哈拉沟煤矿矿井水井下处理利用系统研究

为缓解矿区水资源紧缺的状况,利用采空区预沉淀、水射器曝气和相互冲洗过滤装置接触氧化过滤,将哈拉沟煤矿矿井水在井下直接处理后作为井下生产用水。运行实践表明,该处理利用系统适合煤矿井下巷道环境,可有效地去除矿井水中的悬浮物(SS)、铁(Fe2+)和锰(Mn2+)等物质,总进水平均质量浓度分别为323mg/L(SS)、1.21mg/L(Fe2+)、0.28mg/L(Mn2+),总出水平均质量浓度分别为2mg/L(SS)、0.11mg/L(Fe2+)、0.04mg/L(Mn2+),相应平均去除率分别为99.4%、90.9%、85.7%,均达到煤矿井下生产用水水质要求。     

内循环A/O工艺处理焦化废水运行分析

应用内循环缺氧/好氧(A/O)工艺处理焦化废水,对焦化厂污水处理系统进水、出水的化学需氧量(COD)、氨氮、氰和酚进行检测分析,结果表明,氨氮浓度为150～200mg/L时,氨氮的脱除效率最高,平均达到98%以上;COD进水浓度在1900～2500mg/L,COD经处理后的出水浓度在100mg/L以下时,脱除率达到98%以上,酚的脱除率达到99%以上,氰的含量降到0.5mg/L以下,氰的脱除率约为78%～84%。     

微污染水源水生物预处理工艺的研究

采用螺旋状带斜切聚丙烯悬浮填料生物接触氧化池对微污染水源水进行预处理,它能够有效去除可生物降解有机物和NH4+-N等。结果表明,在气水比为1∶1,水力停留时间为1h时,对有机物的去除率平均为24.5%,最大为47.5%;对NH4+-N的去除率平均达到了90.23%,且有相当多的时候出水浓度低于0.02mg/L的检出限。     

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。     

多重混凝沉淀处理高悬浮物矿井水试验及应用

针对冀中能源峰峰集团大淑村矿高悬浮物矿井水处理混凝剂投加量大，混凝沉淀效果差等问题，研究了混凝剂种类、絮凝剂种类、混凝次数、混(絮)凝剂投加方式及投加量、反应转速等因素对矿井水悬浮物去除效果的影响。结果表明：最佳混凝剂为PAC,最佳絮凝剂为CPAM,混凝次数为两次，最佳投加方式及投加量为一次投加70 mg/L PAC和0.3 mg/L PAM,二次投加20 mg/L PAC和0.3 mg/L PAM,PAC投加量较常规混凝减少了25%,最佳转速为快搅210 r/min,慢搅60 r/min,最佳条件下出水浊度降到1.39 NTU,浊度去除率可达99%以上。工程应用表明：采用二重混凝沉淀工艺处理高悬浮物矿井水，对悬浮物和浊度的去除效果显著，出水水质稳定达标，节省了部分水资源费和投药成本，具有良好的经济效益和环境效益。     

含细颗粒悬浮物矿井水的混凝沉淀参数优化

针对宝日希勒露天煤矿矿井水中悬浮颗粒物粒径小、难去除的问题,采用单因素与正交实验方法确定了混凝沉淀工艺的最佳参数,分析了矿井水中细颗粒物的混凝机理。结果表明,混凝沉淀的最佳工艺参数为聚合氯化铝(PAC)投加量50 mg/L,非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)投加量5.0 mg/L,快速搅拌(300 r/min)时间1 min,慢速搅拌(50 r/min)时间8 min,静置时间5 min;在最佳工艺条件下,悬浮物(SS)质量浓度为5.0 mg/L,去除率为99.1%,相比单独投加PAC时,10μm以下的细颗粒物去除率提高了25.9%,矿井水的ζ电位由-40.9 mV降低至-16.3 mV,说明细颗粒物的混凝机理主要为PAC吸附电中和作用和聚丙烯酰胺(PAM)吸附架桥作用。     

露天矿矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究

针对宝日希勒露天煤矿矿坑涌水中细颗粒物难去除、混凝剂投加量大的问题，开展了矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究。通过分析矿坑涌水的悬浮物颗粒粒径、ζ电位和PAC/APAM配比对混凝沉淀效果的影响，提出一种经济有效的矿井水处理新工艺——磁混凝分离技术。研究结果表明：矿坑涌水中悬浮颗粒物平均浊度高(1 794 NTU),细颗粒物(粒径≤10μm)占比大(85%),且ζ电位高，导致混凝沉淀的效果不佳；2号矿坑污水处理厂的PAC投加量约为200 mg/L,远超正常投加量(20～60 mg/L),需要进一步优化；采用“初沉+混凝+磁分离+过滤”的处理工艺，可提高细颗粒物的去除率，同时减少混凝剂投加量，理论估计处理系统运行成本为0.415元/m³,可实现经济效益为106.76万元/a。     

矿井水井下除铁除锰装置的开发与应用

该装置由反应区和过滤区组成,反应区为波纹板竖向布置,过滤区由多个密闭的滤格组成,整个装置采用压力式进出水,滤格间实现相互冲洗。工程应用实践表明,矿井水进水平均质量浓度铁(Fe2+)1.21 mg/L、锰(Mn2+)0.28 mg/L,处理后出水平均质量浓度分别为0.11 mg/L、0.04 mg/L,相应平均去除率分别为90.9%、85.7%,满足煤矿井下生产用水水质要求。该装置空间占用小、不需要专用的冲洗设施,运行管理方便。     

改性钢渣对水中磷吸附性能的研究

以钢渣为原料进行改性,取某河流水样对改性前后钢渣进行吸附性能比较,采用配制模拟水样为对象,研究了粒径、初始磷质量浓度、吸附时间对改性钢渣吸附性能的影响。结果表明,改性钢渣对磷含量2～12 mg/L的模拟水样中磷去除率可达90%以上,对磷含量20～400 mg/L的模拟水样中磷去除率可达50%以上;选用粒径3～5 mm的改性钢渣作为吸附剂,在投加量为200 mg/L,吸附时间为60 min,振荡频率为150 r/min的条件下,吸附除磷效果最佳;吸附时间在10 min以内,改性钢渣对总磷(TP)为6 mg/L的模拟水样中磷的吸附属于瞬时吸附,吸附效率达98%,10～30 min吸附性能下降,30～60 min吸附性能逐渐上升并趋于平衡;改性钢渣重复吸附15次其吸附率均在80%以上。     

污水生物除磷脱氮工艺运行效能分析

为了探讨污水生物除磷脱氮工艺运行效能，选取某污水处理厂作为试点，按照生物除磷脱氮工艺运行原理设计实验装置，观察装置运行后COD处理、除磷、脱氮效果以及微生物菌群变化情况，明确工艺运行效能。工艺运行后水体中COD的平均去除率为87.52%,厌氧池的COD去除量占总去除量的3/4。正常运行环境下，总氮去除率约为62.38%,除磷率约为92.58%,最终出水总磷含量低于0.64 mg/L。污水生物处理工艺应用后，微生物群落主要由变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门3种对除磷脱氮有促进作用的优势菌群构成，反映了工艺具有良好的运行效能。     

地面钻孔注浆封堵井下巷道隔绝火区灭火技术

由于大柳塔煤矿大柳塔井邻近的小煤矿五当沟井口附近采空区遗煤的自燃,危及大柳塔井安全开采,而五当沟井口巷道垮塌严重且已封闭,大柳塔井与五当沟井采空区联通巷道也垮塌,两侧均不能通过井下采取灭火措施,因此采用地面打钻,干法灌注粗、细骨料,渗入式注浆与静压注浆相结合的方法构筑密闭墙,封堵井下巷道隔绝采空区火区,取得了良好效果。     

T-R综合物探技术探测煤矿采空积水区应用研究

为准确定位浅层煤矿中存在的采空积水区,基于现有技术理论提出了一种新型T-R综合物探技术,并依托榆树湾煤矿工程对该技术进行了检验。研究发现:T-R综合物探技术能够综合发挥TEM法和RWP法的优势,且能够实现地下地层可视化;利用该技术精确探测到了榆树湾煤矿内某埋深约150 m的采空积水区的存在,验证了该物探技术的可靠性与适用性。     

丰达煤矿水文地质条件分析与防治对策研究

急倾斜煤层覆岩破坏发育规律较为复杂，其顶板导水裂隙带发育高度不完全可控，其浅部老空老窑积水易构成较大隐患。针对丰达煤矿急倾斜的二₁煤层，矿井安全生产面临较严重的浅部老窑积水水害威胁状况，通对分析矿井水文地质条件尤其是老空水和地下水水害威胁程度，提出了“地面井下相结合、探查疏放工作持续开展、老窑灰岩水害防治兼顾”的防治对策，开展井下泄水巷结合常规钻探疏放老空水同时对寒灰水进行探查，确保浅部老空水疏干放净和寒灰水安全带压开采，为矿井安全采掘和急倾斜煤层的探查与防治提供对策。     

曹家滩煤矿矿井水处理技术工程案例探讨

曹家滩煤矿为新建矿井,针对曹家滩煤矿水质日均波动大,悬浮物不稳定,而且矿化度、有机物较低等特点,矿井水处理站采用絮凝斜管沉淀池、重力式无阀滤池和自动化超滤设备三段分级工艺将井下水分别处理为洗煤厂用水、地面生产消防用水、中水与井下消防洒水.矿井水经过分段、多级处理分别满足了不同回用阶段、不同生产工艺的水质需求,出水水质分别达到了《煤炭洗选工程设计规范》(GB 50359-2005)、《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB 50383-2006)水质标准,实现矿井水水资源的综合利用,实现了矿区与周边环境的协调发展.     

张双楼煤矿深井热害控制及其资源化利用技术应用

随着开采深度的增加,越来越多的矿井面临高温热害,热害作为地热能的一种形式可以有效利用。以张双楼煤矿为例,通过现场试验,进行热害资源化利用技术研究。认为矿井涌水丰富的矿井可以充分利用矿井涌水作为井下降温系统冷源;同时,以矿井涌水为冷媒,通过矿井排水系统输送井下热能至地面,在地面建立热能综合利用系统进行工业广场建筑物、井口防冻和洗浴供热;张双楼煤矿实施热害资源化利用技术后,井下工作面空气温度降低了7 ℃,工作面空气含湿量降低了13.62 g/kg,同时取代地面燃煤锅炉后,年节省燃煤11 790 t,减排二氧化碳31 122 t。     

井上下联合处理工艺处理矿井水过程中溶解性有机质变化特征

井上下联合处理工艺处理矿井水过程中,利用三维荧光光谱分析了矿井水中溶解性有机质的组成和变化特征。结果表明：不同处理工艺段对矿井水中DOM去除效果存在较大差异,采空区处理对矿井水中TOC和UV254的去除率分别达到67.453%和65.396%,深度处理可完全去除大分子有机物和芳香族化合物。三维荧光光谱显示,矿井水中表征出3类DOM,酪氨酸类芳香族蛋白质、色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物。经过采空区处理后,3类有机质荧光强度都有较大降低,下降率分别为50.1%,54.4%和47.2%;深度处理使酪氨酸类有机质荧光峰消失,色氨酸类和溶解性微生物代谢产物荧光强度下降了75%左右。矿井水、采空区出水、常规处理出水中 DOM主要为生物来源;膜过滤出水中残留的DOM主要源于陆生植物和土壤有机质;总体上,矿井水处理过程中来自生物或水生细菌的新近自生源组分比例逐渐增加。     

超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的应用

随着矿山充填法开采技术和装备的不断进步,大流量充填系统以其更加经济、高效的优势成为大型矿山充填技术发展的重要方向。针对张庄铁矿500万t/a大规模开采,全尾砂粒径级配超细的技术特点,开发应用了超细全尾砂大流量充填系统。该系统包括1台Φ20 m深锥浓密机,3套由Φ2 600 mm×3 000 mm型高浓度搅拌桶和活化搅拌机组成的联合搅拌装置(两用一备),制备料浆浓度一般控制在68%~70%,单套搅拌和输送系统生成能力达到180~220 m^3/h,料浆自流输送至井下采空区。系统运行多年来,设备状况和工艺技术指标稳定。超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的成功应用,为该矿无尾矿库生产提供了关键技术支撑,也为我国类似大型矿山绿色、安全、高效、经济开采提供了有益参考。     

正压通风矿井易自燃复合煤层综放工作面火灾防治实践

正压通风条件下的易自燃复合煤层开采时容易发生自然发火,严重威胁矿井的安全生产.为了解决正压通风矿井在开采容易自燃的复合煤层综放工作面时所面临的自然发火问题,以大柳塔煤矿复合区12下203综放工作面采空区火灾具体防治实践为例,从工作面的区域位置及开采情况出发,采取架棚区域加固及插管注水、井下高位钻孔与地面钻孔注浆相结合、...     

沿空留巷在碱场煤矿六井的应用

碱场煤矿六井采用锚杆(索)、锚网联合支护及空区码石墙、上帮打贴帮点柱的方式,有效地解决了巷道沿空留巷的难题,同时降低了万吨掘进率。根据该矿地层特征及区域内地质条件,采用沿空留巷的方法,给该矿六井带来了较大的经济效益。     

矿井水循环利用研究与实践

针对我国西部矿区的矿井水资源循环利用率低的现状,结合王家塔矿井的水文地质条件和生产实际,制订了矿井水循环利用方案,并在该矿得到成功应用。首先将井下产生的污水注入采空区,通过改造3104水仓、增敷供排水管线和安设恒压水泵,利用采空区储水能力和巷道高差,实现污水在采空区内自流的过程中滤化,然后将过滤后的清水收集至3104清水仓,最后利用恒压供水泵把过滤的清水用于采掘工作面的设备冷却、消防除尘,多余的清水外排至地面。该方案的实施实现了矿井降本增效的目的,也实现了煤炭资源开采条件下的水资源保护利用。