陝西礦井水處理技術

❶ 大柳塔礦區地質環境保護規劃

一、礦區現有地質環境保護技術

大柳塔礦區現有治理技術方案主要包括以下3項:①礦井水處理技術;②固體廢棄物治理技術;③礦區荒漠沙丘生態環境建設技術與措施。

1.礦井水處理技術

由於礦區地處荒漠區，水資源貧乏，煤炭開發又不可避免地破壞地下水資源，因此，水資源及其利用成為制約礦區生態建設的關鍵因素之一。針對這種情況，神東公司在採用先進技術對生活污水進行處理的同時，結合礦井水和采空區及其充填物的特點，重點開發了礦井水采空區過濾凈化技術，為礦井水的凈化與利用開辟了一條新途徑。這項工程根據具體地質條件，已經在大柳塔井田成功實施。

在大柳塔井田，由於礦井廢水在采空區、集水區發生過濾、沉澱、吸附與離子交換作用、自生礦物生成作用等物理化學過程，礦井廢水中懸浮物、鈣離子及其他有害離子大幅度減少，可以直接作為工業用水。凈化後礦井水主要應用在3個方面:一是井下除塵、消防等;二是作為洗煤廠、熱電廠的工業用水;三是經進一步的凈化處理後並入管網，供生活用水。處理後的礦井水復用的經濟效應極其顯著。就大柳塔礦來看，每小時礦井水流量為280m³左右，全年可達245萬m³。礦區工業用水的價格為3.2元/m³，排污費為0.96元/m³，因此，利用礦井水可產生經濟效益784萬元/a，節省排污費235餘萬元/a，每年的直接經濟效益為1019餘萬元。

礦井水利用的環保生態效益主要表現在以下幾個方面:一是基本消除了礦井水引起的地表水體的污染;二是減少了地表水體水量的利用，有利於地表生態環境的維持與改善;三是減少了地下水開采量，減緩地下水位的下降，維持表土層的保水能力，防止水土流失;四是礦井水可直接應用於礦區和周邊地區的綠化與生態改善。

2.固體廢棄物治理技術

礦區開發初期，亂倒矸石土渣的現象極為普遍，由於沒有固定的排矸場地，矸石廢渣任意向河槽溝道傾倒，致使大量矸石湧入烏蘭木倫河，河床不斷提高，礦區向黃河輸沙量劇增。活雞兔礦點沿河床布設的大小17個煤礦，對礦渣無任何處理措施，都向河槽傾倒，使原來150m寬的河道只剩下十幾米。

後來，按照規劃設計分區徵用了溝壑地、開設了矸石場，在溝口建起渣壩，集中有序分層排放，在矸石礦渣處理方面取得了一定的成效。但是，井下矸石礦渣向地面排放處理存在兩個致命的弱點:汽車排矸及矸石場平整管理費用較高;矸石礦渣中摻雜的碎煤自燃對周邊環境的嚴重污染。據統計，大柳塔煤礦以前井下向地面排矸費噸公里0.65元，每年僅排矸費一項達百萬元以上。礦區空氣污染曾經上升到中度。

礦區在進行深入研究後，決定採用矸石礦渣的井下處理的方法消除矸石污染。在礦井設計和建設階段考慮和實施井下矸石礦渣井下處理技術，在井下消化處理全部矸石。用礦用鏟車配合無軌自卸膠輪車將生產過程中產生的矸石礦渣就近排至聯巷、排矸巷、施工巷以及其他廢棄的巷道內，並配以矸石自燃防治措施，取得了良好的效果。各礦每年節省排矸費上百萬元，環境生態效益也十分明顯:不佔用土地，杜絕了煤矸石中有毒有害物質在風化和淋濾作用下對環境和水體的污染;杜絕了煤矸石的自燃，降低了空氣中硫化物以及其他有毒有害物質的含量。

3.礦區荒漠沙丘生態環境建設技術與措施

神東公司通過積極的研究、實踐、總結，礦區形成了一套成功的生態建設技術體系。主要有抗逆造林系列技術、風沙治理系列技術、水土流失治理系列技術等，取得了顯著的生態和經濟效益。

(1)抗逆造林系列技術

針對礦區乾旱、貧瘠、品種少等逆性條件及其對造林的制約，採取了一系列抗逆造林技術，包括:種苗建設技術和抗旱造林技術。種苗建設技術就是選擇適宜種苗並對其進行引種，進行適應性栽培，使礦區生物物種具有多樣性，且這些植物具有較好的抗逆性，從而達到了具有較好生態效益的目的。抗旱造林技術，包括林分結構優化配置、抗旱保水保肥技術、灌溉管網造林和平衡施肥技術4個方面，為保證造林效果、提高成林率提供了良好的保證。

(2)風沙治理系列技術

由於風沙對礦區生產、生活的影響嚴重，礦區在分析礦區沙地的有關條件後，確定了以植物措施為主，以工程措施為輔，多種手段快速、大面積地治理流沙的技術路線。在不同地段採取不同的技術措施。包括高大流動沙丘植被恢復技術，半固定沙丘植被恢復技術，沙地針葉林造林技術。

(3)水土流失治理系列技術

礦區溝壑縱橫、溝深谷陡，地形支離破碎。風化破碎的基岩、疏鬆易蝕的風成沙與黃土、經常發生的暴雨使該區成為黃河中游水土流失最為嚴重的地區之一。此外，采礦、築路等人為活動也是水土流失的誘導因素。

在水土流失防治中，神東公司應用了具有礦區特點的水土保持系列技術。其中，整地技術是水土保持最普遍的與最有效的技術。通過改變小地形，把坡面局部地改為平地、反坡或下窪地，改變了地表徑流的形成條件，並形成一定的積水容積。從而改善土壤水分條件、溫度條件與養分狀況，整地技術包括魚鱗坑整地技術、水平溝整地技術、撩壕整地技術和植樹造林技術，取得了良好的治理效果(葉青，2002)。

二、環境保護技術對煤炭開發的促進作用

礦產的開發不僅會破壞環境，而且影響礦業開發活動自身的發展。如果控製得當，礦產開發引起的環境地質效應還會造福人類，改善環境，並取得巨大的經濟效益(張發旺等，2001a)。

對於煤炭開發來說，很容易因塌陷破壞或預先降壓而疏幹上部含水層，而水資源對於乾旱地區至關重要，因此，採取合理的頂板管理保護含水層不被破壞，或者保護被疏乾的地下水不被污染，或者對受到污染的地下水進行處理，都可能會是經濟可行的辦法(張發旺等，2001b)。

本項目以1989年的TM數據、2002年的ETM⁺數據為基礎，對研究區不同時段礦區土地利用的變化進行監測，對比分析研究區環境變化情況，並結合礦山開採的速度等實際情況分析採取積極的環境保護措施之後對礦區地質生態環境的改善。

結合礦區實際情況，對礦區土地利用類型進行如下分類:耕地、草地、河流、居民地、裸地。然後，根據研究區各土地利用類型影像特徵，包括從色調、形狀、陰影、紋理及影像結構等方面對提取的可視地物要素進行影像的定性分析。通過對這些地物要素其影像的定性分析，總結、歸納出這些地物要素各自所具有的影像特徵，以此作為這些地物要素的解譯標志和依據，後利用監督分類法開展大柳塔礦區土地利用、覆被動態變化調查，定性分析煤礦開采對區域生態環境的影響。

大柳塔礦區1989年、2002年礦區土地利用、覆被遙感解譯圖見圖4-35、圖4-36。1989年及2002年大柳塔礦區各類土地利用/覆被類型占研究區面積的直方圖如圖4-37所示，由圖可以看出，在6類覆被類型中，草地(荒草坡)、耕地面積基本上沒有發生多大變化，林地所佔比重有所擴大，裸地相對縮小，沙漠控制面積有所減少，但區內的地表水資源也日漸匱乏。

圖4-35 大柳塔礦區1989年土地利用/覆被遙感解譯圖

採煤對地表植被的影響，是礦區生態環境惡化的直接原因。土壤和水分是植物生存的必要條件，煤炭開采引發的地面塌陷與地裂縫造成了水土流失和土壤侵蝕，以及地表水和土壤水的破壞，必然對地表植被產生嚴重影響。圖4-38為1989年及2002年大柳塔礦區的標准化植被指數分布圖。圖4-39為1989年及2002年大柳塔礦區的標准化植被指數分布圖變化趨勢圖，其中綠色部分為標准化植被指數增大的區域，表示在相對於1989年，2002年該處的植被更加發育，反之，黃色則表示植被遭受到了破壞，植被指數下降。

從以上分析可以看出，由於神華集團神東公司在煤炭開發的同時，採取了一系列積極有效的環境保護措施，控制了土地沙化進程、改善了地表植被覆蓋狀況，取得了良好的環境效益、經濟效益和社會效益。

大柳塔礦是神東公司第一個井下開採的礦井，由於當時仍按照傳統方法向地面排矸，不僅需要為矸石運輸投入每噸公里0.65元的費用，還堵塞了河道，引起了嚴重的空氣污染。大柳塔礦初期每年僅排矸費用就達百萬元以上，後期為了治理矸石山，2000年大柳塔礦投資70萬元，通過採用分層排放填溝造地、上覆黃土、平整碾壓，然後植樹種草綠化了矸石場，治理面積5.33hm²。

圖4-36 大柳塔礦區2002年土地利用/覆被遙感解譯圖

圖4-37 1989年及2002年大柳塔礦區各類土地利用/覆被類型

近年來，為了提高效益、降低成本、減少污染，神東公司在新礦井設計之初就規劃了矸石和礦渣井下處理，在井下消化全部矸石，並對排矸巷進行封閉、隔水，防止產生新的污染。採用矸石礦渣井下處置技術，完全可以達到井下矸石不升井就地消化處理的目的，各礦每個可節省排矸費用上百萬元。其生態環境效益也十分明顯，主要表現在:不佔用土地，杜絕了煤矸石中有毒有害物質在風化和淋濾作用下對環境的污染，杜絕了煤矸石的自燃，降低了空氣中硫化物及其他有毒有害物質的含量。

另外，神東公司還採取各種措施對礦井水進行處理，復用。處理後的礦井水復用的經濟效應極其顯著。以大柳塔礦為例，每小時礦井水流量為280m³左右，全年可達245萬m³。礦區工業用水的價格為3.2元/m³，排污費為0.96元/m³，因此，利用礦井水可產生經濟效益784萬元/a，節省排污費235餘萬元/a。每年可獲得經濟效益1019萬余元。礦井水利用的環保生態效益主要表現在以下幾個方面:一是基本消除了礦井水引起的地表水體的污染;二是減少了地表水體水量的利用，有利於地表生態環境的維持與改善;三是減少了地下水開采量，減緩地下水位的下降，維持表土層的保水能力，防止水土流失;四是礦井水可直接應用於礦區和周邊地區的綠化與生態改善。

圖4-38 1989年及2002年大柳塔礦區標准化植被指數分布圖

圖4-39 1989年及2002年大柳塔礦區標准化植被指數變化趨勢圖(綠色為標准化植被指數增加區;黃色為標准化植被指數減低區)

為了保護生態環境，神東公司還採取多種措施進行植樹造林。到2002年底，神東礦區累計營造喬灌木2488萬株(穴)，按年產生物量計算，每年可創造直接經濟產值1990萬元;種苗基地每年可銷售苗木200萬株，創造產值200萬元。生態功能的增加，大大降低了煤灰分，提高了煤質。採取治沙措施的露天采坑，當平均風速為8.4m/s時，兩小時的進沙量為19.58/m³，未經治理的煤礦集沙量為331.1g/m²，二者效果之比為1∶17，精煤進沙塵量降低94%，煤質提高，每噸煤的銷售收入增加1.925元。礦區露天開采按200萬t/a計算，則每年可增加煤炭銷售收入385萬元。經濟效益還表現在延長了機械設備使用期，每年可節約維修費500萬元:避免了沙塵暴造成公路停運，提高公路運輸產值535萬元，水源涵養林的營造有效沉降了水中的含沙，每年節約供水系統清排沙費160萬元(葉青等，2002)。

截至2006年年底，神東煤炭分公司累計投入生態治理專項資金超過5億元，其中2006年投入超過5000萬元;完成生態治理面積145km²，已治理面積大約是開采面積的3倍。神東礦區林草覆蓋率由開發初期的3%～11%提高到目前的59.4%。

在各種環保措施的保障下，神東公司近年來實現了持續快速發展，原煤產量連續7年實現千萬噸增長，2004年集團原煤年生產力已達1億3000萬t。

三、現有地質環境保護技術的不足及治理措施

雖然大柳塔現有地質環境保護技術對煤炭開發起到了良好的促進作用，採取的一系列保護礦區植被和水資源的措施，取得了一定的環境效益、經濟效益和社會效益。但在地面塌陷的治理與土壤保護、土壤水綜合利用方面還存在不足，周邊地方及個人小煤礦存在的地質環境問題的治理也不容忽視。

1.地面塌陷治理與土壤保護技術

前已述及，大柳塔礦區最大的地質環境問題在於地面塌陷與地裂縫。許多其他地質環境問題:諸如土壤環境破壞、地下水系統破壞等也是由地面塌陷與地裂縫引起的。目前礦區對地面塌陷與地裂縫的治理僅是在礦井生產期間組織人力，對採煤後地表出現的裂縫進行充填。對於封閉礦井范圍內出現的塌陷坑、洞、塌陷台階等，未見其實施填平修復以及其他治理措施。

對地下開采引起的塌陷區，因其所在地區的地勢地貌、水文氣象等條件的不同，對土地的破壞程度和復墾方法均有所不同。對於地處黃土丘陵地與毛烏素沙地邊緣的大柳塔礦區而言，可採用原位土壤保護技術，適用的方法主要包括充填復墾、泥漿復墾等工程技術。鑒於大柳塔礦區採煤塌陷破壞了很多耕地，對耕地的恢復復墾非常重要。因此，還需要結合一些生物復墾技術，改善土壤的結構，使復墾後的土壤更有利於提高作物產量。

2.塌陷區土壤水綜合利用技術

大柳塔礦區地處西北乾旱區，水資源極其缺乏。而采礦活動又造成水資源量的損耗及水質的惡化，使可用水資源大為減少。盡管礦區施行了礦井水資源化的治理，取得了一定的成效，但仍不足以解決礦區水源的根本問題。土壤水的綜合利用是西北乾旱地區生態環境建設的發展趨勢。對於水資源極度缺乏的礦區，土壤水的有效利用尤為重要。

採用微地貌與覆蓋措施有機結合的土壤水利用技術能夠改變土壤水流動系統特徵，調控土壤水流動系統的上下邊界條件，改善土壤淺部介質的滲透性與儲水性，增加降水入滲，減少土面蒸發，從而優化田間微水文系統、微氣候系統，改變土壤的微生態環境，使土壤水分、鹽分、養分、溫度、透氣性等要素的時空分布更有利於植被的生長(靳孟貴等，1998)。

根據靳孟貴等對土壤水利用技術的研究，目前可行的土壤水利用技術包括蓋膜穴播、縮行密植、秸稈覆蓋、溝播等。不蓋秸稈溝播的過氧化氫酶活性最高，蓋秸稈溝播與覆膜穴播的相差不大，而密植的活性最低。縮行密植促使作物根系深扎，使得作物利用土壤水的范圍下移，有利於作物利用深部土壤水，擴大了根系匯流系統，增加可利用土壤水資源。同時，利用小麥自身增加田間覆蓋，抑制棵間蒸發，縮小土面蒸發流動系統，在乾旱條件下形成有利於作物生長的土壤水流動系統。溝播使得各生態因子(溫度、濕度、鹽分、pH值等)處於適宜的狀態，微生物學過程及作物代謝活動較好，所以土壤過氧化氫酶活性也最高。秸稈還田可以改變淺部土壤的滲透性與儲水性，減少土面蒸發，減少灌溉水和降水的深層滲漏，降低了晝夜溫差(靳孟貴等，2003)。各種土壤水利用技術對土壤淺層的微生態環境影響較大，對深層土壤影響較小。

礦區耕地由於受到塌陷及地裂縫的影響，農作物產量受到影響。採用土壤水利用技術，不但有利於農作物生長、增加產量，而且對於礦區塌陷土地的植被恢復、生態環境重建也有積極的促進作用。

3.周邊地方煤礦的地質環境治理

大柳塔煤礦周邊有許多正在開採的地方鄉鎮或個人小煤礦。包括神木縣蘇家壕礦、賈家畔時令梁礦、張家渠礦、昌盛煤礦、後柳塔礦、東風聯營礦等。這些鄉鎮煤礦(多為私營煤礦)存在著私開亂挖、傷亡事故多、危及煤礦及礦工安全、環境污染嚴重等問題(洪勇等，2006)。主要原因是煤礦主對礦山的地質條件沒有足夠的認識，對采礦引起的地質環境問題不夠重視，在經濟利益的驅使下，沒及時做好地質環境問題的防護措施，對破壞的地質環境也不能及時有效地治理。對於小煤礦的治理技術，完全可以沿用前文所述相關技術，包括塌陷區土地復墾的各種技術、礦井水資源化的技術、生態修復的種植技術等。

但是，對於小煤礦的地質環境治理，不光涉及技術問題，更重要的是制度與管理的問題。許多環節的技術難度並不大，而是由於小煤礦主的思想觀念及對大局認識的不足，以及對短期經濟利益的盲目追求，使得這項工作難以堅持下去。故需要有關部門能制定出切實可行的政策，採取有效的監督管理制度，使其工作規范化、系統化、制度化，在小煤礦生產中具體落實下來，使小煤礦能持續健康地發展，為實現經濟建設的可持續發展戰略作出新的貢獻(趙福平等，2003)。

四、礦區地質環境保護規劃

利用大柳塔礦區地質環境調查結果，針對大柳塔礦區存在的主要地質環境問題，結合已有地質環境保護技術及改進方案，本著「採煤保水保生態」的基本原則，在本項目研究重點的基礎上，制定大柳塔礦區地質環境保護規劃方案。

1.大柳塔礦區地質環境保護目標

按照大柳塔礦區生態地質環境保護與治理的相關法律、法規，在認真分析規劃區域內自然地理條件與社會經濟發展現狀、礦區生態地質環境現狀，礦區地質環境保護與治理現狀及存在的問題等背景的基礎上，制定科學的、可操作的規劃目標，包括以下3個方面:

1)整治採煤塌陷土地，尤其是耕地，使之恢復到適宜植物生長、重點是恢復農作物可耕作的狀態;

2)使土壤水資源得到有效利用;

3)使礦區周邊由於小煤礦引起的各種地質環境問題得到有效解決。

2.大柳塔礦區地質環境保護的重點區域

根據大柳塔礦區所處地質環境和地貌特徵、礦區地質災害隱患特徵及礦區地質環境影響程度和涉及面大小等因素，劃分礦區生態地質環境保護與治理的重點區(圖4-40)。

圖4-40 大柳塔礦區地質環境保護規劃示意圖

在大柳塔礦區地質環境保護現狀的基礎上，確定出地質環境治理的重點區域首先是采空區，一般而言，採用長臂式井峒開采方式，只要采過的地方必然塌陷，因此，采空區是需要治理的重點區域;其次是礦區周邊地方煤礦治理區，大柳塔礦區周邊有些小煤礦存在越界開採的行為，造成許多地質環境問題，但由於采區歸屬的不明確，地質環境治理的責任也就不明確，因此需要進行重點治理。

3.大柳塔礦區地質環境保護治理項目

根據礦區地質環境保護目標與重點區域，結合礦區現有地質環境保護技術及優化方案，可設立以下3個礦區地質環境保護治理項目，並對不同類型地質環境問題提出相應的治理方案，提出具體安排建議及規劃實施的對策措施。

(1)大柳塔礦區採煤塌陷區綜合治理

大柳塔礦區從1985年創建至2005年底，采空區面積已達27.087km²，地面塌陷影響面積達48.23～54.64km²(徐友寧等，2008)。在綜合機械化開采技術條件下，形成即采即塌的塌陷模式。大規模的塌陷土地，尤其是原農耕地，需要進行綜合治理。

·塌陷區復墾方案

採煤塌陷區土地復墾根據塌陷前的土地利用類型採取相應的技術措施。採煤前的非農耕地，採取自然恢復的技術措施。在沒有其他干擾的情況下，3年後塌陷區地面穩定，植被基本恢復到塌陷前的狀況，所以，不幹擾、不繼續破壞是塌陷區最經濟也是非常有效的復墾措施。

對塌陷前的農耕地，為了盡快恢復其生產力，要採用一些適宜的治理技術進行重點治理恢復。大柳塔礦區塌陷地大部分屬於山地和丘陵，地勢不平，塌陷區與原始地貌差別不大，裂縫較多，潛水位很低，因此，在不影響耕種的情況下，及時填塞裂縫、適當平整後不作其他治理，直接進行復墾;在部分地表破壞較嚴重、塌陷較深地段，可採用在塌陷區內先充填後覆土的改造方法，然後復墾。

·適宜作物種選擇方案

大柳塔礦區有效土層瘠薄，環境條件比較脆弱，要提高作物的產量，就要選擇耐瘠薄、耐乾旱抗性強的作物種。同時，在選種時還要考慮在相同的投入下，作物收益越高越好。礦區生長較好的作物品種包括馬鈴薯、玉米、黍子等，抗旱、受塌陷影響小，可在復墾後繼續播種。

(2)大柳塔礦區土壤水綜合利用方案

大柳塔礦區水資源短缺，如果能夠有效利用土壤水資源作為農耕、生態用水，可產生極大的經濟效益、社會效益及生態效益。因此，需要在塌陷區土地復墾後，採用各種土壤水利用技術，綜合利用土壤水資源，為礦區經濟有效地恢復農耕地與生態植被提供保障。

可採用深翻蓄水保墒技術、秸稈高茬還田技術、倒茬輪作技術、微地貌與覆蓋措施有機結合的土壤水利用技術等達到綜合有效利用土壤水的目的。

·深翻蓄水保墒技術

大柳塔礦區以旱作農業為主，多年平均降雨量僅368.2mm。最大限度地蓄水保墒和提高水分利用率，能夠提高土壤含水量，接納秋季雨水，達到「秋雨春用」的目的。目前主要推廣機械深松耕、伏秋機械深耕、山地轉頭犁深翻和人工鐵杴深翻4種形式。

·秸稈高茬還田技術

秸稈高茬還田技術就是在地面保留足夠數量的作物殘茬或秸稈，以保護土壤，減少土壤水分的損失。植物殘留物吸收大量地面水，延遲了地表的水流，使水分有更多的時間滲入地下。根據生產實際，並針對伏秋旱象確定留茬，若伏秋雨水充足，留茬20cm以上，乾旱則留茬20cm以下。

·倒茬輪作技術

合理輪作是通過肥(施用有機肥、肥田保水)、作(農作物調劑用水)、蓄(改善土壤條件，擴大蓄水量)、用(挖掘不同層次的有效水，加以利用)等途徑來解決有限天然供水下的農業持續增產問題。在大多數情況下，適合當地的輪作能提高水分利用率。輪作倒茬種植結構根據作物種以及其生物學特性而制定，一般深根性作物與淺根性作物、禾類作物與豆、薯類作物搭配，輪作地一般都要加進經濟作物，總產值也高(神華集團，2007)。

·微地貌與覆蓋措施有機結合的土壤水利用技術

該技術能夠改變土壤水流動系統特徵，調控土壤水流動系統的上下邊界條件，改善土壤淺部介質的滲透性與儲水性，增加降水入滲，減少土面蒸發，從而使土地更有利於植被的生長。根據塌陷區的地貌類型及作物類型，研究區內可行的技術應為秸稈覆蓋、溝播方式。

(3)大柳塔礦區周邊地方煤礦地質環境保護治理

大柳塔礦區周邊歸屬地方或個人的小型煤礦，無論是否存在越界開采，均使開采地的地質環境遭到較大破壞。產生的地面塌陷、地裂縫、煤矸石佔地、水土環境污染等地質環境問題需要進行綜合治理。該治理項目，技術上仍採用前述大柳塔礦區各種地質環境保護治理適用技術。關鍵在管理制度上存在的問題，建議採取以下措施:首先，堅持依法治理的原則，結合實際情況，制定相應的《大柳塔地方煤礦地質環境治理與保護條例》，對大柳塔地方煤礦地質環境治理的責任劃分、治理目標、治理原則、指導思想、辦理程序、獎懲兌現等具體事宜做出明確規定，從而將該區地方煤礦地質環境治理與保護納入法制化、制度化的軌道，增加工作透明度，保證地質環境有序治理。

其次，在治理費用方面，主要採取收取地質環境治理保護費用的方式，按照制定的條例，對區內地方煤礦強制收取生態地質環境保護治理費用。依據「誰破壞、誰治理」的原則，將地質環境治理保護納入煤炭生產成本，向造成地質環境破壞的煤炭企業收取一定比例的治理費用，並將耕地開墾費、耕地佔用費等捆綁起來使用。

最後，要依法監督地質環境治理與保護條例的執行情況，加大執行力度，實行嚴格的目標責任制，使治理工作有組織、有計劃地向前推進。

❷ 《煤礦礦井水處理運營能力評價》團體標准發布，具體有哪些信息何時實施

《煤礦礦井水處理運營能力評價》團體標准發布，具體有信息最大程度上對於煤礦的礦井水處理增加能力，而且加大對各個實施指標和評價能力改善。實施時間主要是將在9月份開始正式進入實施狀態。

根據此種政策發布實施之後，也召開了相應的會議來自各方面公開徵求意見，從最大程度上保證煤礦和當地地區礦水處理和當前國家政策改善以及礦水問題等多種層面，在正理政策引領之下為未來長期發展做好充分准備也能夠加強對能源產業開發利用。減少由於煤礦所產生的的各種問題。

❸ 礦井 井下水如何處理

礦井井下水處理方法根據水質的不同而定：
1、含懸浮物煤礦礦井水處理技術主要有混凝、沉澱和澄清、過濾和消毒。
①礦井水混凝階段所處理的對象主要是煤粉、岩粉等懸浮物及膠體雜質，它是礦井水處理工藝中一個十分重要的環節。實踐證明，混凝過程的程度對礦井水後續處理如沉澱、過濾影響很大。所以，在礦井水的處理中，應給予足夠的重視。
②沉澱和澄清：在煤礦礦井水處理中所採用的主要有平流式沉澱池、豎流式沉澱池和斜板（管式）沉澱池。澄清池主要有機械攪拌、水力循環和脈沖等。
③在煤礦礦井水處理過程中，過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮物。去除化學澄清和生物過程未能去除的細微顆粒和膠體物質，提高出水水質。礦井水處理可以採用過濾池。過濾池有普通快濾池、雙層濾料濾池、無閥濾池和虹吸濾池等。常採用濾料有石英砂、無煙煤、石榴石粒、磁鐵礦粒、白雲石粒、花崗岩粒等。
④水凈化處理後，細菌、病毒、有機物及臭味等並不能得到較好的去除。所以，必須進行消毒處理。消毒的目的在於殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。在以煤礦礦井水為生活水源水處理中，目前主要採用的是氯消毒法。消毒劑主要有：液氯、漂白粉、氯胺、次氯酸鈉等。
2、高礦化度煤礦礦井水處理技術
煤礦高礦化度礦井水的含鹽量一般在1000～3000mg/l⑴之間，屬於我國大部分地區的苦鹹水含鹽量范圍，所以，有些煤礦也稱高礦化度礦井水為苦鹹水。苦鹹水脫鹽方法主要有電滲析和反滲透技術。目前電滲析技術已成為一個大規模的化工單元過程，廣泛地用於各個行業。當進水含鹽量在500～4000mg/l時，採用電滲析是技術可行、經濟合理的；當進水含鹽量小於500mg/l時，應結合具體條件，通過技術經濟比較確定是採用電滲析還是採用離子交換或者兩者聯合。反滲透技術自從上世紀五十年代末六十年代初發展成為實用的化工單元操作以來正不斷地拓展其應用領域和規模，目前已廣泛地應用於各行業。國內外已廣泛應用於海水、苦鹹水淡化，鍋爐補給水、飲用水純化，在食品、制葯、化工、醫療、環保、礦井用水等行業中制備純透反滲水、超純水，以及各種水溶液的脫鹽、分離和濃縮。
3、煤泥水處理技術
含有煤泥等輕度污染的礦井水，這類礦井水水量不大穩定，常採用一體化凈水器進行處理，該凈水器是一種新型重力式自動沖洗式一體化凈水器,適合進水濁度≤3000mg/L,出水濁度≤3mg/l。該凈水器集絮凝、反應、沉澱、排污、反沖、污泥濃縮、集水過濾於一體,自動排泥、自動反沖洗。本裝置處理效果好,出水水質優良,自耗水量少,動力消耗省,佔地面積小,節水、節電,無需人員管理。處理後的水質達到生產和生活用水的要求。
4、煤礦生活污水處理技術
煤礦生活污水的凈化工藝：凈化裝置包括以下幾個主要環節：隔柵、破碎機、砂石捕集器、初級沉澱池、生物凈化裝置、次級沉澱池、加葯劑、消毒、再凈化、沉渣加工。在相應流程中各個環節的組合取決於污水的數量、污染組分的濃度和組成，對凈化水質量的要求以及其它條件。
5、酸性煤礦礦井水處理技術
酸性礦井水是指PH小於6.5的礦井排水，一般PH值在3.0-6.5之。其處理技術有石灰石中和法、石灰中和法、生物化學處理法、濕地生態工程處理法。

❹ 煤礦井下水處理站如何進行防滲處理

煤礦井下全自動軟化抄水設備是專門礦井下用軟化水研製的，由於井下作業屬於在潮濕環境下工作，很多設備非常容易產生銹蝕的現象，特別是採煤的設備幾乎都是高轉速的設備，需要用水來隨時冷卻鑽頭等，如果此時用的是地下水等硬水，就會使得機械設備更加容易出現銹蝕現象，所以必須使用軟化水設備把地下水軟化之後在用來設備冷卻上面。
煤礦全自動軟化水設備優勢非常明顯，該種軟水設備利用進水的壓力作為系統水流的動力源，通過工作人員事先設置好的技術參數，自動把控整個系統的進水、再生、反洗以及產水等流程，不會出現出水停止的現象。
和其他軟化水制備設備不一樣的是，煤礦井下自動軟化水設備運行並不需要電源提供動力，所以設備沒有安裝電源單元，不單單減小了設備的佔地面積，還省去了電源系統的故障維修費用，並且使得設備安裝更加方便，之所以不安裝電源系統，是因為煤礦井下的瓦斯氣體非常多，使用電源容易引起爆炸現象。

❺ 礦井水處理方法

礦井水處理方法：
1、化學方法。
離子交換法是化學脫鹽的主要方法,這是一種比較簡單的方法,就是利用陰陽離子交換劑去除水中的離子,以降低水的含鹽量。
2、膜分離法。
反滲透和電滲析脫鹽技術均屬於膜分離技術,是我國目前苦鹹水脫鹽淡化處理的主要方法。
3、濃縮蒸發。
反復處理使含鹽量高的剩餘水濃縮到很小體積,然後在合適的地方存放。依靠自然蒸發,使其避免排往下游。水蒸發後將留有鹽分結晶,可在其濃縮至200g/L以上濃度時運走,用做化工原料。
4、稀釋排放。
稀釋排放是將低含鹽量的水混合在一起,達到排入水體的標准後排放。避免對下游的不利影響。
5、消耗利用。
消耗利用用於對含鹽量要求不高的場所,把水消耗掉,最後蒸發到大氣中,避免了向下游排放。

❻ 煤礦為什麼會有地下水處理

一、 概述
煤炭在我國能源結構中佔70％以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經處理直接排放，勢必對環境造成嚴重污染，同時造成水資源的大量浪費，無法實現循環經濟的目標。據統計我國40％的礦區嚴重缺水，已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處於山區，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節流量相當懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴重污染。因此，開發、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業可持續發展具有重要意義。
1、煤廢水污染嚴重

據包括10多位院士在內的專家學者鑒定通過的一項課題研究表明，山西每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼籲，應當從技術、人才、資金投入和經營機制等多方面解決這一世紀難題，幫助山西省等煤炭主產區擺脫「產煤致旱、因煤致渴」的困擾。

這項關於山西省煤炭產業可持續發展的研究表明，山西省採煤造成嚴重的水資源破壞，加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明，山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃工程的總引水量。因此，這對於山西這個人均水資源量僅佔全國平均水平不到五分之一的地區來說是個非常嚴重的問題。

目前，由於煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據統計，山西採煤對水資源的破壞面積已達20352平方公里，佔全省總面積的13％。山西省大部分農村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據統計，全省由於採煤排水引起礦區水位下降，導致泉水流量下降或斷流，使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。

2、煤炭採掘業廢水治理技術問題

99%的採煤項目廢水沒有進行治理，從主觀上應該說是環保監管不力。從客觀上說是我們環保部門對採煤項目廢水治理技術持謹慎態度。採煤廢水治理技術多如牛毛，那種技術最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低，一直是我們環保部門在尋求的。由於採煤廢水復雜多變，在同一礦井廢水中，同時含有鐵、錳等重金屬，硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物，有的礦井廢水呈弱酸性（如織金縣珠藏、鳳凰山等），再就是即使是同一礦井，所采層不同，廢水性質也不同，甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術只能有效處理某一污染物，不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理，這就是採煤廢水治理在技術上的難點。有的業主自行修了一兩個池子，把礦井廢水往池子一放，就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單，可能連懸浮物也處理不了，金屬和非金屬就更不可能處理了。

3、煤礦廢水處理要求

1.1煤礦廢水包括礦井涌水、煤場和矸石場淋溶廢水等。在進行處理前，應先委託地區環境監測站進行監測，以監測資料作為廢水處理工程設計的依據。DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備是目前經實踐證明的實用技術，50萬噸以下、小時涌水量50m3以下的煤礦可採用此技術和設備。對於酸性煤礦廢水還需新增設備和葯劑。煤礦廢水經處理達標後盡可能循環使用，循環使用率不低於50％，經處理後排放的廢水列為總量控制指標進行考核。

1.2新建煤礦必須執行「三同時」規定，試產三個月必須申請地區環保局驗收，驗收達標的發給排污許可證，不達標的停產治理。

1.3原有煤礦分期分批進行治理，2005年50%左右的原有煤礦治理完工並通過達標驗收。列入家2005年治理計劃的煤礦不治理的，依法予以處罰；治理不達標的，停產治理。治理計劃由各縣市環保局商煤炭局提出，報地區環保局綜合平衡後以治理計劃下達執行。

表1 某A煤礦廢水處理監測結果 單位：mg/l

指標 排放

標准 處理前

濃度 超標倍數（倍） 處理後

濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 鐵 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 錳 2 0.13 未超標 0.1 —

表2某B煤礦廢水處理監測結果單位：mg/ l

指標 排放

標准 處理前

濃度 超標 倍數 （倍） 處理後

濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 鐵 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 錳 2 0.37 未超標 0.18 — 1.4、煤礦廢水中鐵含量高，如濃度大於100mg/l，其處理設備投資和運行費用將要增加。因為鐵含量過高，要達到1mg/l的排放標准，一級除鐵是不行的，必須三至四級除鐵。

1.5、酸度高的煤礦廢水應使達標（6～9）。

1.6、煤礦要對煤場、矸石場進行硬化處理，建導流溝，把因大氣降水產生的這一部分淋溶水引入廢水處理系統進行處理。

1.7、 預防事故和自然因素引起的非正常排放

為預防因降暴雨致使廢水次理池溢流，工程設計必須考慮廢水處理池有足夠的容積。為防止事故性排放，必須建事故調節池。四、煤礦生活廢水處理要求洗煤廠和煤礦生活廢水處理採用深圳開發研製的微型生活廢水處理裝置進行處理。生活廢水經處理達標後可排放。五、煤礦廢水治理技術選用

實踐證明是可行的 DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備可選用。未經試點的技術只能試點，不能推廣。經試點並由A地區環境監測站監測、提出監測報告，從治理效果、投資、運行費用等全面評價後由地區環保局決定是否推廣。

二、廢水主要處理技術

我國煤礦礦井水處理技術起始於上世紀70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當今污水治理發展的必然趨勢，將防治污染和回用結合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染。現國內使用的處理技術主要有：沉澱、混凝沉澱、混凝沉澱過濾等。處理後直接排放的礦井水，通常採用沉澱或混凝沉澱處理技術；處理後作為生產用水或其它用水的，通常採用混凝沉澱過濾處理技術；處理後作為生活用水，過濾後必須再經過除酚等對人體有害物質及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理後作為生活飲用水還必須在凈化後再經過淡化處理。三、礦井水處理回用的條件

1、礦井廢水的產生及特點

煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水，井下採煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特徵，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決於成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分，其中井田水文地質條件及充水因素對於礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。某礦區M煤礦礦井廢水水質取礦井正常排水時井口水樣，結果見表1。

M煤礦礦井廢水污染物監測表

表1 單位：mg/L

序號 監測項目 日均值濃度范圍 序號 監測項目 日均值濃度范圍 1 肉眼可見物 微粒懸浮物 9 總氮 5.600～5.854 2 PH值 8.41～8.55 10 砷(ng/L) 3.4～5.2 3 CODcr 66.4～131.7 11 總磷 0.085～0.104 4 硫化物 1.09～1.67 12 糞大腸菌 260～393 5 懸浮物 360～500 13 銅 0.0207～0.0294 6 酚 0.006～0.051 14 鉛 -- 7 BOD5 14.10～24.73 15 鎘 -- 8 LAS 0.198～0.220 16 鋅 0.0381～0.0407

通過網路調查和資料查找，收集了多年來某礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料，以及環境監測站監測數據（表1）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物，有機物略有超標，糞大腸菌群超標，揮發酚超標。

2、礦井廢水回用途徑

煤礦礦井水處理後可作生產用水或生活用水，礦井生產用水主要是井下採掘設備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理後用於飲用水。水質標准分別為：

a、防塵灑水《煤礦工業礦井設計規范》（GB50215－94）

SS≤150mg/L，粒徑d<0.3mm；PH值為6～9；大腸菌群≤3個/L。

b、空壓機、液壓支柱用水水質SS≤10～200mg/L，粒徑d <0.15mm；硬度（碳酸鹽）2～7mg/L；pH值為6.5～9；濁度<20。

c、礦井洗浴水水質達到《地表水環境質量標准》（GB3838-2002）的Ⅲ類水體標准。

d、中水水質達到《生活雜用水水質標准》（CJ/T 48-1999）。

5、生活飲用水達到《生活飲用水衛生標准》（GB5749-85）。

四、處理工藝

從上表可知，M煤礦礦井廢水處理工程的設計處理能力為800～1000m3/d，處理後作為生產和生活用水，採用混凝反應、過濾、活性炭吸附及消毒工藝，流程見圖1。

圖1礦井廢水處理工藝流程

礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用於黃泥灌漿，其餘廢水自流進入曝氣池，氣浮除油後進入斜板沉澱池進行初步沉澱，由提升泵提升進入混凝沉澱設備，同時加入混凝劑，經過斜管沉澱後，將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐，出水自流進入清水池，清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池，上清液自流進入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理後流入清水池用作生活用水。

五、主要處理單元

1、預沉池曝氣

礦井廢水中含有少量的有機物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外，井下液壓支柱等設備產生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達標。

2、混凝沉澱

煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要採用混凝沉澱法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式採用管道混合器混合。混凝沉澱裝置採用倒喇叭口作為反應區，水流在反應區中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑葯液的反應在反應器中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區後開始形成混凝狀物質，經過布水區進入斜管填料，由於斜管填料採用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉澱，提高了沉澱效率。將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流排出。

3、砂濾凈化

礦井廢水經混凝沉澱後，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內部空隙中，它是混凝沉澱裝置的後處理過程，同時也是活性炭吸附深度處理過程的預處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，採用自動虹吸原理達到反沖洗，不需要人工單獨管理，操作簡便，管理和維護方便。砂濾罐通常採用不同等級的石英砂多層濾料。

4、活性炭吸附

該煤礦礦井廢水主要含有揮發酚，酚類屬於高毒物質，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內，低濃度可使細胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質沉澱。長期飲用被酚污染的水源，會引起蛋白質變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經症狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800～2000m2/g，具有很強的吸附能力。該裝置採用連續式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達3.5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h，接觸時間一般不大於30～60min。隨著運行時間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質，達到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。

5、消毒

廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理後回用於洗浴時，若不經過消毒，對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理後作為生活用水必須經過消毒處理，本工藝採用二氧化氯消毒，現場用鹽酸和氯酸鈉反應產生二氧化氯，二氧化氯無毒、穩定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。

六、處理工藝特點

1、以上可知A煤礦礦井廢水處理工程是根據礦井水水質特點確定工藝技術參數，採用一次提升到混凝沉澱裝置，再自流進入後續各處理構築物，出水水質穩定可靠，動力設備較少，能耗較低。

2、採用混凝沉澱裝置與砂濾罐相結合的工藝技術，主要處理構築物採用組合式鋼結構，具有佔地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運行成本低等特點。砂濾罐設計採用重力式無閥濾池，反沖洗完全自動，操作管理方便。

3、該煤礦礦井廢水處理系統實現了自動加葯、自動反沖洗的全過程監控，包括電控系統、上位監控系統和儀表檢測系統。儀表檢測系統包括加葯流量、處理流量 、水池液位和加葯箱液位、進水和出水濁度等連續自動檢測。

❼ 銅川礦區地質環境保護規劃及關鍵技術研究

根據銅川礦區煤炭開發引起的地質環境的變化，從水資源保護、地面塌陷和地裂縫的治理、矸石山的治理、煤矸石資源化及煤礦瓦斯利用的角度，探討了銅川礦區地質環境保護技術方案。

一、現有的地質環境保護技術方案

1.礦井水處理

銅川礦區現有的8對生產礦井中，僅有4對礦井有污水處理設施，處理後的礦井水一部分用於井下灑水降塵，一部分排放到河流。沒有污水處理的4個礦井的礦井水排到地面，經簡單沉澱處理後，大部分用於井下生產，其餘部分排放。

2.地面塌陷和地裂縫

銅川礦區的采空區全部存在地面塌陷和地裂縫的問題，這些問題的產生給人民的生產和生活帶來了困難。為了了解採煤沉陷的規律，制定合理的防治和治理措施，銅川礦務局委託遼寧工程技術大學和采礦損害和控制中心進行了銅川礦區地面沉陷規律的研究，編制了「陝西省銅川礦區採煤沉陷情況報告」。報告中分析了地面沉陷的原因及地表移動規律，為防治地面沉陷提供了理論依據。對礦區中的地面沉陷和地裂縫進行了調查、觀測，對出現的地裂縫進行了及時回填。

銅川礦區現生產礦井「三下」壓煤十分嚴重(表5-6)，占保有地質儲量的21.8%，以鴨口礦最為嚴重，佔32.8%。「三下」壓煤中，建築物下壓煤所佔比例最大，為總壓煤量的89.8%，而建築物下壓煤中又以村莊下壓煤為主，占其總量的74.1%。在目前的情況下，分布於各井田未采區的村莊不可能實施搬遷，嚴重影響礦井生產接續和開采效益。為了合理規劃開采，提高煤炭資源的回收率和煤礦開采效益，將開采造成的影響降到最低，實現資源開發與環境保護協調發展。為此，銅川礦務局聯合西安科技大學進行了「銅川礦區開采沉陷規律及水源地破壞研究」。報告總結了銅川礦區建築物下不動遷試采工作面和大采深、小采高、小工作面的地表移動變形特徵，從理論和實驗兩方面論證了其機理和可行性，同時，提出了在不同地質、開采條件下的工作面安全開采尺寸。

表5-6 礦區現生產礦井儲量及「三下」壓煤情況表單位:萬t

3.煤矸石的治理和利用

銅川礦區的煤矸石主要以堆存的方式存在於各個溝谷之中，大部分未做任何處理，少部分進行了填埋處理。隨著資源的日益緊張，煤矸石資源化已經成了綠色礦山的必然選擇。銅川礦務局從20世紀70年代就開始了進行煤矸石利用的探索。據有關資料記載，1978年王家河礦在沸騰爐中使用煤矸石;20世紀80年代，曾建設了三里洞內燃矸石磚廠，但現在這兩個礦井已經破產關閉。

現在，銅川礦務局下設有奧博公司水泥廠，每年用煤矸石作為原料燒制水泥，年利用煤矸石量為1.52萬t。銅川礦務局每年還作為燃料出售部分黑矸，年利用量約為3.5萬t。2006年建立了石節礦免燒磚廠，2007年3月建成並投入試生產，年利用煤矸石1.8萬t。銅川礦區的矸石山大都處於自燃中或是已經自燃過，自燃過後產生的紅矸出售給水泥廠，作為水泥的添加料。

雖然經過了上述各個途徑的煤矸石綜合利用，但是利用量與產生量相比，微不足道。2006年銅川礦區煤炭產量為967萬t，產生煤矸石108.9萬t。加大煤矸石的利用量，實現煤矸石的資源化仍是十分艱巨的任務。

二、銅川礦區地質環境保護關鍵技術方案

1.水資源保護的技術方案

銅川礦區水資源保護技術包括兩個方面:一是礦井水的循環利用;一是保護煤炭開采區水資源少受破壞。

銅川區的礦井缺水問題突出，礦井水以酸性水為主。由於酸性礦井水的處理費用較高，而礦井的井下生產用水質量要求較低。當前對酸性礦井水的處理方法以化學中和法最為有效，因而，銅川區的礦井水以中和法為基礎，結合各個礦井的具體情況，可採用直接投入法、膨脹過濾法和滾筒處理法。直接投入法是在酸性礦井水中直接加入石灰粉或石灰乳等鹼性中和劑;膨脹過濾法是利用石灰石等固體中和劑，採用升流式膨脹濾池中和酸性礦井水;滾筒處理法是將石灰石等固體中和劑置於處理機滾筒內，使之在不斷滾動、碰撞和磨碎過程中達到中和的目的。

圖5-16 洗水閉路循環工藝流程

焦坪區的礦井水都是處理達標後排放，這里不再贅述。玉華礦洗煤廠採用洗水閉路循環技術，防止煤泥水排至廠外造成危害。選煤廠的洗水主要包括壓濾機濾液水、高效濃縮機溢流水和煤泥沉澱池溢流水3部分，通過實施煤泥廠內回收，洗水閉路循環技術，達到洗水平衡、洗水全部復用的目標。下面是某礦的洗水閉路循環工藝流程(圖5-16)。

煤炭開采對地表水資源的影響，主要是煤炭開采引起的地下水位的下降，泉水乾涸，致使部分河流斷流。煤炭開采中不達標的礦井水排放，引起地表水體的污染。煤矸石等礦井廢棄物隨意堆放，不採取處理措施，也會引起地表水的污染。因此，對地表水資源保護的主要問題就是對礦井水和煤矸石的治理，消除污染。

煤炭開采對地下水資源的影響主要為含水層、隔水層破壞，致使地下水的補給來源和徑流途徑發生變化，造成區域地下水位下降，甚至降低到隔水層。因此，對地下水資源的保護的技術方案就是要保護含水層和隔水層免遭破壞。這就要求改進採掘方式、頂板管理辦法，防止和減少塌陷的產生，導水裂隙帶的發育不要觸及上覆含水層。如何防止地面塌陷的產生及裂隙帶的發育高度問題，我國已經做了很多這方面的工作，為銅川礦區的各個礦井提供了依據。但是，每個礦的具體條件各不相同，銅川礦務局各礦井的水文地質條件也各不相同，具體的保護技術方案還要結合各個礦井的水文地質條件和採煤方法來確定。因此，為了盡可能地使地下水資源免受破壞，還需要產學研相結合，尋找地下水資源保護和煤炭回採率的最佳結合點。

2.地面塌陷和地裂縫災害治理的技術方案

銅川礦區地面塌陷和地裂縫災害的治理技術方案也包括兩個方面:一是對已經產生地塌陷、地裂縫的治理技術方案;一是為了減少未來地面塌陷和地裂縫的產生的技術方案。

對於銅川市區的沉陷區，復墾後還是以工業用地為主，主要把沉陷區充填即可，因此，可以採用充填復墾。充填復墾可以利用礦區附近的煤矸石、粉煤灰、露天礦剝離廢物等充填採煤塌陷地。

對於銅川市區以外的其他地方的沉陷區復墾以生態復墾、生物復墾為主。生態復墾是將土地復墾工程技術與生態工程技術結合起來，綜合運用生物學、生態學、經濟學、環境科學、農業科學、系統工程的理論，運用生態系統的物種共生和物質循環再生等原理，結合系統工程方法，針對破壞土地所設計的多層次利用的工藝技術。其目的在於促進各生產要素的優化配置，實現物質、能量的多級分層利用，不斷提高其循環轉換效率和土地生產力，獲得較好的經濟、生態和社會綜合效益，走可持續發展的道路。它包括各種土地復墾工程技術的優選，農業立體種植、養殖、食物鏈結構、農林牧副漁業一體化等生態工程技術的選擇，常常通過平面設計、食物鏈設計和復墾工程設計來實現。生物復墾技術是新興的土地復墾技術，是當前國內外研究熱點。生物復墾是根據復墾區土地利用方向，採取包括肥化土壤、微生物培肥等在內的生物方法，改變土壤新耕作層養分狀況和土壤結構，增加蓄水、保水、保肥能力，創造適合農作物正常生長發育的環境，維護礦區生態平衡的技術體系。比如綠肥法，是改良復墾土壤、增加有機質和氮磷鉀等多種營養成分的最有效方法。綠肥多為豆科植物，一般含有15%～25%的有機質和0.3%～0.6%的氮素，其生產力旺盛，在自然條件較差、較貧瘠的土地上都能很好的生長，根系發達，能吸收深層土壤的養分，綠肥腐爛後還有膠結和團聚土粒的作用，從而改善土壤的理化特性。其施用方法是在工程復墾地種植綠肥作物，待其成熟後壓青翻入土壤，可採取單種、間種、套種等種植方式。對於地面塌陷區存在的地裂縫要及時回填，防止土壤養分和水分的流失。

防止地面塌陷和地裂縫的產生的技術就是改進採掘方法和頂板管理辦法。我國在這方面已經做了很多的工作，銅川礦務局也做了很多的工作，力求減少地面塌陷的地裂縫的產生。20世紀90年代初，銅川礦務局根據已設7個觀測站的實測最大下沉值，應用最小二乘法原理求得的回歸預測經驗公式，可以比較准確地預計一般開采工作面采後地表最大下沉值，在相似地質、開采條件下可以繼續使用。銅川礦務局曾經聯合遼寧工程大學和西安科技大學進行了「陝西省銅川礦區採煤沉陷情況報告」和「銅川礦區開采沉陷規律及水源地破壞研究」，對銅川礦區採煤沉陷的規律和主要影響因素進行模擬分析，並給出了研究結論。主要研究結論有:①銅川礦區地表下沉系數影響程度的排序為擾動程度系數—覆岩綜合硬度—表土層厚度—工作面傾向長度—采厚。其中，擾動程度系數、工作面傾向長度、采厚與地表下沉系數正相關，覆岩綜合硬度與地表下沉系數負相關。②采深是影響地表動態變形的主要因素，當采深較小時，開采影響傳播到地表較快，地表下沉變化連續性差，最大下沉速度快，活躍期短，累計下沉量反而更大，地表移動總時間縮短;而當采深大時，地表移動啟動較慢，下沉曲線平緩連續，下沉速度小，且變化也小，活躍期短或無活躍期。③開采速度與開采厚度對地表下沉速度及持續時間有重要影響。開采速度與厚度越大，最大下沉速度越大，活躍期越短而累計下沉量越大，移動總時間相應縮短。④黃土層厚度是影響地表動態移動規律的重要因素。隨著土岩比的增加，地表下沉速度有增大的趨勢，移動持續時間縮短。即土層越厚，活躍期內地表的移動變形會越激烈，由移動變形而產生的地表裂縫也將越多、越大。

3.煤矸石利用的技術方案

(1)黑矸和紅矸作為水泥混合材料

銅川礦區的煤矸石山大部分存在自燃現象，甚至有的矸石山已經自燃了幾十年，燃燒過的煤矸石變成了紅矸，目前對於紅矸的利用，一般情況下是作為水泥的混合材料，銅川礦區的部分紅矸已出售給水泥廠作為配料使用。

生產不同種類的水泥，用作水泥混合材料的煤矸石要求是炭質泥岩和泥岩、砂岩、石灰岩(CaO含量>70%)，通常選用煅燒煤矸石或是煤矸石自燃，煅燒煤矸石或自燃煤矸石含有活性二氧化硅和氧化鋁，可以作為活性火山灰質混合材料使用。銅川礦區的煤矸石屬於火山灰沉積蝕變而成的質量較高的矸石，其特點是化學成分穩定，硅鋁含量較高的粘土類礦物，其化學成分見表5-7。

表5-7 銅川礦區煤矸石化學成分(w_B/%)

用煤矸石作混合材料生產火山灰水泥的生產工藝流程與生產普通水泥的工藝流程基本相同，其生產流程見圖5-17。

圖5-17 煤矸石作水泥混合材料的工藝流程

(2)生產硅酸鹽水泥

以煤矸石作為原料生產水泥，主要是根據煤矸石和粘土的化學成分相近，可代替粘土提供硅鋁質原料，而且煤矸石能釋放一定的熱量，可節省部分燃料。煤矸石代替黃土配料特別易燒，主要是因為煤矸石中含有多種微量元素，如硫、氟、鈦、釩、硼、鍶、鋇等，具有礦化作用，同時煤矸石含有熱能，進入預熱器後能加速物料的預分解，使產量大幅度增長，操作時各級預熱器筒溫度相應降低，不用投資就能達到8級預熱器的效果。

根據陝西華峰建材公司生產火山灰質硅酸鹽水泥中的經驗，用煤矸石替代黃土作為原料生長硅酸鹽水泥，具有眾多的優點。煤矸石配料、摻加混合材料後的水泥早期、後期強度降低幅度小。相比混合材料摻量提高15%以上，減少孰料用量15%，增加紅矸用量15%。孰料價格為180元/t，紅矸價格按20元/t計，火山灰質硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的差價為10元/t，計算可知每噸水泥的成本降低14元，年產8.5萬t水泥，節約119萬元。

利用煤矸石代替黃土作為水泥配料，能提高回轉窯、水泥磨的台時產量和水泥質量，具有良好的經濟效益和社會效益。

(3)煤矸石作混凝土摻合料

自燃煤矸石或燃燒煤矸石作為混凝土摻合料使用有3個方面的優勢。一是能降低水泥用量，從而降低能源消耗;二是能大量利用煤矸石，降低對環境的污染;三是能改善水泥混凝土的性能，增加水泥混凝土的抗碳化和抗硫酸鹽侵蝕等能力，提高混凝土製品質量和工程質量。這是實現煤矸石資源化、無害化處理的一個重要途徑。

自燃煤矸石或燒煤矸石具有火山灰活性，活性二氧化硅和氧化鋁能與水泥水化過程中析出的氫氧化鈣發生緩慢的「二次反應」，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，與水泥漿硬化體堅固地結合起來，提高混凝土的抗摻性和耐久性。粉狀煤矸石在混凝土中具有超出火山灰活性的特殊物理功能，如增加漿體的體積功能、填充漿體孔隙功能等，使煤矸石混凝土物理化學作用達到動態平衡，起到了使混凝土性能改善和質量提高的作用。

(4)煤矸石作混凝土集料

煤矸石中含有大量的硅鋁物質，其中的可燃物質和菱鐵礦在焙燒過程中析出氣體並膨脹，因此，煤矸石是生產輕骨料的理想原料。煤矸石輕骨料一般是由含碳量不高的碳質岩類、泥質岩類煤矸石經破碎、粉磨、成球、燒脹、篩分而成，也可以將煤矸石直接破碎到一定比例直接焙燒而成。利用煤矸石製造的輕骨料，是具有良好保溫性能的新型輕質建築材料。

(5)白矸作為水泥混合材料和建築材料

銅川礦區煤炭生產中產生的白矸，其主要成分為石灰岩和砂岩。砂岩經過加工可以作為建築材料，也可以作為井下充填材料利用。石灰岩經過加工也可以作為建築材料使用，同時也可以作為生產水泥或生石灰的原材料加以利用。

(6)煤矸石免燒磚

傳統的燒結磚工藝對環境造成二次污染，而且對煤矸石有較強的選擇性。採用煤矸石做原料生成免燒磚，原料選用重點是燒磚困難或不能燒磚的含鐵、硫、鈣、鎂等較高的煤矸石。利用煤矸石制免燒磚，避免了傳統制磚工藝造成的二次污染，同時顯著提高了煤矸石原料的適應性，是今後煤矸石制磚的重要方向。

免燒是以自燃煤矸石或燃燒煤矸石為主要原料，用水泥、石及外加劑等與之配合，經攪拌、半干法壓製成型、自然養護製成的一種砌築材料，其主要工藝流程見圖5-18。

(7)煤矸石混凝土砌塊

以自燃或人工煅燒煤矸石為骨料，水泥等為膠結材料，加入少量外加劑，加水攪拌並經成型、自然養護而成的實心或空心砌塊稱為煤矸石混凝土砌塊。煤矸石混凝土砌塊性能穩定，具有質輕、高強、工藝簡單、成本低、利廢率高、使用效果好的優點，是一種很有發展前途的新型牆體材料。煤矸石混凝土砌塊生產工藝簡單易行，其工藝流程如圖5-19所示。

煤矸石混凝土砌塊的原材料包括集料、膠結料和外加劑。集料為自燃的煤矸石或燒煤矸石，符合JC/T541—94《自燃煤矸石輕集料》的要求即可。膠結料包括水泥、粉煤灰、自燃可燒煤矸石粉等。外加劑為石膏、生石灰等。

(8)煤矸石發電技術

含碳量高的煤矸石(含碳量≥20%，熱值在6270～12550kJ/kg)可以直接作為流化床鍋爐的燃料用來發電。用煤矸石燃燒產能發電工藝簡單:首先，將煤矸石和劣質煤的混合物破碎，粉磨至粒徑小於8mm;然後，由皮帶機送入鍋爐內在循環流化床上進行燃燒，流化床燃燒是靠從床底送進的高壓氣流使煤矸石粉粒在爐床上「沸騰」運動，形成一定高度的流化狀態;最後，燃燒產生的煙塵經除塵器後送入煙道，燃燒產生的灰渣經水冷後泵入灰場。

圖5-18免燒磚工藝流程

圖5-19煤矸石砌塊生產工藝流程圖

4.瓦斯發電技術

瓦斯發電是以瓦斯氣為能源、將瓦斯氣中蘊含的熱能轉化為電能的能量轉換過程。目前實用的瓦斯發電方式主要有燃氣發動機、燃氣輪機和汽輪發電機3種方式。下石節礦於2005年5月建立了3000kWh的瓦斯自備電廠。

5.煤與瓦斯共采技術煤層的采動會引起其周圍岩層產生「卸壓增透」效應，即引起周圍岩層地應力封閉的破壞(地應力降低—卸壓、孔隙與裂縫增生張開)、層間岩層封閉的破壞(上覆煤岩層垮落、破裂、下沉;下伏煤岩層破裂、上鼓)以及地質構造封閉的破壞(封閉的地質構造因采動而開放、鬆弛)，三者綜合導致圍岩及其煤層的透氣性系數大幅度增加，為卸壓瓦斯高產高效抽采創造前提條件。

從卸壓瓦斯流動通道觀點看，采動破壞的造縫作用在采空區上方垂向方向上形成「三帶」:垮落帶(形成貫通采場的空洞與裂縫網路通道)、斷裂帶(形成層向與垂向裂縫網路通道)和彎曲下沉帶(形成層內層向裂縫網路通道)。從卸壓瓦斯流動觀點看，岩層的垮落、自然充填的支撐和壓實等作用，在采空區上方的橫向方向上也產生「三帶」:初始卸壓增透增流帶、卸壓充分高透高流帶和地壓恢復減透減流帶，這橫向的「三帶」在垂向的「斷裂帶」和「彎曲下沉帶」內都存在。

煤層卸壓時采動形成的煤(岩)體變形、破裂和裂隙伸張將大幅度地提高煤(岩)體瓦斯運移的透氣性，產生「卸壓增透增流」效應，形成瓦斯「解吸—擴散—滲流」活化流動的條件。因處在不同區域內的煤岩裂隙分布不同，瓦斯的解吸及流動條件不同，採用合理高效的瓦斯抽采方法和抽采系統，可實現瓦斯資源的安全、高效開采。瓦斯資源的開采減少了卸壓煤層的瓦斯含量，消除了卸壓煤層煤與瓦斯突出危險性，減少了瓦斯向工作面風流中的湧出量，從而為卸壓煤層的安全高效開采創造了必要的條件。

以上只是煤與瓦斯共采技術的理論知識，具體的煤礦的地質條件和煤層情況各異，理論還要與實際相結合，進行產學研相結合，探討焦坪區煤與瓦斯共采技術。煤礦瓦斯治理國家工程研究中心、淮南礦業集團、中國礦業大學、安徽建築工程學院、安徽理工大學等單位產學研相結合，在淮南礦區進行合作攻關，系統地提出留巷鑽孔法煤與瓦斯共采新方法，根據煤層群賦存條件，首采關鍵卸壓層，沿采空區邊緣沿空留巷實施無煤柱連續開采，在留巷內布置上、下向高、低位鑽孔，抽采頂底板卸壓瓦斯和采空區富集瓦斯的煤層瓦斯開采技術，並通過創新快速構建沿空留巷巷旁充填牆體技術，實現與綜采工作面同步推進的煤與瓦斯高效共採的開采方法。創新了「沿空留巷圍岩結構穩定性控制」、「巷旁充填材料研製與快速留巷充填工藝系統集成創新」和「留巷鑽孔瓦斯抽采」等3項留巷鑽孔煤與瓦斯共采技術。焦坪區可以參照淮南礦區的經驗，結合焦坪礦區的地質條件、煤層特徵和瓦斯特徵及下石並進行科學研究，探討適合的煤與瓦斯共采技術。

❽ 水處理有哪些技術

目前水處理技術有以下幾種：
一、混凝沉澱法 混凝沉澱法是利用混凝劑對工業廢水進行凈化處理的一種方法。
二、吸附法 吸附法是利用吸附劑對廢水進行處理。
三、生物降解法。 目前，印染和造紙廢水是造成環境污染的兩大主要因素。
四、離子交換樹脂法 離子交換樹脂(IER)是一種含有活性基團的合成功能高分子材料，它是交聯的高分子共聚物引入不同性質離子交換基團而成的。
五、膜分離技術 在工業廢水處理中，應用膜分離技術可處理各種廢水。

❾ 胡文容的著作論文

1.著作：
胡文容編著，煤礦礦井水處理技術，同濟大學出版社，1996年9月。
2.教材：
① 胡文容主編，煤礦礦井水及廢水處理利用技術（煤炭工業部統編教材），煤炭工業出版社，1998年2月。
3.論文（第一作者發表論文30多篇，下面是其中的一部分）：
⑴ 胡文容，劉培啟，裴海燕，O3和ClO2殺藻作用特徵與機理分析，科學通報，Vol.48,No.5，2003。
⑵ Hu Wenrong,Liu Peiqi,Pei Haiyan,Characteristics and Mechanism Analysis of O3 and ClO2 as Algicides on Inactivating Algae，（正在校稿）.
⑶ 胡文容，陳超，新型生物活性濾池的凈水效能及生物相特徵，中國給水排水,Vol.19,No.4，2003。
⑷ Hu Wenrong,Pei Haiyan,Study on Decomposed Characteristic of Azo Dyes by Ozonization with Ultrasonic Enhancement,Science Bulletin,Vol.46,No.13,2002.
⑸ 胡文容，裴海燕，超聲強化O3氧化偶氮染料的特性研究，科學通報，Vol.46,No.24，2001。
⑹ 胡文容，裴海燕，超聲強化O3氧化能力的機理探討，工業用水與廢水，Vol.32,No.5,2001。
⑺ 胡文容，微絮凝過濾、O3消毒工藝處理微污染水庫水，中國給水排水，Vol.17,No.9，2001。
⑻ 胡文容，王士芬，超聲強化O3殺菌能力的實驗研究，中國給水排水，Vol.15,No.4，1999。
⑼ Hu Wenrong，（胡文容），The mechanism of sonochemical enhancement of ozone oxidization ability,The 8th IASWS symposium,1999.9。
⑽ 胡文容，高廷耀，超聲強化O3氧化偶氮染料的脫色效能研究，中國給水排水，Vol.15,No.11，1999。
⑾ 胡文容，高廷耀，煤礦酸性礦井水除鐵研究，中國給水排水，Vol.11,No.1，1995。
⑿ 胡文容，高廷耀，頻繁倒換電極電滲析技術淡化煤礦苦鹹水的研究，中國給水排水，VOL. 12，NO.5， 1996。
⒀ 胡文容，石灰石曝氣流化床處理煤礦酸性礦井水的研究，工業水處理，VOL.16，NO.6， 1996。
⒁ 胡文容，鋁鹽沉澱法去除礦井水中SO42－的研究， 煤礦環境 保護，VOL.10，NO.5， 1996。
⒂ 胡文容，酸性礦井水中和除鐵出水脫鹽利用研究，給水排水，Vol.23，NO.4.1997。
⒃ 胡文容，高廷耀，超聲強化O3降解水中有機物的機理及應用進展，環境導報，97年5期
⒄ 胡文容，礦井水回用中鹵代烴的生成和去除研究，潔凈煤技術，97年4期。
⒅ 胡文容，劉培啟，李力，固定化生物系統強化除藻及機制淺析，山東大學學報，Vol.31,No.6，2001。

❿ 西安天澤水處理技術發展有限公司怎麼樣

簡介：西安天澤水處理技術發展有限公司是專業從事水處理設備的研發、生產、銷售、技術服務及工程總承包的公司
法定代表人：高雲茹
成立時間：2009-09-05
注冊資本：2000萬人民幣
工商注冊號：610100100218521
企業類型：有限責任公司(自然人投資或控股)
公司地址：西安市高新區高新楓葉廣場B座1幢6層40605號