煤礦采空區過濾礦井污水技術分析
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摘要：礦井利用采空塌陷區過濾礦井產生的污水，將污水注入到采空區，通過大面積的自主過濾凈化、存儲、利用，再從低洼的泄水孔處流出外排，從而使污水中懸浮物、污染物濃度達到初步降低的目的，將污水處理廠一級處理變為二級處理，大幅降低污水處理廠處理難度，節約了成本。通過實踐證實，礦井污水經采空區過濾后，可以達到良好的降污效果，并能夠取得環境和社會效益，具有一定的推廣應用前景。
關鍵詞：礦井污水；污染物質；采空區；過濾；環保
引言
針對本礦井地質條件特征，掘進、回采巷道工序中產生的礦井污水所含泥砂量大，各類懸浮物超標等難題，利用井下已經形成的采空塌陷區進行礦井污水自然過濾，使礦井污水中所含懸浮物、污染物濃度降低，部分水能夠直接井下復用，剩余部分再排入地面污水處理廠處理時，減少處理工序，起到節約成本作用。寸草塔煤礦利用22煤層22116—22111工作面采空塌陷區從22116注水孔處將礦井產生的污水全部注入到采空區，從22111回風繞道泄水孔處疏排放出的技術，可大幅降低礦井污水中所含的懸浮物質，處理過的礦井水可以直接進行沖洗巷道，噴霧降塵等復用。具有節約能耗，減少排水管路鋪設等作用。
1工程概況
寸草塔煤礦位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內，設計生產能力240萬t／a。井田地質構造相對簡單，屬低瓦斯礦井，平硐＋斜井開拓。礦井采用綜合機械化采煤，全部垮落法管理頂板。煤礦生產每年井下產生96萬m3污水，通過采空區過濾凈化、有效降低污水中所含的污染物濃度，減輕污水處理廠處理負擔、提高經濟效益，同時，對礦井水環保達標排放起到一定的作用。
2礦井污水產生源
2．1基巖裂隙水
礦井在22煤進行開采活動，掘進工作面在掘進過程中進行巷道頂、幫的支護工作，在煤層中形成頂板基巖含水層中的水沿裂隙出漏的空間（斷面積16．2m2），隨著掘進巷道的不斷延伸，頂板含水層水會隨著巷道頂板基巖裂隙不斷滲入到巷道內，形成巷道積水。每天大約產生1440m3巷道積水。
2．2生產用水
井下生產設備在工業生產過程中需要對設備進行冷卻，冷卻后的水一部分隨著原煤直接輸送到地面原煤倉，剩余部分會在巷道低洼處匯集，形成巷道積水；另外，巷道降塵噴霧也會形成巷道積水。寸草塔煤礦每天生產用水約為1330m3，除隨運輸系統升井外，井下大約滯留900m3／d積水形成井下污水。
2．3采空區積水
在回采工作面回采過程中，回采后基巖塌陷區以及相鄰回采完畢的工作面形成采空區，在采空區內隨著頂板塌陷后，上部含水層水會隨著塌陷裂縫匯入采空區內形成采空區積水。對相鄰采空區積水必須提前疏放。否則，對回采工作面存在安全威脅?；夭晒ぷ髅嫦噜彶煽諈^涌水約327m3／d。
3礦井采空區地質情況
3．1采空區積水情況
寸草塔煤礦22116—22111工作面采空塌陷區面積3．36km2，積水區面積1．43km2，積水量140．1萬m3。注水孔處標高＋1081m，泄水孔處標高＋1059m。
3．2采空區頂板巖性
寸草塔煤礦22116—22111工作面采空區直接頂巖性一般為砂質泥巖、粉砂巖，特性為深灰色，參差狀斷口，含植物化石殘片，水平紋理；偽表1頂為泥巖，深灰色泥質膠結，質密，具有很好的過濾效果。
3．3采空區容水性
為了進一步掌握礦井采空區充水系數，為采空區積水量計算提供準確依據，有效指導礦井防治水工作。礦井對采空儲水區水位、排水量進行觀測，通過觀測數據，確定了采空區充水系數為0．1￣0．3。
4礦井污水凈化應用情況
寸草塔煤礦井下生產和礦井涌水通過生產工作面臨時水倉中轉至22煤主輔運輸大巷5聯絡巷處，中轉污水倉后，通過管路注入到22116—22111工作面采空區內，最后在22111回風繞道泄水孔自流排出。通過工作期間與非工作期間取水樣進行化驗，化驗結果見表1、表2?；灲Y果證明，采空區對于礦井污水中的氨氮、硫化物、石油類物質具有良好的過濾效果，出水點位置排出的水中，這些物質濃度都得到了降低，采空區是個天然的污水處理廠。
5結語
筆者提供了一種煤礦井下采空區水的初始凈化方法，通過在采空區這個特定區域建設集水區；加固采空區周邊密閉，使污水充分沉淀，同時可以預防采空區透水事故的發生。凈化后礦井水主要應用在2個方面：一是井下除塵、消防等；二是經進一步的凈化處理后打回井下，供生產用水。礦井水采空區凈化過濾技術的應用不但產生巨大的經濟效益，而且其環境生態效應更為顯著。由于采用采空區過濾凈化技術，除初期的集水區、水倉等建設費和排水管道鋪設費用外，基本沒有污水處理費，因此其處理費用極其低廉。
參考文獻：
［1］胡文榮．煤礦礦井水及廢水處理利用技術［M］．北京：煤炭工業出版社，1998：205－210．
作者：張良 單位：神華神東煤炭集團有限責任公司
