煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)研究報(bào)告

Ⅲ-I目錄 I第一章 1 1 2 2 5 7 7 7 7 8 8 9第二章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù) 20 21 21 22 23 25 32 33 33 33 35 36 38Ⅲ-II 研究報(bào)告 江西金達(dá)萊環(huán)保股份有限公司 3第一章緒論 61.1研究背景 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)研究現(xiàn)狀 71.2.2煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 101.3研究?jī)?nèi)容和目標(biāo) 121.3.2研究目標(biāo) 1.3.4技術(shù)創(chuàng)新 1.4總體技術(shù)路線與技術(shù)架構(gòu) 141.5本章小結(jié) 第二章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用技術(shù)研究 162.1礦用水類型劃分 2.2礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù).資源利用主要處理工藝 212.2.1水處理原則 212.4.2水處理工藝對(duì)比 222.3混凝分離技術(shù) 242.3.1混凝原理 242.3.2壓縮雙電層 262.3.3電性中和 272.3.4吸附架橋理論 272.4JDL混凝分離技術(shù)原理(簡(jiǎn)稱UJDL技術(shù)") 28 282.5礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下混凝分離+RO技術(shù)研究 292.5.1膜分離法污水處理技術(shù) 292.5.2膜分離法污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 310.8為設(shè)計(jì)安全系數(shù)。 354）管道設(shè)計(jì) 355）加藥系統(tǒng) 356）自動(dòng)控制系統(tǒng)和儀表 367）膜分離濃水的處理 361）典型工藝流程 362）主要工藝參數(shù) 373）系統(tǒng)消毒滅菌工藝研究 371）次氯酸鈉消毒法 372）臭氧消毒 373）紫外線消毒法 372.6本章小結(jié) 383.1自動(dòng)化控制技術(shù)研究 393.1.1水處理流程 39 403.1.2控制方式 413.2礦用復(fù)用水管控系統(tǒng) 42Ⅲ-II3.3 44（2）運(yùn)行管理人員必須熟悉本礦的污水處理工藝和設(shè)施，設(shè)備的運(yùn)行要求 443.4本章小結(jié) 46第四章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用地下工程改造研究 474.1礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用地下工程改造設(shè)計(jì) 474.1.1地下工程改造概況 474.1.2地下工程設(shè)計(jì) 47 474.2礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用地下空間支護(hù)研究 494.2.1支護(hù)參數(shù)理論計(jì)算 494.2.2支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì) 544.3圍巖礦壓觀測(cè)方法 544.3.1圍巖礦壓觀測(cè)的主要任務(wù) 544.3.2觀測(cè)內(nèi)容及技術(shù)要求 544.3.3巷道觀測(cè)結(jié)果分析 574.4采空涌水復(fù)用水倉(cāng)的防滲漏研究 584.5本章小結(jié) 59第五章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn) 605.1試驗(yàn)背景 605.1.1試驗(yàn)單位介紹 605.1.2實(shí)施背景 615.2工業(yè)性試驗(yàn)情況介紹 625.2.1陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司混凝分離+RO工藝設(shè)計(jì) 625.2.1陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司消毒工藝設(shè)計(jì) 665.3應(yīng)用效果 69第五章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn) 70 70煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用 715.4本章小結(jié) 71第六章結(jié)論 726.1研究成果的作用、影響和應(yīng)用前景 726.1.1經(jīng)濟(jì)效益 726.1.2社會(huì)效益 736.2主要結(jié)論 746.3主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 75參考文獻(xiàn) 76煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用Ⅲ-6第一章緒論1.1研究背景水是一切生命的源泉，在人類生存環(huán)境中是物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著全世界人口的持續(xù)增長(zhǎng)和社題已是21世界人類面臨的最嚴(yán)重的資源問(wèn)題，制約著整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如伴隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，煤炭開采為礦開采區(qū)的地下水資源造成的破壞更加嚴(yán)重。礦產(chǎn)資源的開采常伴隨著大量產(chǎn)為此國(guó)家相繼頒發(fā)一系列政策法規(guī)加強(qiáng)礦井水資源保護(hù)與利用。2015年4月，國(guó)務(wù)院在《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱“水十條”)中指出推進(jìn)煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排出大量的礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)，經(jīng)處理達(dá)到排放要求后直接外排，浪費(fèi)了大量寶貴的水資源。礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)資源化是在解決煤炭產(chǎn)區(qū)嚴(yán)重缺水和礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)浪費(fèi)這兩個(gè)困擾煤炭行業(yè)的難題的基礎(chǔ)上提出的。合理的資源化可使煤礦礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。鑒于目前的開采現(xiàn)狀，黃陵礦區(qū)提出煤炭開環(huán)重復(fù)使用的目的。為此，提出研究礦井水采空區(qū)多1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀化學(xué)藥劑法是將化學(xué)藥劑加入介質(zhì)水中，使藥劑滯留物通常是濃縮溶液，需要采取其他方法進(jìn)一步處理空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)深度處理中，納濾膜的二價(jià)鹽，脫鹽效率可達(dá)90%以上，故近幾年來(lái)納在高礦化度礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的含懸浮物礦井水中的懸浮物主要來(lái)源于煤巷掘進(jìn)及煤炭開混凝沉淀過(guò)濾法即將懸浮物含量較高的礦井超磁分離法原理是在磁粉體材料和絮凝劑(磁種)的共同作用下，使水體中的懸浮物與磁種凝聚在一起，形成具有一定磁性的絮體高強(qiáng)磁場(chǎng)力的作用將磁性絮團(tuán)快速分離。該技術(shù)的核離和磁種回收設(shè)備的選擇。采用超磁分離法處理礦井相互沖洗濾池、溶解性總固體TDS處理工藝中反滲透RO濃水利用技術(shù)以及人工郭強(qiáng)等圍繞靈新煤礦高礦化度礦井水處理工程，詳細(xì)論述了“直濾系統(tǒng)+反李培云等人設(shè)計(jì)采用曝氣氧化＋絮凝沉淀＋過(guò)足處理工藝流程和實(shí)用的前提下，分別將污泥池與廢液池、V型濾池與清水池進(jìn)程志偉將高效旋流一體化凈化技術(shù)，應(yīng)用于張家峁煤處理水質(zhì)范圍寬、占地面積小、運(yùn)行成本低、可以吊裝移動(dòng)和模塊化拓展等優(yōu)煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用Ⅲ-6度處理中的應(yīng)用，分析了不同膜分離技術(shù)的特雷兆武等總結(jié)了九龍礦基于國(guó)內(nèi)高礦化度礦井卞偉等詳細(xì)分析了寧東基地礦井水處理的工程實(shí)踐，并圍繞低成本熱源利在全球水資源日益短缺的形勢(shì)下，開展礦井水的綜合黨輝等以瑞能煤礦為例，通過(guò)研究采空區(qū)處理含王莉娜以神東礦區(qū)含懸浮物礦井水為例對(duì)懸浮水處理的調(diào)節(jié)、混凝、沉淀等工藝參數(shù)應(yīng)充分考慮礦井水懸浮物具有粒徑差異裴菲等提出使用“混凝/澄清/過(guò)濾/消毒”工藝對(duì)含懸浮物礦井水進(jìn)行處理煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用Ⅲ-6準(zhǔn)后，通過(guò)15km長(zhǎng)的管網(wǎng)供給礦區(qū)附近的PadangPanjang和Dahai兩個(gè)村子，萬(wàn)m3礦井水被用于灌溉2000hm2的農(nóng)作物。此西班牙的AsPontes礦山，通過(guò)使用礦井水創(chuàng)建了一個(gè)新的濕地湖泊，從而南非的Kolomela鐵礦位于南非開普省北部，開采活動(dòng)破壞了地下含水層，澳大利亞Mt.Whaleback鐵礦位于澳大利亞西北角的Pilbara地區(qū)，氣候干旱，蒸發(fā)量大且降雨量極不均衡。每年抽取1千萬(wàn)m3地下水供給鐵礦生產(chǎn)和附近充地下水，每年將790萬(wàn)m3的礦井水和地表河水注入地下含水層，支撐了當(dāng)?shù)氐孛嫣幚?，針?duì)煤礦高礦化度礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)，常用“超濾+反滲透”雙膜法進(jìn)行高礦化度礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-161.3研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)本項(xiàng)目重點(diǎn)研究黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降及其水質(zhì)指標(biāo)，探明黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直深度處理技術(shù)處理工藝，得出混凝分離工藝?yán)砑夹g(shù)的高品質(zhì)出水；研究不同的消毒工藝，采用RO為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉系，提出礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處巖變形控制技術(shù)，研制礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深（1）劃分礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)水質(zhì)類型，重點(diǎn)研究黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)形成原因及其水質(zhì)指標(biāo)，并對(duì)比采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)質(zhì)特點(diǎn)，提出JDL混凝分離技術(shù)原理，揭示混（2）提出膜分離法處理污水的水質(zhì)要求以及各子系統(tǒng)的預(yù)處理原則，研究次氯酸鈉、臭氧、紫外線輻射三種滅菌工藝的消毒滅細(xì)菌、滅病毒、pH影響、（3）通過(guò)理論計(jì)算試驗(yàn)場(chǎng)所主要支護(hù)參數(shù)，設(shè)計(jì)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水倉(cāng)圍巖控制技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾（4）搭建礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用自動(dòng)控制技術(shù)以及礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用系統(tǒng)常態(tài)化無(wú)人值守作業(yè)。（1）探明黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的水質(zhì)指標(biāo)（2）設(shè)計(jì)構(gòu)建水、火、瓦斯、煤塵、頂板、油型氣、油氣井災(zāi)害齊全的復(fù)雜地質(zhì)條件下礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水倉(cāng)圍巖控制技術(shù)體系，提出復(fù)雜地質(zhì)條件下礦井水采空區(qū)多防滲、防漏、防圍巖變形控制技術(shù)，研發(fā)適用于井下防Ⅲ-16（3）首次研制礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用智能化控制成套裝備系統(tǒng)，完成生產(chǎn)過(guò)程對(duì)礦井水采空區(qū)多級(jí)復(fù)用系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)（4）礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用系統(tǒng)在黃陵礦區(qū)成功投入生產(chǎn)應(yīng)用，成品水達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)并可直接接入井下供水網(wǎng)。1.4總體技術(shù)路線與技術(shù)架構(gòu)本項(xiàng)目圍繞“礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)研究”，首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，研究黃陵礦區(qū)的礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)水質(zhì)指標(biāo)，探明黃陵礦區(qū)的礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)水質(zhì)特征，然后進(jìn)行礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)的理論分析，并對(duì)比了不同的礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)處理工藝以及消毒滅菌工藝，提出JDL混凝分離+RO分離技術(shù)，最后設(shè)計(jì)構(gòu)建礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水倉(cāng)圍巖控制技術(shù)體系，研制礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用系統(tǒng)的常態(tài)化無(wú)人值守。礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾Ⅲ-16圖1.4.1總體技術(shù)路線圖1.5本章小結(jié)第二章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用技術(shù)研究2.1礦用水類型劃分在采煤過(guò)程中，掘進(jìn)巷道或開采煤層附近的地下水或或涌入巷道形成礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深Ⅲ-16潔凈礦井水一般不含煤巖粉及其他污染物，質(zhì)量閾值。酸性礦井水pH小于6，常含有硫酸鹽、重金物礦井水pH一般呈中性，礦化度較低，但煤巖粉細(xì)小微粒占比很高，地下開包括氟、重金屬元素汞、鉻、鉛、砷等及放射性元素鐳礦井水氟離子質(zhì)量濃度大于1.0mg/L，與高礦化度礦井水類似，其水質(zhì)一般呈弱堿性或堿性。礦井水水質(zhì)的形成過(guò)程及演化機(jī)制十分復(fù)雜，總體受水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)等。受干旱–半干旱氣候及季節(jié)性降水的影響，我國(guó)西北部礦區(qū)(新疆、寧夏、甘肅、陜西、內(nèi)蒙古)地表水及淺層地下水礦化度較高，導(dǎo)致礦井酸鹽礦物(如石英、長(zhǎng)石、云母)、碳酸鹽+、Mn2＋、As5＋等。在不同礦區(qū)，地下水的溫度、酸堿度、氧化還原電位等水文巖石中黃鐵礦沉積及水文地球化學(xué)環(huán)境的影響，我國(guó)西南礦區(qū)(云南、貴州)多為酸性礦井水，pH較低，SO2－含量較高，且含有Fe2＋、Zn2+、Mn2＋、As5+等重金屬離子。此外，礦區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，直接Ⅲ-16用，影響礦井水水質(zhì)；另一方面擾動(dòng)后形成采空區(qū)次水–巖作用，促進(jìn)巖石中離子化合物的溶解，改素及人類活動(dòng)對(duì)礦井水水質(zhì)特征形成作用的控制，將礦井水水質(zhì)形成劃分為2個(gè)階段，概念模型如圖2.2.1所示。第一個(gè)階段，含水層水–巖作用階段。煤層覆巖導(dǎo)水裂隙帶形成，溝通不同含水層，改變了地下水的天然循環(huán)狀態(tài)。與此同時(shí)，原生的水文地球化學(xué)環(huán)境也發(fā)生了改變，控制地下水與巖石之間的相互作用，改變地下水的水質(zhì)特征，進(jìn)而影響礦井水的水此外，采空區(qū)中礦井水的水動(dòng)力條件及水化學(xué)條圖2.1.1礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)形成過(guò)程工程揭露的地層由老到新有三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y侏羅系下統(tǒng)富縣組（J1f）；侏羅系中統(tǒng)延安組（J2y）、直羅）；）；），Ⅲ-16圖2.1.2礦井綜合地層巖性礦井充水水源有大氣降水、地表水、采空區(qū)積水和延安組砂巖含組下段砂巖含水層地下水，大氣降水及地表水為間接充水水及周邊老空區(qū)積水，而采空區(qū)積水及延安組含水層、圖2.1.3含水層Ⅲ-16該項(xiàng)目處理的礦井涌水為北一、三盤區(qū)采空區(qū)自流水。礦井涌水主要是地下水，水質(zhì)情況復(fù)雜，無(wú)法直接用于生產(chǎn)。對(duì)礦水采樣，經(jīng)化驗(yàn)后得到水質(zhì)表2.1.1黃陵礦區(qū)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果1--23NTU4度567鐵8錳90從表2.1.1中的化驗(yàn)結(jié)果不難看出，這20項(xiàng)指標(biāo)中有5項(xiàng)指標(biāo)較高，分別為Ⅲ-16型屬于高礦化度礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)。根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）標(biāo)準(zhǔn)，該礦采空涌水不能直接滿足井下設(shè)備用水和飲用水需求，需結(jié)合國(guó)內(nèi)外水處理技術(shù)，合理選配水工藝處理設(shè)備，把礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)凈化處理后達(dá)到工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，為生產(chǎn)、2.2礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)資源利用主要為了保證能源基地經(jīng)濟(jì)建設(shè)健康發(fā)展，保障當(dāng)?shù)鼐S持良好的生態(tài)環(huán)境，解決愈演愈烈的水資源供求矛盾，開發(fā)利用礦井水資源是緩解陜北能源基地水資源供需矛盾的一條重要途徑。礦井水資源化無(wú)疑是解決煤礦缺水和礦井水根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件，需選擇切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出最佳的工藝方案和實(shí)施方式。在本工程高礦化度礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)，水中含鹽量高，硬度建設(shè)于進(jìn)風(fēng)巷中，用地狹長(zhǎng)，寬度高度均受限制，且地下地質(zhì)復(fù)雜，污水Ⅲ-16本工程操作空間小，要求污水站自動(dòng)化程度高，本工程位于高瓦斯礦井內(nèi)，防爆要求高，對(duì)電機(jī)采用三級(jí)反應(yīng)混凝沉淀、機(jī)械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器圖2.2.1三級(jí)沉淀+多級(jí)過(guò)濾工藝流程圖圖2.2.2混凝分離工藝流程圖 第二章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用技術(shù)研究Ⅲ-17根據(jù)該項(xiàng)目污水處理站建設(shè)規(guī)模及用地情況，綜合表2.2.1工藝對(duì)比表行低無(wú)無(wú)命通過(guò)上述對(duì)比分析，從該項(xiàng)目的實(shí)際情況可以看出混凝分離工煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-18（6）具有良好經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備少、投資省、后期運(yùn)維方便簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本2.3混凝分離技術(shù)混凝是中水處理中通常用的方法。處理的對(duì)混凝是向水中投加藥劑，通過(guò)快速混合，使速混合形成大的可沉絮體。膠體顆粒脫穩(wěn)碰撞形成微粒的過(guò)程稱為“絮凝”。處理的重要環(huán)節(jié)。混凝產(chǎn)生的較大絮體通過(guò)后續(xù)的沉淀或澄清、氣浮等從水中分（1）懸浮的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物主要是由生物處理流失出的生物絮體碎片、游質(zhì)不同。中水混凝的處理對(duì)象的處理對(duì)象主要混凝就是水中膠體以及微小懸浮物的聚集過(guò)程。這一過(guò)程涉及三方面的問(wèn)煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-19題：水中粒子的性質(zhì)，混凝劑在水中的水解的在于向水中投加一些藥劑，產(chǎn)生兩種效應(yīng)，混合；二是混凝劑水解。水解產(chǎn)物與膠體作用根據(jù)膠體化學(xué)的理論，膠體物質(zhì)的核心是一個(gè)由多原子或者分子構(gòu)成的粒離子，組成吸附層；另一部分反離子不隨微粒移動(dòng)形成擴(kuò)散層，稱為自由反離投加混合藥劑后，污泥顆粒周圍溶液的離子Ⅲ-20污泥膠體顆粒的聚集是通過(guò)凝聚、絮凝（通過(guò)膠體微利能在水中長(zhǎng)期保持分散狀態(tài)而不下沉，此特性就是膠體微?？梢韵嗷ソ咏蚰郏Q于布朗運(yùn)動(dòng)、膠為了從理論上解釋混凝作用，應(yīng)用較多的是有膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子濃度在膠體表面最大離子，它們之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，擴(kuò)散層厚度減Ⅲ-21與此同時(shí)，電位降低，膠體間的排斥力減弱，定的水質(zhì)，這些特征是不變的，因此，降低排斥能峰的方法就是降低或消除電了，這些離子可擠進(jìn)擴(kuò)散層，乃至吸附層，使膠粒帶電數(shù)減少，也就降低了電它主要是指高分子物質(zhì)與膠粒的吸附、橋連作用。構(gòu)，含有某些化學(xué)基因及長(zhǎng)鍵分子，能與膠粒性，從而形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的較大的絮凝體。Ⅲ-22最佳投量應(yīng)使既能把膠粒快速絮凝起來(lái)又可以絮凝起2.4JDL混凝分離技術(shù)原理(簡(jiǎn)稱UJDL技術(shù)")礦井涌水主要來(lái)自于斷層水，水質(zhì)成分較為簡(jiǎn)單，有微顆粒進(jìn)行物理分離，后出水進(jìn)一步通過(guò)反實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)出水，出水可資源化回用于生產(chǎn)用水。JDL技術(shù)圖2.4.1JDL技術(shù)工作原理示意圖RO反滲透技術(shù)是利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，用反滲透處理廢水，如圖2.4.2所示，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水，對(duì)應(yīng)廢水處理，低壓側(cè)為產(chǎn)水，高壓側(cè)為濃水。反滲透膜又稱RO膜，孔徑小于1nm，反滲煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-23圖2.4.2反滲透原理圖2.5礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下混凝分離+RO技術(shù)研究在設(shè)計(jì)膜系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)符合進(jìn)水要求，選擇合適的膜元表2.5.1內(nèi)壓式中空纖維微濾、超濾系統(tǒng)進(jìn)水參考值表2.5.2外壓式中空纖維微濾、超濾系統(tǒng)進(jìn)水參考值設(shè)計(jì)卷式膜微濾、超濾系統(tǒng)進(jìn)水時(shí)，可參照表2.5.3的規(guī)定。納濾、反滲透煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-24表2.5.3納濾、反滲透系統(tǒng)進(jìn)水限值在設(shè)計(jì)納濾、反滲透膜分離系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行分析。進(jìn)表2.5.3限值時(shí)，須增加預(yù)處理工藝。膜單元適宜性各種膜單元功能適宜性見(jiàn)表表2.5.4各種膜單元功能適宜性類度>100000~0.002~0.001~價(jià)離子和分子量200~~>100為防止膜降解和膜堵塞，須對(duì)進(jìn)水中的懸浮煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-25（1）防止膜化學(xué)氧化損傷，可采用活性炭吸附或在進(jìn)水中添加還原劑(如亞（2）預(yù)防鐵、鋁腐蝕物形成的膠體、粘泥和顆粒污堵，可采用以無(wú)煙煤和（4）控制結(jié)垢，加酸可有效控制碳酸鹽結(jié)垢；投加阻垢劑或強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹（5）微濾或超濾能除去所有的懸浮物、膠體粒子及部分有機(jī)物，出水達(dá)到（1）應(yīng)依據(jù)原水水量、水質(zhì)和產(chǎn)水要求、回收率等資料，選擇膜分離法污（5）為防止預(yù)處理加酸、加氯造成管道及設(shè)備的腐蝕，在納濾、反滲透系統(tǒng)的低壓側(cè)，應(yīng)采用PVC管材及連接件，在高壓側(cè)應(yīng)采用不銹鋼管材及連接（6）膜分離系統(tǒng)濃水，應(yīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。一級(jí)多段納濾、反滲透系統(tǒng)壓煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用Ⅲ-26（2）工藝流程：微濾、超濾系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為間歇式和連續(xù)式；組件圖2.5.1基本工藝流程qs=CmξSmξq0.....................................................（2.1）mqst=qsξ(1+0.0215)t25...................................................（2.2）...................................................................qs煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-27=()R..............................................................（2.4）V①一級(jí)一段系統(tǒng)工藝流程：進(jìn)水一次通過(guò)納濾或反滲透系統(tǒng)即達(dá)到產(chǎn)水要圖2.5.2一級(jí)一段批處理式基本工藝流程圖圖2.5.3一級(jí)一段連續(xù)式基本工藝流程圖②一級(jí)多段系統(tǒng)工藝流程：一次分離產(chǎn)水量達(dá)不到回收Ⅲ-28(b)(c)圖2.5.4一級(jí)多段系統(tǒng)工藝流程圖③多級(jí)系統(tǒng)工藝流程：當(dāng)一級(jí)系統(tǒng)產(chǎn)水不能達(dá)到水質(zhì)要求時(shí)，將一級(jí)系圖2.5.5多級(jí)系統(tǒng)工藝基本工藝流程圖Ⅲ-29式中QP——設(shè)計(jì)產(chǎn)水量，m3/h；式中NV——壓力容器數(shù)，Ne——設(shè)計(jì)元件數(shù)，（3）各段產(chǎn)水宜直接輸入產(chǎn)水箱。如各段產(chǎn)水管應(yīng)并聯(lián)到一根總管時(shí)，則（6）高壓泵進(jìn)水口應(yīng)設(shè)置低壓保護(hù)開關(guān)；高壓泵出水口應(yīng)設(shè)置高壓保護(hù)開Ⅲ-30加藥系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置帶有溫度計(jì)的藥液箱，將藥劑配制污水處理過(guò)程產(chǎn)生的膜分離濃水可并入污水生圖2.5.6濃水處理基本工藝流程圖Ⅲ-31進(jìn)水JDL膜分離系統(tǒng)RO反滲透出水回用預(yù)處理預(yù)處理圖2.5.7典型工藝流程圖出水回用率可達(dá)60%及以上，主要出水指標(biāo)可達(dá)：SS≤10mg/L、氯化物≤臭氧消毒是殺菌徹底可靠，危險(xiǎn)性較小，對(duì)環(huán)境基煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-32抗懸浮固體干擾的能力差，對(duì)水中SS濃度有嚴(yán)格要求。三種消毒方式的比較詳表2.5.4三種尾水消毒方式的綜合因素比較表毒業(yè)等集中用戶水處理2.6本章小結(jié)本章主要?jiǎng)澐至说V井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技了黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)形成原因及其水質(zhì)指標(biāo)，分離法處理污水的水質(zhì)要求以及各子系統(tǒng)的預(yù)處理原則，對(duì)比了次氯酸鈉、臭氧、紫外線輻射三種滅菌工藝在消毒滅細(xì)菌、滅病毒、pH影響、在配水管網(wǎng)中的剩余消毒作用、國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況、接觸時(shí)間、適用條件等性能上的優(yōu)缺點(diǎn)，煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-34第三章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)系統(tǒng)常態(tài)化無(wú)人值守研究煤礦井下水處理系統(tǒng)是礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直用的有效手段，可以最大限度的利用、回收、復(fù)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)資源在井下采取清濁分流、水倉(cāng)預(yù)沉等措施，使礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直的井下處理難度更低。隨著科學(xué)技術(shù)的高速遍采用反滲透法。反滲透除鹽適用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單、脫鹽率高97%）、水回收率高、操作管理方便、工藝技術(shù)先進(jìn)可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，不需要酸堿再生和酸洗，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，滲透膜淡化對(duì)原水預(yù)處理要求高，使用高壓泵能耗增加，一次性設(shè)備投資較高,但從使用穩(wěn)定性、可靠性、安全性和脫鹽率、產(chǎn)水量等方面，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)3.1自動(dòng)化控制技術(shù)研究該項(xiàng)目礦井涌水采用“混凝分離+RO”工藝工藝，礦井涌水經(jīng)管道收集后進(jìn)入污水處理站調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)均勻水質(zhì)水量系統(tǒng)前端加藥調(diào)節(jié)廢水pH值，再經(jīng)混凝分離池進(jìn)行固液分離，通過(guò)膜的過(guò)濾作用將污水中的各類污染物去除，保證了出水水煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)池，出水通過(guò)中轉(zhuǎn)泵泵入保安過(guò)濾器，再經(jīng)高壓泵泵入RO系統(tǒng)，RO系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)入成品水池，回用于主供水系統(tǒng)，成品水進(jìn)入主供水管程流量監(jiān)測(cè)控制，與主供水管網(wǎng)可切換控制使用。RO系統(tǒng)濃水進(jìn)入濃水池再排入一號(hào)中央水倉(cāng)沉淀后外排至地面污水處理站二次處理復(fù)用。工藝流程圖如圖↓↓圖3.4.1工藝流程圖一復(fù)用水處理站調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)均勻水質(zhì)分離系統(tǒng)前端加藥調(diào)節(jié)廢水pH值，再經(jīng)混凝分離池進(jìn)行固液分離，通過(guò)膜的過(guò)濾作用將污水中的各類污染物去除，保證了出間水池，出水通過(guò)中轉(zhuǎn)泵泵入保安過(guò)濾器，再經(jīng)高壓泵泵入RO系統(tǒng)，RO系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)入成品水池，回用于主供水系統(tǒng)，成品控制、遠(yuǎn)程流量監(jiān)測(cè)控制，與主供水管網(wǎng)可切換控制使用。RO系統(tǒng)濃水進(jìn)入濃水池再排入一號(hào)中央水倉(cāng)，由1#中央水倉(cāng)排至地面污水處理站進(jìn)行二次處理。煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-36圖3.4.2礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用技術(shù)圖能，礦用復(fù)用水集成控制系統(tǒng)圖如圖3.4.3所示。化管理，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心智慧控制的方案，現(xiàn)場(chǎng)站采用觸摸屏的表，保存工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成工藝參數(shù)的趨勢(shì)曲線。能打印年、月、日、班運(yùn)行報(bào)表、報(bào)警報(bào)表Ⅲ-36煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)圖3.4.3礦用復(fù)用水集成控制系統(tǒng)圖3.2礦用復(fù)用水管控系統(tǒng)是基于智能化綜合管控平臺(tái)得以實(shí)施的，智控平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)智能化復(fù)用水實(shí)施的載體，也是空涌水復(fù)用智能化綜合管控平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖如圖3.2.1所示。在管控平臺(tái)上能清晰的（a）水泵監(jiān)測(cè) 第三章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)系統(tǒng)常態(tài)化無(wú)人值守Ⅲ-37（b）運(yùn)營(yíng)界面（c）能耗分析界面Ⅲ-39（d）循環(huán)作業(yè)圖圖3.2.1礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用智能化綜合管控平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖3.3自動(dòng)化控制系統(tǒng)管理工藝過(guò)程以分散控制為主，集中調(diào)度。控制方式。在就地控制箱或就地按鈕箱上設(shè)置自動(dòng)要。儀表選用煤礦用防爆設(shè)備，需有煤安認(rèn)證、防爆認(rèn)、工藝設(shè)備控制和安全生產(chǎn)要求，并確保工藝的精度要護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定。為強(qiáng)化雙降雙增、安全環(huán)保意識(shí)，高礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用的使用（1）運(yùn)行班組負(fù)責(zé)污水處理構(gòu)筑物及機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行、維修保養(yǎng)、安全管（2）運(yùn)行管理人員必須熟悉本礦的污水處理工藝和設(shè)施，設(shè)備的運(yùn)行要求（3）操作人員必須了解本礦處理工藝，熟悉本崗位設(shè)施、設(shè)備的運(yùn)行要求（5）制定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，用以反映處理程度、處理能力、設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行（6）濃水池、成品水池、中間水池的提升泵每次開啟后，使用扳手將不銹鋼螺栓松動(dòng)排氣、排水，隨后輕輕緊固即可（7）北一泵房、三盤區(qū)水倉(cāng)均在操作臺(tái)控制，點(diǎn)擊自動(dòng)開即可，當(dāng)這兩個(gè)水倉(cāng)水位達(dá)到高水位自動(dòng)排水；當(dāng)調(diào)節(jié)池液位達(dá)到2.8m，這兩個(gè)水池自動(dòng)排水（8）開啟或關(guān)閉三號(hào)車場(chǎng)供水閘閥，與隊(duì)部值班員進(jìn)行安全確認(rèn)。如果采件（遠(yuǎn)控、故障燈顯示綠色，開到位、關(guān)到位顯示紅色）、電話匯報(bào)隊(duì)部值班（9）如果采用井口為北一供水，觀察操作臺(tái)三號(hào)車場(chǎng)供水閘閥是否具備關(guān)班員，則點(diǎn)擊三號(hào)車場(chǎng)供水閘閥開到位、停止北一復(fù)用水處理站成品水池提升養(yǎng)措施:一是根據(jù)水質(zhì)及反滲透指標(biāo)進(jìn)行定期清洗；二是保安過(guò)濾器濾芯使用2-3個(gè)月，過(guò)短需對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行檢查，過(guò)長(zhǎng)易造成微生物污染；三是保持進(jìn)水煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-403.4本章小結(jié)開發(fā)了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用智能控控制系統(tǒng)對(duì)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水站的工藝過(guò)程以分散控制和集中調(diào)度，研發(fā)了礦用復(fù)用水管控系統(tǒng)，完成了生產(chǎn)過(guò)程中各工藝流程中的重要參數(shù)、設(shè)備工況等在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，第四章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)地下工程改造研究Ⅲ-41第四章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用地下工程改造研究排水系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，結(jié)合黃陵一號(hào)礦實(shí)際情況，濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用技術(shù)需要滿足處4.1礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用地下工程究2）施工長(zhǎng)度：陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司采空涌水復(fù)用技術(shù)研究與應(yīng)用3）施工方案：本次礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用技術(shù)研究與應(yīng)用（礦建部分）地基開挖采用炮掘落底施工，鏟車配合人工出矸，防爆無(wú)軌膠輪車排矸，平均運(yùn)距9.4km；落底完成后底板及幫部采用錨桿+錨索+。本工程新建構(gòu)筑物為調(diào)節(jié)池、混凝分離系統(tǒng)、中間水池、成品水池、濃水池。由于井下建設(shè)施工條件狹小受限，各構(gòu)筑物池煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-42圖4.1.1施工平面圖水倉(cāng)開挖采用炮掘落底、人工清渣、裝矸，4.1.2所示，主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)圖如圖4.1.3所示，各水池參圖4.1.2施工平面圖圖4.1.3主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)圖第四章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)地下工程改造研究Ⅲ-43表4.1.1各水池施工參數(shù)匯總表號(hào)位1座1腐2座1腐3座1腐4座1腐5座1腐4.2礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用地下空間支本項(xiàng)目所處的五盤區(qū)上覆地表以黃土塬地形為主，溝谷縱橫，塬面支離破碎，地表主要建筑物為花家莊、圪嶗寺等村莊p0巷道頂部垂直地壓，MPaσ2頂板圍巖體抗煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-44代入相關(guān)數(shù)值得：巷道寬度4.6m，巷道高度2.8m，頂板泥巖的抗拉強(qiáng)度L≥L1+L2+L3（式中L——錨桿總長(zhǎng)度，m；），），式中L——錨索總長(zhǎng)度，m；），式中K——安全系數(shù)，取為2；fa錨索抗拉強(qiáng)度，N第四章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)地下工程改造研究Ⅲ-45普氏理論認(rèn)為，在松散介質(zhì)中開挖巷道后，其上方會(huì)壓和密實(shí)煤（巖）層中層理、節(jié)理裂隙等不連續(xù)面，增加不連續(xù)面支護(hù)的摩擦b=[+Htan(45。-)]/f頂（4.6）f頂——頂板巖石普氏系數(shù)，2～3.2，取,2.5；o=arctanfo=arctanf頂c=Htan(45。-)煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-46L<nF/[BHY-(2F1sinθ)/L1]（4.9））；T=KSHY2第四章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)地下工程改造研究Ⅲ-47經(jīng)計(jì)算得出：n>3水倉(cāng)底板及幫部支護(hù)錨桿均采用φ20×2500mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，每錨索采用φ17.8×8300mm鋼絞線，圖4.2.1水倉(cāng)落底支護(hù)示意圖煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-48底板錨桿+錨索梁+金屬網(wǎng)+噴砼支護(hù)完成后全斷面鋪設(shè)C20墊層對(duì)巷道底板采用φ14螺紋鋼200mm間距，通長(zhǎng)“井字型”鋪設(shè)，采用14#鐵絲梅花狀綁1000×1000mm間隔固定模板，馬蹬筋用14#螺紋鋼加工4.3圍巖礦壓觀測(cè)方法向和兩幫水平（腰線靠上30mm左右）方向各鉆直徑為29mm、第四章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)地下工程改造研究Ⅲ-49CADB圖4.3.1“十字布樁”法量測(cè)對(duì)水倉(cāng)頂板離層監(jiān)測(cè)采用的是深部?jī)牲c(diǎn)位移計(jì)。用鉆煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-50圖4.3.3巷道頂板離層儀安裝照?qǐng)D4.3.4幫部深部位移監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖4.3.5礦用本安型位移傳感器第四章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)工程改造研究Ⅲ-51從主幫深部位移曲線能夠看出，隨著主幫圍圖4.3.6主幫深部位移曲線幫，變形量明顯更大，主幫6m范圍內(nèi)變形23mm基本達(dá)到穩(wěn)定，而副幫6m范煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-52圖4.3.7副幫深部位移曲線4.4采空涌水復(fù)用水倉(cāng)的防滲漏研究在處理礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的過(guò)考慮到水池的防腐蝕和抗?jié)B透能力。由于采用五布七"五布七涂"是指屋面防水工程中的一種施工技術(shù)，主要應(yīng)用于屋面防水處步驟2：第一道布料：在基層表面涂布一層水泥砂漿，并在濕潤(rùn)后鋪設(shè)第一步驟3：第一次涂層：在第一道布料上涂刷第一次涂料，通常使用聚合物改第五章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)Ⅲ-554.5本章小結(jié)本章設(shè)計(jì)構(gòu)建了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技技術(shù)體系，通過(guò)理論計(jì)算確定了煤礦采空區(qū)復(fù)用地下空間支護(hù)參數(shù)，采用無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿、鋼筋綁扎、水倉(cāng)支模澆筑砼等對(duì)水倉(cāng)進(jìn)行了加固支護(hù)，同時(shí)采用“五布七涂”工藝實(shí)現(xiàn)采空涌水復(fù)用水倉(cāng)的防滲、防漏，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量驗(yàn)證了該方法的可行性，為礦井水采空區(qū)多第五章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)Ⅲ-55第五章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)該項(xiàng)目于2022年7月10日開始在陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司正式安裝，20225.1試驗(yàn)背景一號(hào)煤礦是陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司下屬的核心骨干礦井開工建設(shè)，是國(guó)家“八五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和20項(xiàng)興陜工程之一。核定產(chǎn)能600萬(wàn)噸/年，井田面積184平方公里，截至2022年底，剩余地質(zhì)儲(chǔ)量3.44億噸，剩余可采儲(chǔ)量2.69億噸，2號(hào)煤層為唯一可采煤層，煤層厚度0.8～4.69m，平均厚度2.18m選煤廠年入洗能力600萬(wàn)噸。礦井采用平硐+斜井聯(lián)合開拓，單水平開采，混合式通風(fēng)方式，綜合機(jī)械化長(zhǎng)壁后退式采煤，綜合機(jī)械化送機(jī)，輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車。礦井瓦斯等級(jí)為高瓦斯，水文地質(zhì)類型為中等，煤層自燃傾向性為Ⅱ類，最短自然發(fā)火期52天；煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，無(wú)近年來(lái)，一號(hào)煤礦認(rèn)真貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，大力實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-56了陜西省能源局智能化示范煤礦驗(yàn)收，礦井和選煤廠均達(dá)到了高級(jí)建設(shè)水平。一號(hào)煤礦在集團(tuán)公司和礦業(yè)公司的帶領(lǐng)下以創(chuàng)建“智能礦井、智慧礦區(qū)、一流企業(yè)”為目標(biāo)，以“實(shí)文化”凝魂聚力，聚焦改革創(chuàng)新、奮力追趕超越，率先成為全國(guó)首個(gè)薄、中、厚煤層智能化開采全覆蓋、常態(tài)化運(yùn)行的煤炭企業(yè)，多項(xiàng)核心技術(shù)開創(chuàng)了行業(yè)先河，智能化建設(shè)呈現(xiàn)出規(guī)劃“準(zhǔn)”、模式“新”、探索“深”、成效“實(shí)”等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)智能化向智能系統(tǒng)化的跨越發(fā)展。與此同時(shí)，一號(hào)煤礦聚焦“雙碳”目標(biāo)，各項(xiàng)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)連年創(chuàng)歷史新高，成為了全國(guó)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的一張靚麗名片。煤炭在開采和利用過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題是十分在煤炭開采過(guò)程中，要排放大量的礦井水。在排放過(guò)程中，為全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的重要議題。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是黨中央戰(zhàn)略決策。2020年9月，在七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)——2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》對(duì)碳達(dá)峰、碳中和路線圖做了一系列規(guī)劃部署，這對(duì)我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具10月，國(guó)務(wù)院制定《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，明確提出要推動(dòng)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展。這將對(duì)我國(guó)能源和相關(guān)礦產(chǎn)供需格局及以第五章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)Ⅲ-575.2工業(yè)性試驗(yàn)情況介紹礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用智能化控制系統(tǒng)分為調(diào)節(jié)系統(tǒng)、混凝分離系統(tǒng)、RO圖5.2.1陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司混凝分離+RO工藝設(shè)計(jì)圖本工程進(jìn)水由業(yè)主負(fù)責(zé)接入調(diào)節(jié)池，經(jīng)處理后的污水站出水圖5.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖米。在污水處理場(chǎng)站上風(fēng)口附近設(shè)置煤礦用固定式甲烷斷電儀、一氧化碳檢測(cè)煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-58儀、溫度檢測(cè)儀，主要用于檢測(cè)污水處理場(chǎng)站巷域內(nèi)的甲烷濃度顯示、報(bào)警并對(duì)被控設(shè)備進(jìn)行規(guī)程》第一百六十八條規(guī)定，固定式甲烷斷電儀報(bào)警濃度為≥1.5%CH4，斷電濃（2）控制系統(tǒng)對(duì)污水處理廠的工藝過(guò)程以分散控制為主，集中調(diào)度，達(dá)到（3）控制方式采用自動(dòng)與手動(dòng)控制相結(jié)合方式。在就地控制箱或就地按鈕（2）儀表選型立足于可靠性、先進(jìn)性，并確保工藝的精度要求和實(shí)時(shí)要（3）選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品，但要擇優(yōu)選擇價(jià)格合理、性能可靠的、在國(guó)內(nèi)操作員站等放置在井上地面辦公樓中控室。兩者之間通過(guò)井下原有光纖進(jìn)行通（2）可編程控制箱選用KXJ5-114（3）在污水處理場(chǎng)站內(nèi)設(shè)置煤礦用固定式甲烷斷電儀、一氧化碳傳感器、第五章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)Ⅲ-59儀表選用煤礦用防爆設(shè)備，需有煤安認(rèn)證、防爆（1）流程1煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-60（2）流程2（3）流程3圖5.2.3現(xiàn)場(chǎng)安裝完工圖第五章煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)Ⅲ-61本項(xiàng)目采用JDL混凝分離+RO工藝，通過(guò)反滲透膜可以將水中的懸浮物、細(xì)標(biāo)均可達(dá)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)要求，詳見(jiàn)表表5.2.1飲用水中消毒劑常規(guī)指標(biāo)及要求43-譜、高效，對(duì)病毒、芽孢等具有較強(qiáng)的殺滅能力，用量少，接觸時(shí)間短，效果），煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用Ⅲ-62第五章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)Ⅲ-63礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-64圖5.2.5現(xiàn)場(chǎng)飲用凈化水5.3應(yīng)用效果通過(guò)陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司礦井水復(fù)用水站的Ⅲ-65第五章礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)運(yùn)行前后對(duì)比：運(yùn)行后可減少1890m3采空區(qū)自流水排放及自來(lái)水投入。有表5.3.1項(xiàng)目完成情況表段5.3.2試驗(yàn)期間存在問(wèn)題及處理措施預(yù)計(jì)需添加鹽酸、氫氧化鈉、亞5.3.3處理后水質(zhì)對(duì)比表號(hào)1--2─3NTU4度51煤礦采空區(qū)涌水井下深度處理技術(shù)及應(yīng)用Ⅲ-66號(hào)6─7鐵8錳9────體─00出由表5.3.3可知，陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司采空涌水經(jīng)過(guò)礦井水采空區(qū)多5.4本章小結(jié)藝進(jìn)行調(diào)試應(yīng)用，結(jié)果表明經(jīng)處理的采空涌水第六章結(jié)論6.1研究成果的作用、影響和應(yīng)用前景井下建設(shè)了污水處理站進(jìn)行水處理復(fù)用，綜合回收利用礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)，出水水質(zhì)達(dá)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006)標(biāo)準(zhǔn)，減少了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的排放量，進(jìn)而大幅降低SS（固體懸浮物濃度）等污染物排放總量，在實(shí)現(xiàn)礦區(qū)污水有效治理的同時(shí)，為生產(chǎn)提供大量水資源，產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟(jì)效益，很好的解決了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)污染環(huán)境與礦區(qū)供水嚴(yán)重短缺矛盾，更降低了對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的污染，對(duì)保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境起到積極作用，具有長(zhǎng)對(duì)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理利用技術(shù)各項(xiàng)工程所陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司采空涌水井下復(fù)用項(xiàng)目地下工程改造部分所需費(fèi)用約為2587.9萬(wàn)元，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用約為2040.64萬(wàn)元，設(shè)備按照費(fèi)用約為Ⅲ-68Ⅲ-73該項(xiàng)目已投入運(yùn)行，處理成本為2.55元/噸，年水處理3000m3/天×365天=76.7萬(wàn)方，水質(zhì)達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，為二、三、四號(hào)風(fēng)井地面生活供水提供保障，年節(jié)約水費(fèi)76.7萬(wàn)方×（5.4-2.55）/噸=218.6萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益比較可觀,可以（1）通過(guò)陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水站的建成，對(duì)推進(jìn)煤炭安全智能綠色開發(fā)利用，建設(shè)集約、安全、采和改造，發(fā)展了礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理，建成一座綠色礦山，資源綜合利用水平全面提升；同時(shí)配套智能化控制系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)無(wú)人（2）黃陵礦區(qū)水、火、瓦斯、煤塵、頂板、油型氣、油氣井災(zāi)害齊全，通產(chǎn)需求，更滿足礦井生活區(qū)域人員用水，開創(chuàng)了復(fù)雜（3）該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)煤礦企業(yè)進(jìn)一步提升礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)資源利用、綠色開采管理提供了有力借鑒，對(duì)礦井成本管控提供了（5）通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型煤炭工業(yè)，促進(jìn)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有顯著效果；污水處6.2主要結(jié)論通過(guò)開展礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用技術(shù)研究與應(yīng)用項(xiàng)（1）劃分了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的類型，重點(diǎn)研究了黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)形成原因及其水質(zhì)指標(biāo)，并從污水處理站建設(shè)規(guī)模及用地情況，綜合考慮處理效率、節(jié)地等多方面因?qū)Σ煌牡V井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)處理工藝進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了混凝分離工藝具有流程短，構(gòu)筑物少，占地簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低等特點(diǎn)；同時(shí)該工藝控制系統(tǒng)具有一定的先進(jìn)性，安全防護(hù)（2）研究了混凝分離技術(shù)的原理，得到了膜分離法處理污水的水質(zhì)要求以及各子系統(tǒng)的預(yù)處理原則，在此基礎(chǔ)上自主研發(fā)了JDL混凝分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)出水，出水可資源化回用于生產(chǎn)用水；并通過(guò)對(duì)比不同的消毒工藝，采用RO反滲透技術(shù)，利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的消毒滅菌，產(chǎn)水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（3）開發(fā)了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)對(duì)煤礦采空涌水復(fù)用水站的工藝過(guò)程以分散控制和集中調(diào)度，（4）設(shè)計(jì)構(gòu)建了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水倉(cāng)圍巖控制技術(shù)體系，通過(guò)理論計(jì)算確定了煤礦采空區(qū)復(fù)用地下空間支護(hù)參數(shù)，采用無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿、鋼筋綁扎、水倉(cāng)支模澆筑砼等對(duì)水倉(cāng)進(jìn)行了加固支護(hù)，同時(shí)采用“五步七涂”工藝實(shí)現(xiàn)采空涌水復(fù)用水倉(cāng)的防滲、防漏，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量驗(yàn)證了該方法的可行性，為礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)地下處理場(chǎng)地的防滲漏以及圍巖變形控制提供新方法。6.3主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）探明了黃陵礦區(qū)礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)的水質(zhì)指標(biāo)，創(chuàng)新采用了RO反滲透技術(shù)，自主研發(fā)了JDL混凝分離+RO技術(shù)，并通過(guò)對(duì)比不同的礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)處理工藝，開創(chuàng)了JDL混凝分（2）設(shè)計(jì)構(gòu)建了水、火、瓦斯、煤塵、頂板、油型氣、油氣井災(zāi)害齊全的復(fù)雜地質(zhì)條件下礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)復(fù)用水倉(cāng)圍巖控制技（3）首次研制了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用智能化控制成套裝備系統(tǒng)，完成了生產(chǎn)過(guò)程對(duì)礦井水采空區(qū)多級(jí)線監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深（4）礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下復(fù)用系統(tǒng)首次在黃陵礦區(qū)成功投入生產(chǎn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)井下深度處理Ⅲ-73參考文獻(xiàn)[1]張洪亮.煤礦礦井水深度處理與復(fù)用的應(yīng)用研究[J].山西化工,2022,42(08):195-196+199.[2]許朦,趙文虎.我國(guó)礦井水處理研究領(lǐng)域的知識(shí)圖譜分析[J].中國(guó)礦業(yè),2023,32(05):8-15.[3]王旭東.我國(guó)煤礦礦井水處理用于生活用水的現(xiàn)狀和建議[J].山西化工,2023,43(01):221-223.[4]王東升.煤礦礦井水處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析[J].煤質(zhì)技術(shù),2021,36(03):30-34.[5]馬艷,尚秀全.煤礦礦井水處理技術(shù)與利用現(xiàn)狀探究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2021(09):48-49.[6]郭中權(quán),崔東鋒.智能化煤礦水務(wù)技術(shù)的發(fā)展與展望[J].智能礦山,2022,3(07):97-104.訊,2023,21(02):95-98.[8]豆碩超.高懸浮物高巖粉礦井水高效處理工藝研究[D].河北工程大學(xué),2022.[9]李楠.煤礦礦井水的凈化處理技術(shù)研究[J].山西化工,2022,42(08):188-189.[10]李楠.煤礦礦井水的凈化處理技術(shù)研究[J].山西化工,2022,42(08):188-189.[11]柴新庚.煤礦礦井水處理方法與綜合利用策略分析[J].山西化工,2022,42(03):49-51.[12]孫文潔,任順利,武強(qiáng)等.新常態(tài)下我國(guó)煤礦廢棄礦井水污染防治與資源化綜合利用[J].煤炭學(xué)報(bào),2022,47(06):2161-2169.[13]李松子.關(guān)閉煤礦酸性礦井水熱能利用中水質(zhì)調(diào)控模擬實(shí)驗(yàn)研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2023.[14]徐坤.關(guān)于煤礦礦井水井下再利用新技術(shù)的研究分析[J].四川有色金屬,2022(01):20-22+62.[15]高占彬,寧掌玄,葉軍建等.礦井水處理工藝綜述[J].華北自然資源,2021(01):31-33.[16]曹慶一,陳思瑤,梁朝銘等.關(guān)于制定礦井水綜合利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的思考[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué),2021(01):68-71.[17]任輝,朱士飛,王行軍等.煤系礦井水資源開發(fā)利用問(wèn)題與對(duì)策研究[J].中國(guó)煤炭地質(zhì),2020,32(09):9-20.[18]武彥輝.煤礦污水處理工藝及問(wèn)題探討[J].環(huán)境與發(fā)展,2020,32(08):82-83.[19]孫亞軍,陳歌,徐智敏等.我國(guó)煤礦區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀及礦井水處理利用研究進(jìn)展[J].煤炭學(xué)報(bào),2020,45(01):304-316.[20]曹慶一,任文穎,陳思瑤等.煤礦礦井水處理技術(shù)與利用現(xiàn)狀[J].能源與環(huán)保,2020,42(03):100-[21]謝佳宏,邵立南,楊曉松.我國(guó)煤礦礦井水處理的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)礦業(yè),2019,28(S2):434-435+439.[22]王汝慶,陳晨,劉毅.營(yíng)盤壕煤礦礦井水井下復(fù)用技術(shù)研究[J].山東煤炭科技,2022,40(10):21-23.[23]盧振,郭洋楠,李國(guó)慶等.神東礦區(qū)地表水、地下水和礦井水水質(zhì)特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J/OL].安全與環(huán)境工程:1-13[2023-08-14].[24]李青山,楊廣焱,康小兵等.川東華鎣山廢棄礦井水化學(xué)特征及影響因素分析[J].四川環(huán)境,2023,42(03):130-139.煤礦復(fù)雜礦井水采空區(qū)多級(jí)沉降直濾深度處理技術(shù)Ⅲ-74術(shù),2023,51(05):269-283.[26]李波.酸性礦井水中含鋁礦物抑制黃鐵礦氧化溶解過(guò)程與機(jī)制[D].西南科技大學(xué),2023.[27]王昱同,王皓,王甜甜等.蒙陜接壤區(qū)淺埋煤層礦井水水化學(xué)特征及來(lái)源分析[J].煤田地質(zhì)與勘探,2023,51(04):85-94.[28]李競(jìng)贏,劉啟蒙,楊明慧.礦井水水化學(xué)特征及資源化利用研究——以張集煤礦為例[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2023,51(04):254-263.[29]高杰.兩級(jí)預(yù)沉-澄清工藝處理大型高懸浮物含氟礦井水——以正通煤業(yè)為例[J/OL].能源環(huán)境保護(hù),2023(04):165-170[2023-08-14][30]楊秋,曹英杰,張宇等.閉坑鉛鋅礦區(qū)地下水—礦坑水水化學(xué)特征及成因分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2023,32(02):361-371.[31]王昱同,王皓,王甜甜等.蒙陜接壤淺埋煤層區(qū)礦井水水化學(xué)特征及資源化利用研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2022,50(S2):423-432.[32]王甜甜,薛建坤,尚宏波等.蒙陜接壤區(qū)礦井水中氟的污染特征及形成機(jī)制[J].煤炭學(xué)報(bào),2022,47(11):4127-4138.[33]劉爽.煤礦礦井水處理技術(shù)及資源化綜合利用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2022(08):104-107.學(xué),2022,43(12):5547-5559