[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

本發明公開的一種關閉煤礦酸性礦井水處理方法，適用于斜井開采廢棄礦山的酸性礦井水處理。首先，在煤礦關閉前與礦井口處開挖一條與坑道，與原有巷道平行，在坑道的頂端與原有巷道開挖一條連接通道，煤礦關閉后，在礦井口廢棄的原有巷道和開挖的巷道中去除酸性礦井水中的H⁺、懸浮物、鐵、錳、硫酸根等污染物；經過處理后的出水進入人工濕地系統，在濕地系統通過進一步的中和、吸附、過濾、離子交換、植物吸收等去除水中剩余的H⁺、鐵、錳等污染物，經濕地處理后的出水可外排或回用。本方法操作簡單，利用石灰石等廉價材料，利用關閉煤礦原有的巷道，節約土地，可有效解決關閉煤礦酸性礦井水污染問題，同時降低處理與維護成本。

技術領域

本發明涉及環境工程技術領域，尤其是一種適用于斜井開采的廢棄礦山的關閉煤礦酸性礦井水處理方法。

背景技術

開發礦藏時，大氣降水、地表水、地下水和生產用水等涌入，就會形成礦山排水。對于斜井開采的煤礦，大氣降水滲入采空區是形成酸性礦井水排放的重要因素，且降水中溶解氧濃度通常為8-9mg/L，在硫細菌的參與下，巖石中的硫化物氧化形成酸性礦山排水，其pH值一般在3.0-6.5之間，這類酸性礦山排水排放點多且分散，污染面廣，嚴重威脅周邊土壤和水體的環境安全。

目前，酸性礦山排水常用的處理工藝有中和法、微生物法、人工濕地法等。中和法就是將中和劑投入酸性廢水中，提升廢水pH，金屬離子在堿性條件下生成氫氧化物沉淀，從而從廢水中去除，比較常用的中和劑有石灰、石灰石、碳酸鈉、氫氧化鈉等。中和法能有效中和廢水酸度，中和法處理后出水中可能含過多的堿度，對水環境有不利影響，且產生大量不易脫水的鈣渣，處理不當也會造成二次污染；微生物法就是在SO₄^2-充足的環境中，微生物以有機物為電子供體，以SO₄^2-為電子受體，氧化有機物，通過對有機物的異化作用獲得生命所需的能量，同時將SO₄^2-進行還原，提高出出水的pH值，該方法還不成熟，沒有得到廣泛應用；濕地處理法是利用濕地系統獨特的土壤和基質、特有的水文條件和濕地生物通過吸附、過濾、離子交換、氧化和水解等作用來處理酸性礦山排水，但是，濕地法處理的效果不能準確預測，目前還沒有具體的設計和運行標準，此外，濕地還占用大量的土地。

這些處理方法所采用的處理設施需要固定的工作人員維護運行，運行費用昂貴，因此，亟需開發新技術，從源頭減少酸性礦山廢水的排放量，低運行費用的處理方法，實現酸性礦井水的達標排放或水資源的綜合利用。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服已有技術方法的不足，主要針對關閉平井或斜井開采的煤礦外排酸性礦井水提供了一種簡單、高效、操作管理方便、低成本的處理方法。

技術方案：本發明的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；

c.在原有巷道和新開挖巷道內入口處分別設置一擋水墻，在擋水墻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；

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；

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，開孔管鋪設至出水花墻外，伸出出水花墻分別連接疏排水管，疏排水管上各安裝有閥門；

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，剩余部分作為第二段填充空間；