[發明專利]一種關閉煤礦酸性礦井水處理方法

有效

• 申請號: 201811457008.5
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109336241B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李向東;馮啟言;孫悅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C02F1/66
• 分類號: C02F1/66;C02F103/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種關閉煤礦酸性礦井水處理方法，其特征在于包括如下步驟：

a.在煤礦關閉平井或斜井開采前，在距離原有巷道20-30m處開挖一條與原有巷道平行的新巷道，新開挖巷道的寬度、高度與原有巷道一致；

b.在新開挖巷道的頂端開挖一條與原有巷道連通的通道（1）；

c.在原有巷道和新開挖巷道內入口處分別設置一擋水墻（2）和（2’），在擋水墻（2）和（2’）上安裝一道自動開啟閘門，并分別在閘門的外側設置一道進水花墻（3）和（3’）；

d.在原有巷道和新開挖巷道距離巷道出口1.0-1.5m處分別設置一道出水花墻（4）和（4’）；

e.在原有巷道和新開挖巷道中的底部填充石英砂層，并在石英砂層中各鋪設一根開孔管（5）和（5’），開孔管（5）和（5’）鋪設至出水花墻（4）和（4’）外，伸出出水花墻（4）和（4’）分別連接疏排水管（9）和（9’），疏排水管（9）和（9’）上各安裝有閥門；

f.分別在原有巷道和新開挖巷道進出水花墻之間分段填充堿性材料，自水流入方向向外至總長度2/3位置處作為第一段填充空間（6）和（6’），剩余部分作為第二段填充空間（7）和（7’）；所述第一段填充空間（6）和（6’）填充的堿性材料為石灰石、石英砂和草木秸稈的混合物，石灰石:石英砂:草木秸稈的質量比為(5-10):(1-2):(0.5-1)；所述第二段填充空間（7）和（7’）填充的堿性材料為石灰石、錳砂和氫氧化鋯的混合物，石灰石:錳砂:氫氧化鋯的質量比為(5-10):(1-2):( 0.1-0.01)；

g.煤礦關閉后，交替使用原有巷道和新開挖巷道，使礦井水交替從原有巷道和新開挖巷道中進入，通過原有巷道和新開挖巷道中填充的堿性材料進行處理后，分別從原有巷道和新開挖巷道排出，引入人工濕地處理系統（8）中進行基質的吸附、沉淀、植物的吸收，通過微生物的降解去除水中的鐵、錳、和懸浮物污染物質，完成關閉煤礦酸性礦井水的處理，處理后的出水外排或回用；

所述煤礦關閉后，交替使用原有巷道和新開挖巷道的方法如下：

1）先開啟原有巷道的擋水墻（2）閘門，關閉開挖的新開挖巷道的擋水墻（2’）閘門，礦井水從進水花墻（3）流入原有巷道內，通過原有巷道中填充的堿性材料對酸性礦井水進行處理后，從出水花墻（4）流出，經管路引入人工濕地處理系統（8）；

2）當原有巷道中填充的堿性材料進行中和反應處理1-1.5年后，關閉原有巷道的擋水墻（2）上的閘門，開啟新開挖巷道的擋水墻（2’）上的閘門，礦井水從進水花墻（3’）流入新巷道內，通過新開挖巷道中填充的堿性材料對進酸性礦井水行處理后，從出水花墻（4’）流出，經管路引入人工濕地處理系統（8）；

3）利用新巷道中填充的堿性材料進行礦井水處理時，挖去原有巷道中反應后的填充材料，在原有巷道中按照原先的比例和分段重新填充堿性材料；

4）當新開挖巷道中填充的堿性材料進行中和反應1-1.5年后，關閉新開挖巷道的擋水墻（2’）上的閘門，開啟原有巷道的擋水墻（2）上的閘門，礦井水流入原有巷道，利用原有巷道進行酸性礦井水的處理，如此反復利用原有巷道和新開挖巷道中的填充物料處理酸性礦井水。

2.根據權利要求1所述的關閉煤礦酸性礦井水的處理方法，其特征在于：所述新開挖巷道的長度為50-100m。

3.根據權利要求1所述的關閉煤礦酸性礦井水的處理方法，其特征在于：所述在原有巷道和的新開挖巷道中的底部填充石英砂層的厚度為10-20cm 。

4.根據權利要求1所述的關閉煤礦酸性礦井水的處理方法，其特征在于：所述填充堿性材料的填充高度至距離巷道頂部30cm。

5.根據權利要求1所述的關閉煤礦酸性礦井水的處理方法，其特征在于：當巷道內出現堵塞影響處理效果時，開啟開疏排水管（9）或（9’）上的閥門放水，或利用水泵抽水，堵塞排除后停止排水或抽水，排放的水或抽出的水引入人工濕地處理系統（8）進行處理。