[发明专利]一种煤矿分布式地下水库水资源的净化方法

说明书

技术领域

本发明属于矿业工程及水利工程的综合利用，具体涉及一种煤矿分布式地下水库水资源的净化方法。

背景技术

我国是缺水国家，水资源短缺现象对国民经济发展和人民生活的改善构成了严重威胁。矿井水在煤炭开采过程中不可避免产生，作为一种宝贵的水资源，仅国有重点煤矿每年排放的矿井水就高达22亿吨，平均每开采一吨煤需要排放2吨废水。一方面，矿井水的外排，不仅浪费了大量宝贵的水资源，而且对周边环境极易构成严重的环境污染。另一方面，我国西部地区赋存着丰富的煤炭资源，但水资源匮乏，使得矿区用水及周边区域用水紧张进一步恶化，已经严重制约了矿区的正常生产，不利于资源与环境的协调发展。

当前，矿井地下水仍以抽排到地面为主，由于水资源利用的季节性等因素，造成水资源的极大浪费，加剧当地供给的失衡。同时对矿井水悬浮物及水质的处理方法大多仍是在矿井水由井下排放在地面进行处理，也容易造成二次污染。对于地下水资源的保护国内已有一些尝试，例如通过采空区净化过滤再抽采、地下水井下处理利用等。

“利用矿井地下巷道空间处理矿井水技术”（CN101012091）、“矿井水综合处理利用技术”（CN101975087A）等专利，提出了通过巷道空间利用净水设备处理矿井水、以及对矿井水的收集与利用，以此实现对矿井水的处理及保护。这些方法与技术都是通过井下或者地面处理净化矿井水的方法，对于西部地区而言，无法解决水资源供给季节性失衡的问题，同时地下水的流失也不利于当地生态环境的恢复。

因此，人们对于净化效果好、成本低的矿井水净化方法仍存在需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是解决矿井水的水质问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种煤矿分布式地下水库水资源的净化方法，该方法可以很好地解决矿井水的水质问题，而且成本低。

本发明提供的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法，包括以下步骤：

（1）矿井水的分类收集

根据矿井水的污染源，将粉尘污染矿井水与化学污染矿井水分类收集，并通过水仓将上述不同类别矿井水分别进行储存；

（2）分布式地下水库的过滤净化

将采煤工作面开采后的空间作为分布式地下水库，其中开采后塌落的煤矸石层作为所述分布式地下水库的净化过滤层，并在所述分布式地下水库的最高端设有注水孔，在所述分布式地下水库的最低端设有抽水孔；然后将所述粉尘污染矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入并从所述分布式地下水库的抽水孔抽出；

（3）分布式地下水库的循环过滤净化

对来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水进行水质检测；如果矿井水的水质不稳定，再次将水质不稳定的矿井水从所述分布式地下水库的注水孔注入，如有需要再次/多次循环上述过程，直至来自所述分布式地下水库的抽水孔的矿井水的水质保持稳定。

优选地，步骤（2）中，所述净化过滤层的高度至少为3.0米；所述注水孔与所述抽水孔之间的距离至少为800米；所述煤矸石的破碎块度最大为800mm。

更优选地，步骤（2）中，所述净化过滤层的高度至少为3.5米；所述注水孔与所述抽水孔之间的距离至少为1000米；所述煤矸石的破碎块度最大为600mm。

进一步优选地，步骤（2）中，所述净化过滤层的高度至少为4.0米；所述注水孔与所述抽水孔之间的距离至少为1500米；所述煤矸石的破碎块度最大为400mm。

所述煤矸石的破碎块度指的是所述煤矸石的直径。

优选地，步骤（3）中，所述水质检测为水质全分析，检测项目包括pH、pNa、浊度、碱度、亚硝酸盐、化学耗氧量、全固体、溶解固体、悬浮固体、全硅及活硅、钙、氯化物、硬度、硫酸盐和铁的测定。所述检测可以参照水质全分析标准进行。

优选地，步骤（3）中，所述水质不稳定是指检测项目中至少有一项不符合Ⅳ类水标准。

优选地，步骤（1）中，所述粉尘污染矿井水指的是由于采矿煤尘等引起的物理悬浮物污染矿井水。

本领域技术人员可以理解，本发明的煤矿分布式地下水库水资源的净化方法中，对所述注水孔的注水速度和所述抽水孔的抽水速度没有特别地限制。本领域技术人员可以根据水量选择合适的注水速度和抽水速度。