济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究

济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究邵晨钟1，吕华浦2（1．中国矿业大学机电学院，江苏徐州221116；2．兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁272072）摘要基于目前国内矿井水处理技术现状，探索把矿井水资源化利用作为一个系统工程，集成嵌入到煤炭生产过程，作为煤炭开采的必然行为同时进行系统的设计和规划，实现煤炭资源与水资源的同步开采模式。

研究实施了矿井水处理系统的信息化管理、矿井水井下处理就地复用及自动化监测和控制、井下突水工作面矿井水的有效分流与处理等关键技术，以及电吸附除盐技术在煤矿高矿化度矿井水处理中的推广应用，为矿井水资源化利用提供有效的途径和技术支持。

关键词矿井水水力循环澄清池电吸附煤水分离资源化中图分类号X752：X703文献标识码Bpractice and research of mine water resource recovery engineering of Jining III coal mineShao Chen－zhong1，Lv Hua－pu2（1．School of Mechanical and Electrical Engineering，China University of Mining and Technology（Xuzhou），Xuzhou221006，China；2．Jining III Coal Mine，Yanzhou Coal Mining Limited Company，Jining272072，China）Abstract Basing on the technology status of mine water treatment in China，this paper explores approaches to realize the pattern，which achieves syn-chronization of coal and water resources mining．This pattern makes mine water resource recovery utilization be integrated and embedded in the process of coal production as a system engineering and a necessary behavior of coal mining，which should be simultaneously designed and planned with coal mining in a systematic way．The information management of mine waters treatment system、the automatic monitoring and control of underground mine water treat-ment and on－site reuse、the effective distributary and treatment of mine water in underground water－inrush working face are studied，which serve as key technologies，as well as the application of electro－sorption desalting technique in high mineralized mine water treatment in coal mine．provide effective approaches and technical supports to the mine water resource recovery utilization．Key words mine water hydraulic circulating clarifier electrosorption coal－water separation resource recovery utilization1矿区基本情况济宁三号煤矿位于山东省济宁市南郊。

矿井配套建设年入洗能力500万t的选煤厂和规模为2ˑ300MW的发电厂各一座。

矿井涌水量在8400 19200m3/d范围内。

矿井水悬浮物含量在300 2000mg/L范围内，总碱度为533mg/L，溶解性总固体为1690mg/L，属高悬浮物、高矿化度矿井水。

针对矿区产业布局，济宁三号煤矿对矿井水进行了系统处理，实现了矿井水资源化利用，年节约水资源370万m3，节约费用600余万元；减少了环境污染。

2关键技术2．1地面矿井水处理站矿井在地面设矿井水处理站，设计规模为24000 m3/d。

选择广泛使用的混凝沉淀、过滤和消毒工艺［1］，矿井水排出地面后，首先进入平流式预沉池，经初步沉淀后，进入生产调节水池，由水泵输送到水力循环澄清*收稿日期：2012－05－15作者简介：邵晨钟（1988－），男，汉族，山东济宁人，中国矿业大学机电工程学院硕士研究生。

池，澄清水经机械过滤和消毒后输送到各用户终端，分别用于井下生产、地面生产、生态养护等，部分矿井水去深度处理车间，经电吸附除盐后用于电厂循环冷却水。

底流煤泥水煤泥浓度较高，去选煤厂浓缩池，进一步浓缩后输送到压滤机进行煤泥回收，滤液作为选煤厂洗煤补充水。

工艺流程见图1。

2．1．1水力循环澄清池结构改进设计四个水力循环澄清池，池体为半地下式钢砼结构，地上7．0m，地下1．2m，外径12．6m，单池设计流量取6000m3/d。

因矿井水絮凝反应物（即矾花）的沉降速度慢于普通地表水［2］，在其清水区安装Kop型专用高效增强沉淀装置，高度1．5m，沿周向60度布置，断面呈六角形pp管上下用尼龙绳固定。

改进后絮凝和沉淀时间、回流比、表面负荷及其他相关水力参数得到了改善，运行效果较好，出水相关指标为：PH8．0 8．2；COD≦16mg/L；SS≦10mg/L；浊度≦3NTU。

2．1．2电吸附﹙EST﹚除盐技术应用根据《工业循环冷却水处理设计规范》，矿井水碱度和溶解性总固体超出水质标准。

选用电吸附除盐深度处理工艺［3］，设计处理规模为8000m3/d。

出水溶解性总固体小于1000mg/L，产水率平均75%，产水量平图1矿井水处理工艺流程均6000m 3/d ，工程投资1397万元，运行成本为1．37元/m 3。

选用EMK4443型模块56套，分A 、B 两组，A 组工作时，B 组反洗。

由于矿井水中－碱度超标，而碱度偏高会使电吸附模块结垢，增加反冲洗的次数和运行费用，采取加酸曝气预处理，在原水池之前加入硫酸﹙盐酸﹚。

工艺流程见图2。

图2电吸附除盐工艺流程2．1．3矿井水处理的信息化管理借助煤矿安全生产系统监测监控网络，研究实施了矿井水自动化控制改造并纳入生产监控中心，即以工控机为上位机，可编程序控制器（PLC ）为下位机、组态监控软件及画面组成的矿井水全过程监控系统。

形成具备图像监视、数据采集、分析和显示的监控平台。

能够在矿监控中心接收数据并实时存储，进行数据统计分析，动态生成统计报表满足对矿井水监测处理分析需要。

显示矿井水处理工艺流程以及工艺环节的相关数据，实现矿井水处理系统的信息化管理。

取消人工计量和监测，年节约人工工资60余万元；仪器购置费40余万元。

2．2矿井水井下处理就地复用济宁三号煤矿井筒深度520m ，矿井水由井下中央水仓排出，在地面处理后，返回到井下利用。

提升运行费用高，处理量增大，处理成本增加等。

因此研究实施了矿井水井下处理就地复用技术，在一采二中车场1301胶顺巷道内沿巷道宽度施工了一道挡水墙，墙高2m ，厚0．5m 。

利用墙内部分巷道空间及1301、1302部分采空区作为沉淀与集水空间，安装两台TSW155－30ˑ9型水泵，水位监测、水泵控制进行自动化监测监控，实现了井下直接供水，年节约费用228．51万元。

2．3突水采煤工作面的煤水分离采煤生产过程中多次出现了工作面单面涌水量在6000m 3/d 以上，矿井水悬浮物曾高达6000mg /L 。

为此借助选煤厂的相关工艺，选择在工作面胶带顺槽机头进行筛分脱水工艺，矿井水区域处理，使悬浮物控制在了500mg /L 左右。

即设计研发自移式分级振动脱水筛，安装在顺槽胶带机头，将附近废弃巷道进行改造作为沉淀池，配套安装煤泥回收压滤机一台。

水煤先经振动筛进行脱水分级，脱水后的煤进入到煤仓中，筛下水进入到附近沉淀池中进行浓缩澄清，采用煤泥泵将沉淀池的底流输送到压滤机，煤泥脱水后用皮带输送机运送至煤仓中，沉淀池上清液、滤液进入到采区水仓。

3重点研究及改进长期以来，受我国传统煤炭开采观念的影响，矿井涌水一直作为“水害”来处理。

矿井水资源化利用工程的实施大都是后期改建和改造。

期间，各煤炭企业一方面缴纳排污费，一方面投资建水源井，缴纳水资源费，增加矿井运行成本，浪废水资源。

应把矿井水资源化利用作为一个系统工程进行设计和规划。

（1）在矿井的规划、可研、初设及施工图各阶段，将矿井水作为水资源来开发利用，进行矿井水资源化利用工程的系统规划和设计。

（2）矿井水收集沉淀池、水仓的规范设计。

矿井涌水收集沉淀池、水仓的设置直接影响矿井水悬浮物含量，现大部分是采掘专业人员设计施工，仅满足于符合煤矿安全规程规定容量。

甚至有的生产源头只是用采掘机械施工一低洼点做蓄水池，导致矿井水悬浮物含量增高，水处理难度和成本加大。

应将收集系统及中央水仓进行规范化、专业化设计，以提高沉淀效果，加大悬浮物过程截流与阻断，改善水质，增加水质稳定性，降低水处理成本。

（3）合理做出关联设施的超前规划设计。

根据不同的开采顺序，超前做出井下突水工作面煤水分离设三维地震技术在崔庙复杂山区的应用李金辉，王晶，张建洲（山东省煤田地质局物探测量队，山东泰安271021）摘要崔庙煤矿属于丘陵山地地形，区内地貌以黄土丘陵为主，地表冲沟极度发育，起伏极大，同时村庄较多，施工难度大。

同时该区局部含有采空区，钻探难以获得整体的效果，通过三维地震勘探可以充分发挥该技术成本低、见效快、精度高的特点，后期通过巷道验证，取得了很好的效果。

关键词三维地震山区采空区中图分类号P631．4文献标识码BApplication of3D seismic technology in complex mountainous areas of Cui MiaoLi Jin－hui，Wang Jing，Zhang Jian－zhouShandong Coalfield Geophysical Prospecting and Surveying team，Taian，Shandong271021Abstract Cuimiao coal mine is belong to mountainous area．The physiognomy of survey area is hill contry．There is lots of village in the survey area．So it is very difficult to construction．The coal seam is very instable．There are many goafs in the survey area．It is difficult to obtain the overall effect of drilling．The character of3D seismic technology are low cast，quick effective and high precision．There have been a good effect in the production of coal mine of Cui Miao．Key words3D seismic moutainous areas goaf为了解崔庙煤矿煤层宏观结构、赋存范围、采空区范围以及该区总体构造形态，断层发育情况，对该区进行了三维地震勘探工作。