[發(fā)明專利]一種關(guān)閉煤礦酸性礦井水處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811457008.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109336241B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李向東;馮啟言;孫悅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/66
• 分類號(hào): C02F1/66;C02F103/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開的一種關(guān)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(guān)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(guān)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(jīng)過處理后的出水進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，在濕地系統(tǒng)通過進(jìn)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(jīng)濕地處理后的出水可外排或回用。本方法操作簡(jiǎn)單，利用石灰石等廉價(jià)材料，利用關(guān)閉煤礦原有的巷道，節(jié)約土地，可有效解決關(guān)閉煤礦酸性礦井水污染問題，同時(shí)降低處理與維護(hù)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于斜井開采的廢棄礦山的關(guān)閉煤礦酸性礦井水處理方法。

背景技術(shù)

開發(fā)礦藏時(shí)，大氣降水、地表水、地下水和生產(chǎn)用水等涌入，就會(huì)形成礦山排水。對(duì)于斜井開采的煤礦，大氣降水滲入采空區(qū)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(xì)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(diǎn)多且分散，污染面廣，嚴(yán)重威脅周邊土壤和水體的環(huán)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(duì)水環(huán)境有不利影響，且產(chǎn)生大量不易脫水的鈣渣，處理不當(dāng)也會(huì)造成二次污染；微生物法就是在SO₄^2-充足的環(huán)境中，微生物以有機(jī)物為電子供體，以SO₄^2-為電子受體，氧化有機(jī)物，通過對(duì)有機(jī)物的異化作用獲得生命所需的能量，同時(shí)將SO₄^2-進(jìn)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(yīng)用；濕地處理法是利用濕地系統(tǒng)獨(dú)特的土壤和基質(zhì)、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(zhǔn)確預(yù)測(cè)，目前還沒有具體的設(shè)計(jì)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)施需要固定的工作人員維護(hù)運(yùn)行，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，因此，亟需開發(fā)新技術(shù)，從源頭減少酸性礦山廢水的排放量，低運(yùn)行費(fèi)用的處理方法，實(shí)現(xiàn)酸性礦井水的達(dá)標(biāo)排放或水資源的綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)方法的不足，主要針對(duì)關(guān)閉平井或斜井開采的煤礦外排酸性礦井水提供了一種簡(jiǎn)單、高效、操作管理方便、低成本的處理方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的關(guān)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(guān)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(nèi)入口處分別設(shè)置一擋水墻，在擋水墻上安裝一道自動(dòng)開啟閘門，并分別在閘門的外側(cè)設(shè)置一道進(jìn)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(shè)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(shè)一根開孔管，開孔管鋪設(shè)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(jìn)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(zhǎng)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；