[发明专利]一种关闭煤矿酸性矿井水处理方法

说明书

本发明公开的一种关闭煤矿酸性矿井水处理方法，适用于斜井开采废弃矿山的酸性矿井水处理。首先，在煤矿关闭前与矿井口处开挖一条与坑道，与原有巷道平行，在坑道的顶端与原有巷道开挖一条连接通道，煤矿关闭后，在矿井口废弃的原有巷道和开挖的巷道中去除酸性矿井水中的H⁺、悬浮物、铁、锰、硫酸根等污染物；经过处理后的出水进入人工湿地系统，在湿地系统通过进一步的中和、吸附、过滤、离子交换、植物吸收等去除水中剩余的H⁺、铁、锰等污染物，经湿地处理后的出水可外排或回用。本方法操作简单，利用石灰石等廉价材料，利用关闭煤矿原有的巷道，节约土地，可有效解决关闭煤矿酸性矿井水污染问题，同时降低处理与维护成本。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，尤其是一种适用于斜井开采的废弃矿山的关闭煤矿酸性矿井水处理方法。

背景技术

开发矿藏时，大气降水、地表水、地下水和生产用水等涌入，就会形成矿山排水。对于斜井开采的煤矿，大气降水渗入采空区是形成酸性矿井水排放的重要因素，且降水中溶解氧浓度通常为8-9mg/L，在硫细菌的参与下，岩石中的硫化物氧化形成酸性矿山排水，其pH值一般在3.0-6.5之间，这类酸性矿山排水排放点多且分散，污染面广，严重威胁周边土壤和水体的环境安全。

目前，酸性矿山排水常用的处理工艺有中和法、微生物法、人工湿地法等。中和法就是将中和剂投入酸性废水中，提升废水pH，金属离子在碱性条件下生成氢氧化物沉淀，从而从废水中去除，比较常用的中和剂有石灰、石灰石、碳酸钠、氢氧化钠等。中和法能有效中和废水酸度，中和法处理后出水中可能含过多的碱度，对水环境有不利影响，且产生大量不易脱水的钙渣，处理不当也会造成二次污染；微生物法就是在SO₄^2-充足的环境中，微生物以有机物为电子供体，以SO₄^2-为电子受体，氧化有机物，通过对有机物的异化作用获得生命所需的能量，同时将SO₄^2-进行还原，提高出出水的pH值，该方法还不成熟，没有得到广泛应用；湿地处理法是利用湿地系统独特的土壤和基质、特有的水文条件和湿地生物通过吸附、过滤、离子交换、氧化和水解等作用来处理酸性矿山排水，但是，湿地法处理的效果不能准确预测，目前还没有具体的设计和运行标准，此外，湿地还占用大量的土地。

这些处理方法所采用的处理设施需要固定的工作人员维护运行，运行费用昂贵，因此，亟需开发新技术，从源头减少酸性矿山废水的排放量，低运行费用的处理方法，实现酸性矿井水的达标排放或水资源的综合利用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术方法的不足，主要针对关闭平井或斜井开采的煤矿外排酸性矿井水提供了一种简单、高效、操作管理方便、低成本的处理方法。

技术方案：本发明的关闭煤矿酸性矿井水处理方法，其特征在于包括如下步骤：

a.在煤矿关闭平井或斜井开采前，在距离原有巷道20-30m处开挖一条与原有巷道平行的新巷道，新开挖巷道的宽度、高度与原有巷道一致；

b.在新开挖巷道的顶端开挖一条与原有巷道连通的通道；

c.在原有巷道和新开挖巷道内入口处分别设置一挡水墙，在挡水墙上安装一道自动开启闸门，并分别在闸门的外侧设置一道进水花墙；

d.在原有巷道和新开挖巷道距离巷道出口1.0-1.5m处分别设置一道出水花墙；

e.在原有巷道和新开挖巷道中的底部填充石英砂层，并在石英砂层中各铺设一根开孔管，开孔管铺设至出水花墙外，伸出出水花墙分别连接疏排水管，疏排水管上各安装有阀门；

f.分别在原有巷道和新开挖巷道进出水花墙之间分段填充碱性材料，自水流入方向向外至总长度2/3位置处作为第一段填充空间，剩余部分作为第二段填充空间；