间内,将水位降到某一规定标高时所需的疏干排水强度(疏干流量)。

对于地质勘探阶段来说,主要是进行评价性的计算,以预测矿坑正常状态下的最大涌水量为主,至于开拓井巷的涌水量预测,一般由矿山基建部门负责,而专门性疏干工程的排水量计算,则由矿山生产部门或矿山基建部门承担。本章主要介绍地质勘探阶段矿坑涌水量预测的原理和方法。

为了正确预测矿坑涌水量,要求必须遵循的基本原则是:查清水文地质条件,计算参数要有代表性,正确选择计算方法和数学模型。

B. 隧道渗水量标准是什么涌水,漏水和渗水还是大水、中水、小水怎么区分的是不是每秒水流量多少

涌水,漏水和渗水还是大水、中水、小水都是一个大概的说法。没有一个专门的标准。渗水量最科学的依据就是用单位时间水流量来表示。水量特别大时,比如说涌水,就用每秒流量表示。漏水的就用每分钟流量表示。渗水时因为水量较小无法用分、秒计算,统计是就用小时或天来计算。36年专家团队专做疑难堵漏补强,张老爷子愿和网友交流分享防水堵漏补强经验。

C. 矿井最小、最大和正常涌水量

可以利用达西定律,

或是水动态均衡法

类比法来计算。

D. 矿井涌水量预测的步骤和方法

矿井涌水量预测是一项贯穿矿床水文地质勘探全过程的工作。一个正确的预测方案的建立,是随着对矿床水文地质条件认识的不断深化而逐渐形成的,在一般情况下,有3个基本步骤:

2.1.2.1建立预测矿坑涌水量的水文地质模型

水文地质模型的建立有3个要点:①概化已知状态下矿区的水文地质条件;②给出未来开采矿坑的内边界条件;③预测未来开采条件下的外边界条件。

由于数学模型的作用是对地质模型进行“逼真”,因此,随着数学模型研究的迅速发展,对水文地质模型的要求越来越高。目前,对于复杂大水矿床来说,一个可行的水文地质模型的建立,必须贯穿整个勘探过程,并大致经历3个阶段。即:第一阶段(初勘阶段),通过初勘所获资料,对矿床水文地质条件进行概化,提出水文地质模型的“雏型”,可作为大型抽(放)水试验设计的依据;第二阶段(详勘阶段),根据勘探工程提供的各种信息资料,特别是大型抽(放)水试验的资料,完成对水文地质模型“雏型”的调整,建立水文地质模型的“校正型”;第三阶段,在水文地质模型“校正型”的基础上,根据开采方案(即已知疏干工程的内边界条件)预测未来开采条件下的外边界的变化规律,建立水文地质模型的“预测型”。

模型的预测在矿床水文地质计算中是一个高难度的工作。因为无论从含水层的内部结构到边界条件都是待定的,尤其是矿坑涌水量计算常常要求作大降深的下推预测,这给模型的预测增加了难度。由于目前还不能对各种开采条件下含水层结构的破坏程度和参数的变化进行预测,因此,只能以水文地质模型“校正型”为依据,根据勘探工程提供的各种信息资料,在已知内边界的条件下,预测未来开采条件下外边界的变化规律,来建立水文地质模型的“预测型”。

由此可见,矿坑涌水量的预测问题,实际上是一个不同阶段的水文地质模型的精度问题。对于一般水文地质条件(非大水)矿床,则依据各勘探阶段的勘探、试验、长期观测资料和开采方案,建立相应精度的水文地质模型和数学模型,来完成该阶段的矿坑涌水量预测。

2.1.2.2选择计算方法

矿井涌水量的正确评价是矿井水文地质工作的重要任务。不同的矿井,矿井充水条件差别很大,影响矿井涌水量的因素变化很大。不同矿井进行的水文地质勘察精度不同,拥有的水文地质资料的详细程度不同。因此,很难有单一的矿井涌水量预测方法直接套用。

根据不同的地质与水文地质条件,最大限度地利用矿井所拥有的相关资料,较为准确地预测矿井涌水量,需要研究和选择不同的矿井涌水量预测方法。其中最常见的矿井涌水量预测方法有水文地质比拟法、Q-S曲线方程法、相关分析法、解析法、数值法和水均衡法等。不同的矿井涌水量预测方法都有其适用条件。针对某个具体矿井选择什么样的计算方法,要视具体的水文地质条件及其所拥有的水文地质资料而定。在条件允许的情况下,对于一个矿井可采用不同的方法进行矿井涌水量预测,进而通过比较和综合分析选择较为准确的矿井涌水量。

2.1.2.3解数学模型,评价预测结果

应该指出,不能把数学模型的解算仅仅看作是一个单纯的数学运算,而应该看作是对水文地质模型和数学模型进行全面验证识别的过程。因此说,数学模型的解算,也是对矿床水文地质条件作进一步深化认识的过程,即从定性到定量的认识过程。

不同的预测方法,数学模型的复杂程度不同,求解的方法也不同,应根据预测方法选择适合的解法,并对预测结果进行评价。

E. 煤矿矿井水处理中煤泥量怎么测算

一、 概述
煤炭在我国能源结构中占70%以上,煤炭开采过程中排放大量废水,若不经处理直接排放,势必对环境造成严重污染,同时造成水资源的大量浪费,无法实现循环经济的目标。据统计我国40%的矿区严重缺水,已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区,水资源更为缺乏,地表水又多为间歇性河流,枯洪水季节流量相当悬殊,常年流量稀释能力差,排入河流的污水造成严重污染。因此,开发、管理、利用好煤矿水资源,对煤炭工业可持续发展具有重要意义。
1、煤废水污染严重

据包括10多位院士在内的专家学者鉴定通过的一项课题研究表明,山西每年挖5亿吨煤,使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄河水入晋工程的总引水量。专家呼吁,应当从技术、人才、资金投入和经营机制等多方面解决这一世纪难题,帮助山西省等煤炭主产区摆脱“产煤致旱、因煤致渴”的困扰。

这项关于山西省煤炭产业可持续发展的研究表明,山西省采煤造成严重的水资源破坏,加剧了水资源短缺问题。这项课题研究表明,山西每挖1吨煤损耗2.48吨的水资源。每年挖5亿吨煤,使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄工程的总引水量。因此,这对于山西这个人均水资源量仅占全国平均水平不到五分之一的地区来说是个非常严重的问题。

目前,由于煤炭开采对地下水系破坏非常严重。据统计,山西采煤对水资源的破坏面积已达20352平方公里,占全省总面积的13%。山西省大部分农村人畜吃水靠煤系裂隙水,而煤矿开采恰好破坏了该层段的含水层。据统计,全省由于采煤排水引起矿区水位下降,导致泉水流量下降或断流,使近600万人及几十万头大牲畜饮水严重困难。

2、煤炭采掘业废水治理技术问题

99%的采煤项目废水没有进行治理,从主观上应该说是环保监管不力。从客观上说是我们环保部门对采煤项目废水治理技术持谨慎态度。采煤废水治理技术多如牛毛,那种技术最适用、工艺最成熟、操作管理最方便、投资最省、运行费用最低,一直是我们环保部门在寻求的。由于采煤废水复杂多变,在同一矿井废水中,同时含有铁、锰等重金属,硫、氟、氯等非金属及有机污染物和悬浮物,有的矿井废水呈弱酸性(如织金县珠藏、凤凰山等),再就是即使是同一矿井,所采层不同,废水性质也不同,甚至是差别很大。这就给煤矿废水治理技术的选用带来很大的困难。通常情况是某一技术只能有效处理某一污染物,不可能把所有超标的污染物都处理好。一个煤矿不可能投入很多资金对污染物进行单项处理,这就是采煤废水治理在技术上的难点。有的业主自行修了一两个池子,把矿井废水往池子一放,就是对废水进行处理了。事实上不是这样简单,可能连悬浮物也处理不了,金属和非金属就更不可能处理了。

3、煤矿废水处理要求

1.1煤矿废水包括矿井涌水、煤场和矸石场淋溶废水等。在进行处理前,应先委托地区环境监测站进行监测,以监测资料作为废水处理工程设计的依据。DFMC煤矿废水治理技术和成套设备是目前经实践证明的实用技术,50万吨以下、小时涌水量50m3以下的煤矿可采用此技术和设备。对于酸性煤矿废水还需新增设备和药剂。煤矿废水经处理达标后尽可能循环使用,循环使用率不低于50%,经处理后排放的废水列为总量控制指标进行考核。

1.2新建煤矿必须执行“三同时”规定,试产三个月必须申请地区环保局验收,验收达标的发给排污许可证,不达标的停产治理。

1.3原有煤矿分期分批进行治理,2005年50%左右的原有煤矿治理完工并通过达标验收。列入家2005年治理计划的煤矿不治理的,依法予以处罚;治理不达标的,停产治理。治理计划由各县市环保局商煤炭局提出,报地区环保局综合平衡后以治理计划下达执行。

表1 某A煤矿废水处理监测结果 单位:mg/l

指标 排放

标准 处理前

浓度 超标倍数(倍) 处理后

浓度 比排放标准低(%) 悬浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 铁 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 锰 2 0.13 未超标 0.1 —

表2某B煤矿废水处理监测结果单位:mg/ l

指标 排放

标准 处理前

浓度 超标 倍数 (倍) 处理后

浓度 比排放标准低(%) 悬浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 铁 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 锰 2 0.37 未超标 0.18 — 1.4、煤矿废水中铁含量高,如浓度大于100mg/l,其处理设备投资和运行费用将要增加。因为铁含量过高,要达到1mg/l的排放标准,一级除铁是不行的,必须三至四级除铁。

1.5、酸度高的煤矿废水应使达标(6~9)。

1.6、煤矿要对煤场、矸石场进行硬化处理,建导流沟,把因大气降水产生的这一部分淋溶水引入废水处理系统进行处理。

1.7、 预防事故和自然因素引起的非正常排放

为预防因降暴雨致使废水次理池溢流,工程设计必须考虑废水处理池有足够的容积。为防止事故性排放,必须建事故调节池。四、煤矿生活废水处理要求洗煤厂和煤矿生活废水处理采用深圳开发研制的微型生活废水处理装置进行处理。生活废水经处理达标后可排放。五、煤矿废水治理技术选用

实践证明是可行的 DFMC煤矿废水治理技术和成套设备可选用。未经试点的技术只能试点,不能推广。经试点并由A地区环境监测站监测、提出监测报告,从治理效果、投资、运行费用等全面评价后由地区环保局决定是否推广。

二、废水主要处理技术

我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末,大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势,将防治污染和回用结合起来,既可缓解水源供需矛盾,又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水,通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术;处理后作为生产用水或其它用水的,通常采用混凝沉淀过滤处理技术;处理后作为生活用水,过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理;有些含悬浮物的矿井水含盐量较高 ,处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。三、矿井水处理回用的条件

1、矿井废水的产生及特点

煤矿矿井废水包括:煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水,井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此,它既具有地下水特征,但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此,对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。某矿区M煤矿矿井废水水质取矿井正常排水时井口水样,结果见表1。

M煤矿矿井废水污染物监测表

表1 单位:mg/L

序号 监测项目 日均值浓度范围 序号 监测项目 日均值浓度范围 1 肉眼可见物 微粒悬浮物 9 总氮 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 总磷 0.085~0.104 4 硫化物 1.09~1.67 12 粪大肠菌 260~393 5 悬浮物 360~500 13 铜 0.0207~0.0294 6 酚 0.006~0.051 14 铅 -- 7 BOD5 14.10~24.73 15 镉 -- 8 LAS 0.198~0.220 16 锌 0.0381~0.0407

通过网络调查和资料查找,收集了多年来某矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料,以及环境监测站监测数据(表1)综合分析,该煤矿矿井废水含煤泥为主要悬浮物,有机物略有超标,粪大肠菌群超标,挥发酚超标。

2、矿井废水回用途径

煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水,矿井生产用水主要是井下采掘设备液压用水、消防降尘洒水,生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。水质标准分别为:

a、防尘洒水《煤矿工业矿井设计规范》(GB50215-94)

SS≤150mg/L,粒径d<0.3mm;PH值为6~9;大肠菌群≤3个/L。

b、空压机、液压支柱用水水质SS≤10~200mg/L,粒径d <0.15mm;硬度(碳酸盐)2~7mg/L;pH值为6.5~9;浊度<20。

c、矿井洗浴水水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅲ类水体标准。

d、中水水质达到《生活杂用水水质标准》(CJ/T 48-1999)。

5、生活饮用水达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)。

四、处理工艺

从上表可知,M煤矿矿井废水处理工程的设计处理能力为800~1000m3/d,处理后作为生产和生活用水,采用混凝反应、过滤、活性炭吸附及消毒工艺,流程见图1。

图1矿井废水处理工艺流程

矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池,部分用于黄泥灌浆,其余废水自流进入曝气池,气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀,由提升泵提升进入混凝沉淀设备,同时加入混凝剂,经过斜管沉淀后,将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐,出水自流进入清水池,清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。砂滤罐的反冲冼水自流进入污泥池,上清液自流进入曝气池,以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水,则砂滤罐出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。

五、主要处理单元

1、预沉池曝气

矿井废水中含有少量的有机物,通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外,井下液压支柱等设备产生少量油类,通过气浮除油,使废水中油类达标。

2、混凝沉淀

煤矿矿井水主要污染物为悬浮物,处理悬浮物主要采用混凝沉淀法,用铝盐或铁盐做混凝剂,混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区,水流在反应区中流速逐渐降低,使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水流出反应区后开始形成混凝状物质,经过布水区进入斜管填料,由于斜管填料采用PVC六角峰窝状填料,利用多层多格浅层沉淀,提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流排出。

3、砂滤净化

矿井废水经混凝沉淀后,水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体,利用砂滤设备将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中,它是混凝沉淀装置的后处理过程,同时也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池,采用自动虹吸原理达到反冲洗,不需要人工单独管理,操作简便,管理和维护方便。砂滤罐通常采用不同等级的石英砂多层滤料。

4、活性炭吸附

该煤矿矿井废水主要含有挥发酚,酚类属于高毒物质,它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内,低浓度可使细胞蛋白变性,高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源,会引起蛋白质变性和凝固,引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状,甚至中毒。处理中水用作生活饮用水,必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800~2000m2/g,具有很强的吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式,活性炭吸附剂总厚度达3.5m,废水从上向下过滤,过滤速度在4~15m/h,接触时间一般不大于30~60min。随着运行时间的推移,活性炭吸附了大量的吸附质,达到饱和丧失吸附能力,活性炭需更换或再生。

5、消毒

废水中含有一定的病菌、大肠菌群,处理后回用于洗浴时,若不经过消毒,对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理,本工艺采用二氧化氯消毒,现场用盐酸和氯酸钠反应产生二氧化氯,二氧化氯无毒、稳定、高效、杀菌能力是氯的5倍以上。

六、处理工艺特点

1、以上可知A煤矿矿井废水处理工程是根据矿井水水质特点确定工艺技术参数,采用一次提升到混凝沉淀装置,再自流进入后续各处理构筑物,出水水质稳定可靠,动力设备较少,能耗较低。

2、采用混凝沉淀装置与砂滤罐相结合的工艺技术,主要处理构筑物采用组合式钢结构,具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。砂滤罐设计采用重力式无阀滤池,反冲洗完全自动,操作管理方便。

3、该煤矿矿井废水处理系统实现了自动加药、自动反冲洗的全过程监控,包括电控系统、上位监控系统和仪表检测系统。仪表检测系统包括加药流量、处理流量 、水池液位和加药箱液位、进水和出水浊度等连续自动检测。

F. 什么是矿坑涌水量

矿山在开拓及开采过程中,单位时间内流入矿坑的水量。

G. 单位涌水量与矿井涌水量怎样换算的

矿井绝对涌水量是单位时间内流入矿井的水量单位是立方米/小时;
相对涌水量是矿井每采一吨煤的涌水量,单位是立方米/吨。

矿井涌水量:
流入矿井巷道内的地表水、裂隙水、老窑水、岩溶水等的总量。矿井涌水量的大小常用每小时或每分钟的流量表示。矿井涌水量是煤矿开发的一个重要技术条件。地质勘探工作区应查明水文地质条件和预计开采矿井的涌水量,以便在建井和生产时采取相应的流、排、堵、防等措施。

单位涌水量:
抽水试验时井孔内水位每下降一米时的涌水量。它是对比含水层出水能力大小的重要指标。单位涌水量的单位为L/(s·m)。

H. 隧道涌水的判断标准是什么怎样确定隧道涌水的危险性

合同上面一般有规定,每公里每分钟出水某一个值以上就算是涌水了

I. 矿坑涌水量预测的方法、步骤

可利用表10-1中所列的各种地下水资源评价方法进行矿坑涌水量。计算步骤如下:

1)建立符合客观实际的水文地质模型。主要工作包括:概化已知状态下矿区的水文地质条件,给出未来开采矿坑的内边界条件,预测未来开采条件下的外边界条件。

2)选择合适的计算方法,建立正确的数学模型。目前常用的计算方法有类比外推法(水文地质比拟法、Q-S曲线法)、相关分析法、水均衡法、解析法、数值法等。

3)计算、评价预测。按要求进行有关计算评价和预测。

最后指出,实质上,如果将矿井排水视为供水“大井”在开采取水,则进入矿山井巷的预测涌水量,也就相当于对供水井或水源地进行的地下水资源可开采量的计算和评价,两者应用的计算预测或评价方法基本上是相同的。只是因具体目的任务不同、条件不同,在应用原则、观点和具体处理上有所区别而已。因此,本章仅就在矿坑涌水量预测中应用较多的类比外推法、解析法、水均衡法等方法在矿坑涌水量预测中的应用条件、特点和与供水有区别之处加以介绍。而其他方法(如数值法、相关分析法等),与供水水文地质基本相同,不再赘述。

J. 什么叫矿井涌水矿井涌水的形式有哪几类

例如,矿井挖掘遇到了地下水或暗河,这些水突然地、大量地涌进矿井,远远超过了矿井抽水机的抽水能力,就会迅速淹没矿井,困住矿工,形成可怕的矿难。

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